PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 35 do IME 2021

Prova objetiva · Química

Um professor de química propôs, como primeira etapa do mecanismo de esterificação do terc-butanol com o ácido acético, a formação de um carbocátion terciário no álcool. Suponha a viabilidade dessa proposta. O átomo do ácido acético mais propenso a realizar o ataque nucleofílico ao carbocátion formado seria o

  1. A
    oxigênio do grupo hidroxila, pois seria o átomo mais eletronegativo por estar ligado a um átomo de hidrogênio.
  2. B
    oxigênio da carbonila, pois facilmente assume uma carga negativa formal por ressonância.
  3. C
    carbono do grupo ácido, pois facilmente assume a forma de carbânion por deslocamento de carga eletrônica.
  4. D
    carbono do grupo metila, pois é o menos impedido espacialmente entre os dois carbonos.
  5. E
    hidrogênio do grupo hidroxila, pois consegue se dissociar e formar um hidreto, um dos compostos mais eletronegativos existentes.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

O carbocátion é um eletrófilo (carga positiva, falta de elétrons). Quem o ataca precisa ser nucleófilo, ou seja, ter par de elétrons disponível e densidade eletrônica elevada.

No ácido acético, \ce{CH3-C(=O)-OH}, os candidatos são os dois oxigênios:

  1. O oxigênio da hidroxila tem pares livres, mas um deles está em ressonância com a carbonila (o par do O–H desloca-se para o C=O). Isso diminui sua densidade eletrônica e sua nucleofilicidade.
  2. O oxigênio da carbonila tem dois pares livres que não participam da ressonância como doadores. Na estrutura de ressonância \ce{CH3-C(O^-)=O^+H} ele assume carga negativa formal, o que o torna rico em elétrons e o sítio mais nucleofílico.

O ataque do \ce{C=O} ao carbocátion terc-butila forma um cátion estabilizado por ressonância (protonado no outro oxigênio). Depois, a perda de \ce{H+} leva ao acetato de terc-butila.

Os carbonos e o hidrogênio não servem: o carbono da carbonila é eletrofílico (tem carga parcial positiva), a metila não tem par de elétrons disponível e o hidrogênio é ácido, não nucleofílico.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO oxigênio da hidroxila tem par livre deslocalizado pela ressonância com a carbonila, e a eletronegatividade não é consequência de estar ligado ao H.
  • CO carbono da carbonila é eletrofílico, e não forma carbânion nessas condições.
  • DO carbono da metila não tem par de elétrons para atacar, e o impedimento espacial não define nucleofilicidade.
  • EO hidrogênio ácido sai como \ce{H+}, não como hidreto, e não é nucleófilo.

Assuntos: mecanismo de esterificação, nucleófilos e eletrófilos, ressonância.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 35 no caderno Prova objetiva do IME 2021

Fonte: IME 2021 · Prova objetiva. Prova oficial ↗