Química Orgânica Experimental 1

Departamento de Química Q O Exp I Guia para as aulas Procedimento Experimental Colocar em um funil de separação Nota 1 30 mL 354 g 036 mol de ácido clorídrico concentrado resfriado em banho de gelo Adicione 93 mL 74 g 0100 mol de álcool tercbutílico Agitar a mistura ocasionalmente durante 20 minutos sempre liberando a pressão interna por inverter o funil e cautelosamente abrir a torneira Nota 2 Após esse período manter o funil fixo de maneira que as duas fases fiquem claramente separadas Então remover a fase inferior em um erlenmeyer e certificarse que essa fase é a aquosa ácida adicionando um pouco de água a ela se misturar é porque está correto A fase orgânica no interior do funil de separação deve ser lavada com 10 mL de água e então com 10 mL de solução saturada de bicarbonato de sódio Nota 3 Transfirir a fase orgânica do funil de separação para um erlenmeyer adicionare algumas espatulas de sulfato de sódio anidro para secar qualquer vestígio de água e filtrar em funil simples de vidro com papel pregueado para dentro de uma proveta de 10 mL Anotar o volume obtido Use a densidade do líquido cloreto de tercbutila para calcular o rendimento A amostra bruta deve ser purificada por destilação simples deve coletar a fração que ebuli entre 49 e 52 C Notas 1 Antes de iniciar testar a rolha e a torneira do funil contra vazamentos usando pouco de água destilada no interior do funil Lembrese que estará manuseando um ácido bastante corrosivo e se houver vazamento o perigo é extremo 2 Antes de inverter o funil certificarse que a rolha está bem fixa e manter sua mão fazendo pressão sobre a mesma de maneira que o líquido não escape Só então inverter e liberar a pressão abrindo a torneira peça ajuda ao instrutor 3 Cada lavagem deve ser efetuada a agitação e aguardar separação das fases Remover a fase inferior aquosa e manter a fase orgânica no funil até o fim Departamento de Química Q O Exp I Guia para as aulas Resíduos Líquidos aquosos dessa prática devem ser diluídos com água abundante da torneira e descartados na pia O papel filtro pregueado deve ser descartado no recipiente de Resíduos Sólidos assim como o sulfato de sódio remanescente O produto obtido cloreto de tercbutila deve ser descartado no frasco de Resíduos Orgânicos líquidos Halogenados Questionário Experimento V Síntese do cloreto de tercbutila uma SN1 Introdução Reações de substituição nucleofílica estão entre as mais versáteis e utilizadas em química orgânica e ocorrem tanto nos laboratórios como nos processos biológicos Uma reação genérica é apresentada na equação abaixo a qual denota todos as espécies envolvidas e que são as variáveis importantes para o entendimento dos possíveis mecanismos RX Nu RNu X substrato nucleófilo produto grupo abandonador Análise da equação acima leva a duas sugestões mecanísticas plausíveis Na primeira o grupo abandonador ou grupo de saída GS sai primeiro e o nucleófilo entra numa etapa posterior assim com o envolvimento de uma carga positiva no carbono contendo o grupo abandonador e na segunda o nucleófilo ataca ao mesmo tempo que o grupo abandonador deixa o átomo de carbono não envolvendo assim nenhum intermediário Esquema 1 A primeira das propostas é chamada de mecanismo SN1 e a segunda de mecanismo SN2 SN1 GS sai primeiro nucleófilo ataca depois SN2 nucleófilo ataca ao mesmo tempo que o GS sai Esquema 1 Proposta mecanística resumida das reações SN1 e SN2 É importante salientar que os mecanismos apresentados acima descrevem apenas os dois extremos de uma reação de substituição nucleofílica Geralmente as reações SN apresentam mecanismos intermediários situandose entre SN1 e SN2 Em outras palavras na maioria das vezes a quebra e formação de ligações não são processos independentes Departamento de Química Q O Exp I Guia para as aulas O mecanismo SN1 ocorre em duas etapas sendo a etapa lenta ou a determinante para velocidade da reação a primeira etapa onde um carbocátion é gerado pela saída do grupo abandonador Assim o nucleófilo atua apenas na etapa rápida não influenciando na velocidade da reação Na maioria dos casos nas reações de SN1 o próprio solvente faz papel do nucleófilo por isso geralmente se refere a SN1 como solvólise Essa reação é conhecida como reação de primeira ordem e o que determina a escolha por esse caminho é a possibilidade de geração de carbocátion estável Carbocátion em carbono terciário é muito mais estável que secundário ou primário sendo assim os substratos terciários os mais comuns em SN1 Ex cloreto de tercbutila Álcoois terciários reagem muito rapidamente com HX para fornecer haletos terciários Esquema 2 Como mostrado no mecanismos a protonação do álcool gera um bom grupo de saída uma molécula neutra de água e fornece um carbocátion terciário Esquema 2 Metodologia Neste experimento será realizada a preparação do cloreto de tbutila através do tratamento do tbutanol com ácido clorídrico A reação é rápida e simples e pode ser efetuada diretamente em um funil de separação A reação se processa segundo o mecanismo SN1 conforme apresentado anteriormente no Esquema 2 Pequenas quantidades de isobutileno podem se formar durante a reação devido a reações de eliminação competitivas