Química Orgânica 1 · Rearranjos de carbocátions e expansões de anel
Acid-catalysed hydration of 3-methyl-1-butene with a hydride shift
Condições: H2O, H2SO4 (cat.), 25 °C
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 6 passos escritos
Hydronium protonates the alkene
The C=C π bond takes a proton from hydronium at the terminal CH2 carbon (Markovnikov), leaving a secondary cation next to the isopropyl CH.
As setas curvas
- The π electrons form the new C–H bond on the terminal carbon.
- The O–H pair of hydronium stays on its oxygen, releasing water.
1,2-Hydride shift
The hydrogen on the neighbouring CH carbon moves with its bonding pair onto the cationic carbon, giving the tertiary 2-methylbutan-2-yl cation.
As setas curvas
- The C–H bonding pair carries the hydrogen to the cationic carbon.
Which alcohol, and how to avoid the shift?
In aqueous acid the cation rearranges before water adds, so the OH ends up on the tertiary carbon. Only a method with no carbocation, such as hydroboration–oxidation, keeps the original skeleton and gives 3-methylbutan-1-ol.
Water adds to the tertiary cation
An oxygen lone pair of water bonds to the tertiary cationic carbon, giving an alkyloxonium ion.
As setas curvas
- A water lone pair forms the new C–O bond.
Water removes the O–H proton
Another water molecule takes a proton from the alkyloxonium ion, giving the neutral alcohol and regenerating hydronium.
As setas curvas
- A water lone pair forms the new O–H bond.
- The O–H bonding pair stays on the alcohol oxygen.
2-Methyl-2-butanol
The OH sits on the tertiary carbon that originally carried the isopropyl hydrogen: 2-methylbutan-2-ol. Hydronium is regenerated, so the acid is a catalyst.
O que você vai praticar
Draw the acid-catalysed hydration of 3-methylbut-1-ene: protonation by hydronium, the 1,2-hydride shift, water addition and deprotonation giving 2-methylbutan-2-ol.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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