Química Orgânica 1 · Ácidos, bases e ressonância: revisão para a prova
Acetic acid protonates 4-(dimethylamino)pyridine
Condições: 4-(Dimethylamino)pyridine (DMAP), acetic acid (1 equiv), H₂O, 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 5 passos escritos
The ring nitrogen takes the proton
The ring nitrogen's lone pair, in an sp² orbital in the ring plane, bonds to the acetic acid hydrogen. With pKaH ≈ 9.6 for DMAP and pKa 4.76 for acetic acid, log K ≈ 4.8.
As setas curvas
- The ring nitrogen lone pair bonds to the O–H hydrogen.
- The O–H bonding pair stays on oxygen, giving acetate.
Which nitrogen is protonated?
Protonating the ring nitrogen gives a cation the dimethylamino group can stabilize by resonance; protonating the dimethylamino nitrogen would destroy that conjugation and leave an ordinary pyridine ring.
The amino nitrogen shares the charge
The dimethylamino lone pair forms a C=N π bond to the ring, a ring π pair shifts, and the C=N⁺ π pair of the protonated ring nitrogen moves onto that nitrogen as a lone pair. Every atom keeps an octet.
As setas curvas
- The dimethylamino lone pair forms a C=N π bond.
- A ring π pair shifts one bond toward the ring nitrogen.
- The C=N⁺ π pair becomes a lone pair on the ring nitrogen.
Back to the aromatic contributor
The iminium contributor has every octet complete but has given up the ring's aromatic sextet, so it is the smaller contributor. The ring-nitrogen lone pair re-forms its C=N π bond, a ring π pair shifts back, and the C=N⁺(CH₃)₂ π pair returns to the dimethylamino nitrogen, restoring the aromatic pyridinium ion.
As setas curvas
- The ring-nitrogen lone pair re-forms the C=N π bond.
- A ring π pair shifts back toward the carbon bearing the amino group.
- The C=N⁺(CH₃)₂ π pair returns to the dimethylamino nitrogen as its lone pair.
DMAP-H⁺ and acetate
The pyridinium charge is shared between the ring nitrogen (major, aromatic contributor drawn here) and the dimethylamino nitrogen. This extra stabilization of the conjugate acid is why DMAP is about 10⁴ times more basic than pyridine.
O que você vai praticar
Draw acetic acid protonating the ring nitrogen of DMAP, then the contributor in which the dimethylamino group carries the positive charge, and return to the aromatic pyridinium contributor.
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