Um exemplo de mecanismo Organic Chemistry Problema

Suponha que você está trabalhando uma atribuição química orgânica, e você está convidado a propor um mecanismo para a conversão do álcool mostrado na figura a seguir ao alceno mostrado na mesma figura.

Em primeiro lugar, você quer identificar que tipo de mecanismo que você está lidando. É um ácido ou um mecanismo de base? É um nucleófilo ou electrófilo um mecanismo de? É um mecanismo de radicais livres? Uma vez que o reagente é o ácido sulfúrico (H₂ASSIM₄) mais # 8710- (um símbolo que indica que a mistura de reacção é aquecida), a reacção será uma reacção ácida.

Em segundo lugar, identificar onde você está indo no mecanismo. A conversão de um álcool num alceno geralmente envolve a desidratação (perda de água). Mas você pode perceber que o alceno no produto está em uma posição incomum, pois a desidratação geralmente coloca o alceno adjacente ao álcool de partida. O produto, neste caso, tem a ligação de um átomo de dupla carbono mais longe a partir da sua posição esperada. Então, você poderia esperar algo incomum neste mecanismo que explica a regioqu�ica incomum de reação.

Agora que você sabe aproximadamente onde você está indo neste mecanismo, você pode começar a propor uma rota para chegar lá. Em um mecanismo de ácido, a primeira coisa que você quer procurar é um site na molécula que pode ser protonado. O único sítio de base no material de partida, neste caso é o álcool, de modo que o primeiro passo seria protonação do grupo álcool por ácido sulfúrico.

O primeiro passo em mecanismos de ácido é quase sempre protonação.

Como sempre, siga as convenções para a seta empurrando, puxando setas cheios de cabeça de elétrons para onde eles estão indo. (Os únicos mecanismos que usam setas simples cabeças são mecanismos de radicais livres.)

Porque muitos professores de química orgânica estão convencidos de que o círculo mais íntimo do inferno de Dante é reservada para aqueles estudantes que consistentemente desenhar protonação incorretamente, certifique-se sempre chamar a seta dos elétrons na base para o próton ácido que os elétrons estão atacando. Nunca cometer o pecado imperdoável de desenhar uma seta a partir de um H + ácido. Além disso, para fazer seguir o movimento dos átomos e as cargas mais fácil, os átomos sobre as partes da molécula que mudar na reacção são traçadas explicitamente com a estrutura completa de Lewis, tal como mostrado na figura a seguir.

Em seguida, analisar as consequências da protonação. O que você pode fazer agora que você não podia antes? Uma coisa que você pode fazer agora que o álcool é protonado é formar um carbocation. Embora ião hidróxido, OH^-, é um grupo de saída mau (bases fortes são maus grupos de saída), a água é um bom grupo separável. Assim, como um mecanismo de desidratação do álcool típica, o próximo passo envolve a perda de água para criar uma carbocação secundária, como mostrado na figura a seguir.

Na desidratação do álcool, quando o carbocatião é formado, o próximo passo é geralmente a formação da ligação dupla por eliminação de um protão. Ao fazê-lo nesta etapa, no entanto, iria formar a dupla ligação na posição errada. De alguma forma, a carbocação precisa de mover de modo que, quando o hidrogénio é eliminado, a ligação dupla é formada na posição correcta.

Em uma inspeção mais próxima, você pode perceber que o carbocation está localizado junto a um centro de carbono terciário. O carbocation é atualmente um carbocátion secundário, mas mal quer se tornar um carbocation terciário. (Carbocátions terciários são mais estáveis ​​que carbocátions secundárias). Um processo de pensamento mais pragmático pode ser que este é o lugar onde o cátion devo mover-se para, a fim de obter a eliminação no local correcto. Para obter o carbocation para a posição superior, você executar uma mudança hidreto, que move o átomo de hidrogênio superior e ambos os elétrons na ligação C-H para o centro de cação, deixando o carbono terciário com a carga positiva. Este passo é mostrado na figura a seguir.

Agora, a eliminação de um protão leva ao alceno correcta. A desprotonação é mostrado na figura a seguir, utilizando-se água para regenerar uma molécula de ácido. Você também pode usar a base conjugada de ácido sulfúrico como a base aqui.