Síntese de Gabriel com ftalimida: mecanismo, limitações e questões de vestibular
Resposta curta: a ftalimida é desprotonada pelo KOH (sua N–H tem pKa ≈ 8,3), o ânion é alquilado por um haleto de alquila primário (SN2) e a hidrazina (ou a hidrólise) libera a amina primária. Como a N-alquilftalimida não pode ser alquilada de novo, não se formam aminas secundárias nem terciárias.
O que é a síntese de Gabriel com ftalimida?
Amônia e haletos de alquila dão uma mistura de aminas primárias, secundárias e terciárias e sais quaternários. A síntese de Gabriel evita isso usando a ftalimida como um NH2 protegido que só pode receber um grupo alquila.
O modelo desenha a desprotonação, a alquilação SN2 e o primeiro ataque da hidrazina. Abra-o para trocar o brometo de benzila por outro haleto primário.
A reação em resumo
| Material de partida | Ftalimida (benzeno-1,2-dicarboximida) |
|---|---|
| Etapa 1 | KOH (etanólico) → ftalimida potássica |
| Etapa 2 | R–X (metila, primário; SN2) → N-alquilftalimida |
| Etapa 3 | N2H4 (Ing–Manske) ou H3O+/OH− → R–NH2 |
| Produz | Somente aminas alifáticas primárias puras |
Mecanismo passo a passo
- Desprotonação. O hidróxido remove o próton N–H. O ânion é estabilizado por deslocalização sobre os dois oxigênios carbonílicos, e é por isso que a ftalimida é ácida.
- N-Alquilação (SN2). O nitrogênio da imida ataca o carbono do haleto de alquila por trás, deslocando o brometo. A N-alquilftalimida formada não tem mais N–H.
- Hidrazinólise. A hidrazina ataca uma carbonila (adição–eliminação) e depois a outra, intramolecularmente. A ftal-hidrazida de seis membros é expulsa e a amina primária é liberada.
Cada etapa do modelo é conferida elétron por elétron: as setas curvas levam exatamente às estruturas desenhadas. Abra no MolDraw para seguir as setas uma etapa por vez.
Exemplos resolvidos
- Brometo de benzila → benzilamina. O exemplo do modelo.
- Brometo de etila → etilamina. Qualquer haleto de metila ou primário funciona.
- Bromoacetato de etila → glicina. Variantes Gabriel–malônico produzem α-aminoácidos.
- Impossível: anilina, terc-butilamina. Haletos de arila não sofrem SN2; haletos terciários sofrem eliminação.
Questões de vestibular para praticar
Q1. Qual amina não pode ser preparada pela síntese de Gabriel com ftalimida?
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Anilina — o clorobenzeno não sofre SN2 com o ânion ftalimida.
Q2. Por que a ftalimida é ácida?
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A N–H fica entre dois grupos C=O, então a base conjugada é estabilizada por ressonância. — pKa ≈ 8,3, então o KOH a desprotona por completo.
Q3. Por que a síntese de Gabriel dá apenas aminas primárias?
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A N-alquilftalimida não tem N–H e seu nitrogênio não é nucleofílico, então uma segunda alquilação não acontece. — Ao contrário de NH3 + R–X.
Q4. Qual reagente libera a amina em condições brandas?
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N2H4 — a hidrazinólise (Ing–Manske) dá a amina e a ftal-hidrazida.
Erros comuns
- Tentar preparar aminas aromáticas — a alquilação é SN2.
- Usar haletos secundários ou terciários: os secundários reagem mal, os terciários sofrem eliminação.
- Esquecer a etapa final de liberação (hidrazina ou hidrólise).
Editar este mecanismo no MolDraw
- Clique em Abrir no MolDraw. O editor abre com a figura inteira na tela: a reação global, cada etapa numerada e os pontos principais.
- Tudo é uma estrutura comum. Troque um substituinte, mude a cor dos átomos ou mova uma seta, e as setas continuam presas aos seus átomos.
- Baixe em PNG, SVG ou PDF, ou copie para suas anotações ou slides.
- A mesma figura está no editor em Templates → Schemes → Name reactions.
Perguntas e respostas
Qual é o produto da ftalimida potássica com um haleto de alquila?
Uma N-alquilftalimida, que dá a amina primária após hidrazinólise ou hidrólise.
Qual é o subproduto da hidrazinólise?
Ftal-hidrazida (2,3-di-hidroftalazina-1,4-diona).
A síntese de Gabriel é SN1 ou SN2?
SN2: haletos de metila e primários funcionam melhor.