Química Orgânica 2 · Hidrólise e esterificação
Saponificação do tereftalato de dimetila a tereftalato
Condições: NaOH (2 equiv), 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 7 passos escritos
O hidróxido se adiciona à primeira carbonila de éster
Um equivalente de hidróxido ataca uma carbonila de éster metílico do tereftalato de dimetila. O grupo éster em para retira densidade eletrônica do anel, então essa carbonila é um pouco mais eletrofílica que a do benzoato de metila.
As setas curvas
- Um par isolado do hidróxido se liga ao carbono da primeira carbonila de éster.
- O par π da C=O migra para o oxigênio, formando o alcóxido tetraédrico.
O metóxido é expulso
O par isolado do O⁻ refaz a C=O e expulsa o metóxido. O aquecimento favorece esta etapa, já que o metóxido é um grupo abandonador ruim.
As setas curvas
- O par isolado do oxido refaz a ligação π da primeira carbonila.
- A ligação C–OCH3 se rompe, e os dois elétrons vão para o oxigênio do metoxi.
O metóxido captura o próton do ácido carboxílico
O metóxido (pKa do ácido conjugado ≈ 15,5) desprotona imediatamente o novo ácido carboxílico (pKa ≈ 4). A primeira ponta de éster agora é um carboxilato pouco reativo.
As setas curvas
- O par isolado do metóxido remove o próton O–H ácido.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio, formando o primeiro carboxilato.
O segundo hidróxido ataca o outro éster
O segundo equivalente de hidróxido se adiciona à carbonila de éster metílico restante. É por isso que são necessários 2 equivalentes de NaOH: cada éster consome um hidróxido.
As setas curvas
- Um par isolado do segundo hidróxido forma uma ligação C–O com o carbono do éster restante.
- O segundo par π da C=O migra para seu oxigênio.
Sai o segundo metóxido
O segundo intermediário tetraédrico colapsa da mesma forma e expulsa outro metóxido. O carboxilato que já está no anel fica longe demais para interferir.
As setas curvas
- O par isolado do novo O⁻ refaz a segunda carbonila.
- A segunda ligação C–OCH3 se rompe em direção ao oxigênio do metoxi.
A segunda desprotonação gera o diânion
O metóxido remove o último próton de ácido carboxílico, formando o diânion tereftalato. As duas pontas agora são carboxilatos, então a hidrólise não pode se reverter.
As setas curvas
- O par isolado do segundo metóxido captura o próton ácido restante.
- Os elétrons da O–H ficam no oxigênio, formando o segundo carboxilato.
Tereftalato e metanol
Formam-se tereftalato dissódico (Na⁺ omitido) e duas moléculas de metanol. Esta hidrólise é um modelo da reciclagem química de garrafas PET, um poliéster construído a partir do mesmo diácido.
O que você vai praticar
Desenhe os dois ciclos de adição de hidróxido e saída de metóxido que transformam o tereftalato de dimetila no diânion tereftalato e em metanol.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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