Química Orgânica 2 · Hidrólise e esterificação
Esterificação de Fischer do ácido adípico a adipato de dietila
Condições: EtOH (excess), H2SO4 (cat.), 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 13 passos escritos
O ácido sulfúrico protona a carbonila
O ácido sulfúrico, o ácido mais forte presente, protona o oxigênio carbonílico de uma das extremidades do ácido adípico. Os dois grupos carboxila estão separados por quatro grupos CH2 e reagem de forma independente, cada um em seu próprio ciclo de Fischer.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio carbonílico captura o próton ácido do ácido sulfúrico.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio do sulfato, formando hidrogenossulfato.
O etanol se adiciona ao carbono carbonílico
O par isolado do oxigênio do etanol ataca o carbono carbonílico ativado. Isso forma um intermediário tetraédrico com um oxigênio oxônio de carga positiva.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio do etanol forma a nova ligação C–O.
- Os elétrons π da C=O se deslocam para o oxigênio protonado, neutralizando-o.
Desprotonar o oxigênio adicionado
O hidrogenossulfato remove o próton do oxigênio oxônio que veio do etanol. Isso forma o intermediário tetraédrico neutro.
As setas curvas
- Um par isolado do hidrogenossulfato captura o próton do oxônio.
- O par da ligação O–H volta para o oxigênio, eliminando sua carga positiva.
Protonar o OH que vai sair
O ácido sulfúrico protona um grupo OH do intermediário tetraédrico. Isso transforma o hidróxido, que nunca sai em ácido forte, em água, um bom grupo abandonador.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio do OH captura um próton do ácido sulfúrico.
- Os elétrons da ligação O–H ficam no oxigênio do sulfato.
A água sai
O par isolado do OH restante desce para refazer a ligação C=O e expulsa a água. Isso forma o éster protonado no O na primeira extremidade.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio forma a nova ligação π da C=O.
- A ligação C–O se rompe e seus elétrons ficam no oxigênio protonado, que sai como água.
Desprotonar até o primeiro éster
O hidrogenossulfato remove o próton do oxigênio carbonílico, completando o primeiro éster etílico. O ácido sulfúrico é regenerado para o segundo ciclo, na outra extremidade da cadeia.
As setas curvas
- Um par isolado do hidrogenossulfato captura o próton do oxigênio carbonílico.
- Os elétrons da ligação O–H ficam no oxigênio carbonílico.
Protonar o segundo grupo carboxila
Agora o ácido sulfúrico protona o oxigênio carbonílico do grupo ácido carboxílico restante. O excesso de etanol continua deslocando esse segundo equilíbrio para o éster.
As setas curvas
- O segundo oxigênio carbonílico usa um par isolado para capturar um próton do ácido sulfúrico.
- O par da ligação H–O fica no oxigênio do sulfato, formando hidrogenossulfato.
Um segundo etanol se adiciona
Uma segunda molécula de etanol ataca o carbono carbonílico ativado na outra extremidade da cadeia. Forma-se outro intermediário oxônio tetraédrico.
As setas curvas
- O oxigênio do segundo etanol doa um par isolado ao carbono carbonílico ativado.
- O segundo par π da C=O se desloca para seu oxigênio protonado.
Desprotonar o segundo oxônio
O hidrogenossulfato captura o próton do oxigênio oxônio do segundo etanol. O segundo intermediário tetraédrico agora está neutro.
As setas curvas
- O hidrogenossulfato remove o próton do segundo oxigênio oxônio.
- O par da ligação O–H volta para esse oxigênio.
Protonar o segundo OH que vai sair
O ácido sulfúrico protona um grupo OH do segundo carbono tetraédrico. Nessas condições ácidas, esse oxigênio só consegue sair na forma de água.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio do OH recebe o próton do ácido sulfúrico.
- O par ligante fica no oxigênio do sulfato, regenerando o hidrogenossulfato.
A água sai da segunda extremidade
Um par isolado de um OH refaz a segunda C=O e expulsa a segunda molécula de água. Isso forma o adipato de dietila protonado no O.
As setas curvas
- O par isolado do OH forma a segunda ligação π da carbonila.
- A ligação C–OH2 se rompe e uma segunda molécula de água sai.
Desprotonar até o adipato de dietila
O hidrogenossulfato remove o último próton da carbonila, formando adipato de dietila neutro e regenerando o ácido sulfúrico. No total, são liberados dois equivalentes de água.
As setas curvas
- O hidrogenossulfato captura o próton do diéster protonado.
- Os elétrons da ligação O–H ficam no oxigênio carbonílico do diéster.
Adipato de dietila
Formam-se adipato de dietila e duas moléculas de água, e o ácido sulfúrico é recuperado. O excesso de etanol e o aquecimento deslocam os dois equilíbrios para o diéster.
O que você vai praticar
Desenhe os dois ciclos de esterificação de Fischer que convertem os dois grupos carboxila do ácido adípico em adipato de dietila.
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Cada um dos 5349 problemas de Orgânica 1 e 2 funciona assim: feedback em cada seta, dicas quando você travar e um modo prova sem dicas. Grátis com uma conta, sem cartão.
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