Química Orgânica 2 · Hidrólise e esterificação
Hidrólise básica da ε-caprolactama a 6-amino-hexanoato
Condições: NaOH, H2O, Δ
Desenhe este problema você mesmo
Arraste dos elétrons que se movem até onde eles vão, ou toque em um e depois no outro. Cada seta é verificada; Dica ajuda quando você travar. Não precisa de conta.
O mecanismo, passo a passo
Próximo mostra as setas curvas de cada passo e as explica. Os passos escritos estão abaixo.
Ler todos os 5 passos escritos
O hidróxido se adiciona à carbonila da lactama
A ε-caprolactama é uma amida cíclica, então o par isolado do nitrogênio doa elétrons para a C=O e a torna um eletrófilo fraco; é preciso hidróxido aquoso quente. O hidróxido se adiciona ao carbono carbonílico e forma um alcóxido tetraédrico que ainda mantém o anel de sete membros.
As setas curvas
- Um par isolado do hidróxido ataca o carbono eletrofílico da lactama e forma a nova ligação C–O.
- Os elétrons π da C=O se deslocam para o oxigênio carbonílico, que se torna um alcóxido.
O óxido abre o anel
O par isolado do alcóxido refaz a C=O e expulsa o nitrogênio do anel. Um ânion amideto é um péssimo grupo abandonador, então só o empurrão do óxido e o calor conseguem expulsá-lo; como ele faz parte do anel, continua na mesma cadeia como um grupo NH⁻ terminal.
As setas curvas
- O par isolado do óxido volta para refazer a ligação π da carbonila.
- A ligação C–N se rompe com os dois elétrons indo para o nitrogênio, o que abre o anel de sete membros.
A água protona o ânion nitrogenado
O ânion nitrogenado, fortemente básico, captura de imediato um próton da água do solvente, formando a extremidade amina primária da cadeia e um íon hidróxido. A água faz o revezamento do próton, em vez de uma transferência direta entre as duas extremidades da cadeia.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio retira um próton de uma molécula de água.
- Os elétrons da ligação O–H ficam no oxigênio e deixam um hidróxido.
O hidróxido desprotona o ácido carboxílico
O hidróxido remove o próton ácido O–H da extremidade ácido carboxílico. Essa etapa ácido–base é fortemente favorável (pKa cerca de 4.8 contra 15.7) e é o que torna irreversível a hidrólise básica de amidas.
As setas curvas
- O par isolado do hidróxido captura o próton do ácido carboxílico.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio, formando o carboxilato estabilizado por ressonância.
6-Amino-hexanoato
O anel se abriu, formando 6-amino-hexanoato (sal de sódio, Na⁺ omitido) e água. Acidificar fornece o ácido 6-amino-hexanoico; aquecer esse aminoácido ou sua lactama o polimeriza a náilon-6.
O que você vai praticar
Desenhe o hidróxido abrindo o anel da ε-caprolactama: adição à carbonila da lactama, abertura do anel pela saída do nitrogênio e as transferências de próton que formam o 6-amino-hexanoato.
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