MAPA - QUI - REAÇÕES ORGÂNICAS - 54_2025

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CONTEXTUALIZAÇÃO

Na prática laboratorial e industrial, muitas vezes é necessário diferenciar rapidamente o tipo de álcool presente em uma amostra desconhecida (primário, secundário ou terciário). Um método clássico para isso é o teste de Lucas.



Descoberto por Howard Johnson Lucas em 1930, o reagente de Lucas é uma solução de cloreto de zinco em ácido clorídrico concentrado que é utilizada para a identificação de álcool primário, secundário e terciário, levando em conta a cinética química da reação com os alcoóis. No teste, ocorre a substituição nucleofílica do grupo –OH por um átomo de cloro, formando o cloreto de alquila correspondente. Como os cloretos de alquila são insolúveis no meio reacional, a reação pode ser acompanhada visualmente pelo aparecimento de turbidez (mistura se torna leitosa).



Do ponto de vista mecanístico, o teste de Lucas explora dois tipos de substituição nucleofílica: SN1 e SN2. No mecanismo SN1 (Substituição Nucleofílica Unimolecular), ocorre primeiro a saída do grupo hidroxila protonado (H₂O), formando um carbocátion. Essa etapa é lenta e determina a velocidade da reação. Em seguida, o nucleófilo (Cl⁻) ataca o carbocátion, formando o cloreto de alquila. Esse mecanismo é favorecido para álcoois terciários e, em menor grau, secundários, pois a estabilidade do carbocátion é crucial para a reação ser rápida.



Já no mecanismo SN2 (Substituição Nucleofílica Bimolecular), o ataque do nucleófilo e a saída do grupo de saída ocorrem simultaneamente, em uma única etapa. Não há formação de carbocátion intermediário, e o ataque ocorre pelo lado oposto ao grupo de saída (backside attack), resultando em inversão de configuração no carbono reativo (quando este é assimétrico). Esse mecanismo é típico de álcoois primários, mas no teste de Lucas é bastante lento, pois o meio fortemente ácido e polar prótico reduz a nucleofilicidade do íon cloreto.



A velocidade com que a turbidez aparece varia de acordo com a estrutura do álcool. O resultado do teste está relacionado à velocidade de reação:

- Álcoois primários: não apresentam turbidez visível no tempo usual do teste (resultado negativo).

- Álcoois secundários: apresentam turbidez após alguns minutos (resultado positivo).

- Álcoois terciários: apresentam turbidez quase imediata (resultado positivo).



Fonte: Rodrigues, J. Teste de Lucas. F Ciências, 2017. Disponível em https://www.fciencias.com/2017/01/19/teste-lucas-laboratorio-online/. Acesso em 09 set. 2025.

MÃO NA MASSA!

Imagine que, em um laboratório de controle de qualidade, você recebeu três frascos não identificados, contendo:

- Etanol (CH₃–CH₂–OH)

- 2-Propanol (CH₃–CHOH–CH₃)

- tert-Butanol [(CH₃)₃C–OH]



Seu objetivo é diferenciar esses álcoois por meio do teste de Lucas e analisar os mecanismos envolvidos.



Questões

a) Explique como diferenciar experimentalmente os três álcoois, correlacionando a formação de turbidez e o tempo de reação com a estrutura de cada álcool.

b) Para os dois casos em que a reação ocorre (teste positivo), descreva o mecanismo de substituição nucleofílica (SN1 ou SN2), usando fórmulas estruturais, setas de movimento eletrônico e destacando os pares de elétrons e intermediários importantes. Considere que o carbocátion secundário apresenta estabilidade razoável em meio ácido. Para efeito desta atividade, utilize o mecanismo simplificado, omitindo o intermediário catalítico com ZnCl₂.

c) Para o caso em que não há reação visível (teste negativo), descreva o mecanismo de reação teórico simplificado e explique por que ele é extremamente lento nas condições do teste.

d) Cite os haletos de alquila obtidos pelos testes positivos e relacione cada um deles com aplicações industriais.