Química Orgânica 2 · Hidrólise e esterificação
Esterificação de Fischer formando acetato de (S)-sec-butila
Condições: CH3COOH, 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 7 passos escritos
O ácido sulfúrico protona a carbonila
O ácido sulfúrico, o ácido mais forte presente, protona o oxigênio carbonílico do ácido acético. O cátion formado é estabilizado por ressonância, e seu carbono carbonílico fica eletrofílico o bastante para ser atacado pelo (S)-butan-2-ol.
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 (S)-butan-2-ol se adiciona ao carbono carbonílico
O par isolado do oxigênio do (S)-butan-2-ol ataca o carbono carbonílico ativado. Só a extremidade O–H do álcool reage; a ligação entre esse oxigênio e o estereocentro nunca se rompe, de modo que a configuração é mantida.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio do (S)-butan-2-ol forma a nova ligação C–O.
- Os elétrons π da C=O migram para o oxigênio protonado, neutralizando-o.
Desprotone o oxigênio adicionado
O hidrogenossulfato remove o próton do oxigênio oxônio que veio do (S)-butan-2-ol. Assim se 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.
Protone o OH que vai sair
O ácido sulfúrico protona um dos grupos OH do intermediário tetraédrico. Isso transforma o hidróxido, que nunca sai em meio fortemente ácido, 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 refaz a C=O e expulsa água. Essa água vem do OH do ácido acético, não do álcool, e por isso nenhum carbocátion se forma no estereocentro.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio forma a nova ligação π C=O.
- A ligação C–O se rompe em direção ao oxigênio protonado, que sai como água.
Desprotone para obter o éster
O hidrogenossulfato remove o próton do oxigênio carbonílico, formando o acetato de (S)-sec-butila neutro. O ácido sulfúrico é regenerado e, portanto, atua apenas como catalisador.
As setas curvas
- Um par isolado do hidrogenossulfato captura o próton do oxigênio carbonílico.
- Os elétrons da ligação O–H ficam no oxigênio carbonílico.
Acetato de (S)-sec-butila
O acetato de (S)-sec-butila se forma com retenção de configuração, junto com água. Uma etapa SN1 ou SN2 no estereocentro teria causado racemização ou inversão, mas nenhuma ocorre.
O que você vai praticar
Desenhe a esterificação de Fischer do ácido acético com (S)-butan-2-ol e mostre que o acetato de (S)-sec-butila se forma com retenção.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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