Síntese de Williamson de éteres: mecanismo SN2, escolha dos reagentes e questões de vestibular
Resposta curta: um alcóxido ou fenóxido ataca um haleto de metila ou de alquila primário em uma única etapa SN2 e forma um éter: R–O− + R′–X → R–O–R′ + X−. Coloque o grupo volumoso no alcóxido; haletos terciários dão alcenos (E2).
O que é a síntese de Williamson de éteres?
A síntese de Williamson é a forma mais geral de preparar éteres assimétricos. As questões de prova quase sempre testam uma única ideia: qual combinação de alcóxido e haleto funciona e qual dá um alceno.
O modelo desenha fenol → anisol em duas etapas. Abra-o no MolDraw para testar o etóxido ou outro haleto.
A reação em resumo
| Nucleófilo | Alcóxido (de ROH + Na ou NaH) ou fenóxido (de ArOH + NaOH) |
|---|---|
| Eletrófilo | Haleto/tosilato de metila ou de alquila primário |
| Mecanismo | SN2 (ataque pelo lado oposto, inversão) |
| Exemplo | Fenol + NaOH, depois CH3I → anisol |
| Falha com | Haletos terciários (E2), haletos de arila (sem SN2) |
Mecanismo passo a passo
- Formação do alcóxido. Fenóis (pKa ≈ 10) são desprotonados por NaOH. Álcoois (pKa ≈ 16) precisam de sódio metálico ou NaH.
- Ataque SN2. O oxigênio negativo ataca o carbono ligado ao halogênio pelo lado oposto, e o haleto sai na mesma etapa. Um estereocentro nesse carbono sofre inversão.
Cada etapa do modelo é verificada elétron por elétron: as setas curvas levam exatamente às estruturas desenhadas. Abra-o no MolDraw para seguir as setas uma etapa por vez.
Exemplos resolvidos
- Fenol → anisol. NaOH, depois CH3I (ou sulfato de dimetila).
- Etanol → éter dietílico. Na, depois C2H5Br.
- Éter metil-terc-butílico (MTBE). (CH3)3CO−Na+ + CH3Br funciona; CH3O− + (CH3)3CBr dá 2-metilpropeno.
- Intramolecular: epóxidos e THF. Uma haloidrina em meio básico fecha o anel e forma um epóxido; o 4-clorobutanol dá tetra-hidrofurano.
Questões de vestibular para praticar
Q1. A melhor forma de preparar o éter metil-terc-butílico é:
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(CH3)3CONa + CH3Br — A SN2 exige o haleto de metila, sem impedimento; o haleto terciário sofreria E2.
Q2. Metóxido de sódio + brometo de terc-butila dá principalmente:
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2-Metilpropeno — A base forte remove um H β (E2).
Q3. O anisol pode ser preparado a partir de:
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Fenóxido de sódio + CH3I — Haletos de arila não sofrem SN2, então o grupo arila precisa estar no nucleófilo oxigenado.
Q4. O que acontece com a configuração do (R)-2-bromobutano com etóxido em uma reação de Williamson?
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Ela é invertida: (S)-2-etoxibutano (com alguma eliminação). — Ataque SN2 pelo lado oposto.
Erros comuns
- Colocar o grupo volumoso no haleto — ele deve estar no alcóxido.
- Usar um haleto de arila como eletrófilo.
- Esquecer que haletos secundários dão misturas de éter + alceno.
- Usar NaOH para desprotonar um álcool comum (não é forte o suficiente).
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-chave.
- 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
Por que o éter di-terc-butílico não pode ser obtido pela síntese de Williamson?
Toda combinação exige um haleto terciário, que sofre eliminação (E2) com o alcóxido, fortemente básico.
A síntese de Williamson é SN1 ou SN2?
SN2: uma etapa, ataque pelo lado oposto, inversão de configuração no carbono atacado.
Quais solventes são melhores?
Solventes polares apróticos como DMF, DMSO ou acetona aceleram a etapa SN2.