8.6 : Regiosseletividade e Estereoquímica da Hidratação Catalisada por Ácido

A velocidade de hidratação de alcenos catalisada por ácido depende da estrutura do alceno, pois a presença de substituintes alquil na ligação dupla pode influenciar significativamente nela.

A reação prossegue com a protonação lenta de um alceno por um íon hidrônio para formar um carbocátion, que é a etapa determinante da velocidade.

A reação envolvendo um intermediário de carbocátion terciário é mais rápida do que uma reação que ocorre através de um carbocátion secundário ou primário. Isso pode ser justificado comparando suas estabilidades relativas e a deslocalização da carga positiva. Os carbocátions terciários são os mais estáveis ​​e, portanto, formados mais rapidamente.

Resultado Regioquímico

A formação de um intermediário de carbocátion estável determina o resultado regioquímico, pois direciona a adição nucleofílica de água ao carbono mais substituído seguindo a orientação de Markovnikov.

Resultado Estereoquímico de Alcenos Aquirais

Para um alceno aquiral como o 1-buteno, a protonação resulta em um carbocátion secundário.

O carbono trivalente é hibridizado sp² com um plano de simetria. Ele pode reagir com a água tanto pela face superior quanto pela inferior com igual probabilidade.

A reação pela face superior leva ao (S)-2-butanol, enquanto a reação da face inferior leva ao (R)-2-butanol. Assim, a formação de um novo centro quiral leva a uma mistura racêmica de produtos enantioméricos.

Resultado Estereoquímico de um Alceno Quiral

A protonação de um alceno quiral forma um carbocátion quiral sem plano de simetria. O carbocátion não reage igualmente pelas faces superior e inferior porque uma das faces é mais acessível que a outra devido a diferentes configurações estéricas, levando a uma mistura de produtos R e S. Assim, dois produtos diastereoméricos são produzidos em quantidades desiguais e a mistura é opticamente ativa.

Rearranjo de um Carbocatión

Em alguns casos, o carbocátion formado na primeira etapa pode ser reorganizado para um carbocátion mais estável. Por exemplo, a protonação de 3-metil-1-buteno forma um intermediário de 2° carbocátion, que se reorganiza para um 3° carbocátion mais estável por meio de um deslocamento de 1,2-hidreto.