Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)

David Klein · Capítulo 200 de 302

Páginas do PDF

Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)

10.3 Acidez do Acetileno e dos Alquinos Terminais

o que você aprendeu

 

10.1 Forneça um nome sistemático para cada uma das seguintes substâncias:

 

APLICANDO

o que você aprendeu

 

10.2 Represente uma estrutura em bastão para cada uma das seguintes substâncias:

 

(a) 4,4-Dimetil-2-pentino

 

(b) 5-Etil-2,5-dimetil-3-heptino

 

10.3 Apesar de ligações triplas terem geometria linear, elas têm uma certa exibilidade e

podem ser incorporadas em anéis grandes. Cicloalquinos contendo mais do que oito átomos de

carbono têm sido isolados e são estáveis à temperatura ambiente. Ao nomear cicloalquinos que

carecem de quaisquer outros grupos funcionais, a ligação tripla não requer uma posição, porque

é assumido que ela está entre C1 e C2. Represente a estrutura do (R)-3-metilciclononino.

 

10.4 Represente e forneça o nome dos quatro alquinos terminais com fórmula molecular

C 6H10.

 

é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver os Problemas 10.35,10.36

 

10.3 Acidez do Acetileno e dos Alquinos

Terminais

 

Comparemos os valores do pK para o etano, etileno e acetileno: a

Lembre-se de que um valor de pKa menor corresponde a uma maior acidez.

 

Portanto, o acetileno (pK = 25) é significativamente mais ácido do que o a

etano ou o etileno. Para ser preciso, o acetileno é 19 ordens de grandeza

(10.000.000.000.000.000.000 vezes) mais ácido do que o etileno. A acidez

relativa do acetileno pode ser explicada pela exploração da estabilidade da

sua base conjugada, chamada de íon acetileto (o sufixo “eto” indica a

presença de uma carga negativa):

 

RELEMBRANDO

Esse efeito foi discutido na Seção 3.4.

 

A estabilidade de um íon acetileto pode ser explicada usando-se a teoria da

hibridização, na qual a carga negativa é considerada como estando

associada a um par isolado que ocupa um orbital hibridizado sp.

Comparemos as bases conjugadas do etano, etileno e acetileno (Figura

10.3).

FIGURA 10.3

A base conjugada do etano exibe um par isolado em um orbital hibridizado 3 sp. A base conjugada do etileno tem o par isolado em um orbital hibridizado 2 sp, e a base conjugada do acetileno tem o par isolado em um orbital hibridizado sp.

 

Em um orbital hibridizado sp, a densidade eletrônica está mais próxima

ao núcleo carregado positivamente e é, portanto, mais estável.

Agora, vamos considerar o equilíbrio que se estabelece quando uma

base forte é usada para desprotonar o acetileno. Lembre-se de que o

equilíbrio de uma reação ácido-base sempre favorecerá a formação do ácido

mais fraco e da base mais fraca. Por exemplo, considere o equilíbrio

estabelecido quando um íon amida (ou amideto) (H2N−) é usado como uma

base para desprotonar o acetileno:

 

Neste caso, o equilíbrio favorece a formação do íon acetileto, porque ele é

mais estável (uma base mais fraca) do que o íon amida. Ao contrário,

considere o que acontece quando um íon hidróxido é usado como a base:

Neste caso, o equilíbrio não favorece a formação do íon acetileto, porque o

 

íon acetileto é menos estável (uma base mais forte) do que o íon hidróxido.

Portanto, o hidróxido não é suficientemente básico para produzir uma

quantidade significativa do íon acetileto. Isto é, o hidróxido não pode ser

utilizado para desprotonar o acetileno.

Assim como o acetileno, alquinos terminais também são ácidos e podem

ser desprotonados com uma base adequada:

 

A base conjugada de um alquino terminal, chamada de íon alquineto, só

pode ser formada com uma base suficientemente forte. O hidróxido de

sódio (NaOH) não é uma base adequada para esse propósito, mas a amida

de sódio (ou amideto de sódio, ou ainda sodamida) (NaNH ) pode ser 2

usada. Existem várias bases que podem ser utilizadas para desprotonar o

acetileno ou alquinos terminais como pode ser visto na Tabela 10.1. As três

bases mostradas na parte superior esquerda da tabela são suficientemente

fortes para desprotonar um alquino terminal, e todas três são

frequentemente usadas para fazer isso. Observe a posição da carga negativa

em cada um desses casos (N−, H− ou C−). Ao contrário, todas as três bases

no canto inferior esquerdo do gráfico têm a carga negativa em um átomo de

oxigênio, o que não é suficientemente forte para desprotonar um alquino

terminal.

TABELA 10.1 BASES SELECIONADAS E SEUS ÁCIDOS CONJUGADOS

 

DESENVOLVENDO A APRENDIZAGEM

 

10.2 PREVISÃO DA POSIÇÃO DO EQUILÍBRIO PARA A DESPROTONAÇÃO DE UM

ALQUINO TERMINAL

 

APRENDIZAGEM

Usando a informação da Tabela 3.1, determine se o acetato de sódio (CH3CO2Na) é uma base

su cientemente forte para desprotonar um alquino terminal. Isto é, determine se o equilíbrio

visto a seguir favorece a formação do íon alquineto:

SOLUÇÃO

 

Começamos identi cando o ácido e a base em cada um dos lados do equilíbrio:

 

ETAPA 1

Identi cação do ácido e da base em cada um dos lados do equilíbrio.

 

A PROPÓSITO

O Na + é simplesmente o contraíon para cada base e pode ser ignorado na maioria dos

casos.

 

A seguir, comparamos os valores do pKa dos dois ácidos de modo a determinar qual deles é o

ácido mais fraco. Esses valores podem ser encontrados na Tabela 3.1:

 

ETAPA 2

Determinação de qual ácido é mais fraco.

 

Lembre-se da Seção 3.3 que um pK a mais elevado indica um ácido mais fraco, de modo que o

alquino é o ácido mais fraco. O equilíbrio favorecerá a formação do ácido mais fraco e da base

mais fraca:

ETAPA 3

Identi cação da posição de equilíbrio.

 

Como resultado, a base neste caso (um íon acetato) não é su cientemente forte para

desprotonar um alquino terminal. A mesma conclusão pode ser obtida de modo mais rápido

simplesmente reconhecendo que o íon acetato apresenta uma carga negativa em um átomo de

oxigênio (na verdade, ela é estabilizada por ressonância e se distribui por dois átomos de

oxigênio) e, portanto, não pode possivelmente ser uma base su cientemente forte para

desprotonar um alquino terminal.

 

PRATICANDO

o que você aprendeu

 

10.5 Em cada um dos casos vistos a seguir, determine se a base é su cientemente forte para

desprotonar o alquino terminal.

 

APLICANDO

o que você aprendeu

 

10.6 O pK a do CH3NH K 2 é 40, enquanto o pa do HCN é 9.

(a) Explique essa diferença de acidez.