18 (FM-Itaiubá-MG) A adição de brometo de hidrogênio ao 3,4-dimetil-pent-2-eno forma:
a) 2-bromo-4-metillexano
b) 2-bromo-3-etilpentano
c) 3-bromo-2,3-dimetilpentano
d) 3-bromo-3-metilexano
e) 2-bromo-3,4-dimetilpentano
a) 2-bromo-4-metillexano
b) 2-bromo-3-etilpentano
c) 3-bromo-2,3-dimetilpentano
d) 3-bromo-3-metilexano
e) 2-bromo-3,4-dimetilpentano
Passo 1
O enunciado: “A adição de brometo de hidrogênio ao 3,4-dimetil-pent-2-eno forma:” e apresenta cinco alternativas (a–e).
Informações dadas e o que se pede:
Informações dadas e o que se pede:
- Temos o alceno chamado
-dimetil-pent- -eno (ou seja, cadeia principal de 5 carbonos, dupla ligação entre os carbonos e , e grupos metil nos carbonos e ). - Reação: adição de
ao alceno (condições padrão, não mencionadas moderadoras como peróxidos). - Pergunta: qual é o produto principal dessa adição (escolher entre as alternativas fornecidas).
Dados relevantes que vou usar (sem resolver ainda):
- Estrutura do alceno: cadeia
, com um metil ligado em e um metil ligado em . - Reagente:
, adição eletrofílica a alcenos (sem peróxidos, então segue regra de Markovnikov).
Passo 2
Vamos identificar precisamente a estrutura do alceno para visualizar onde o hidrogênio e o bromo podem entrar. Vou numerar os carbonos da cadeia principal como
até
, em que a dupla está entre
e
. A partir do enunciado:
-
é a ligação dupla (porque é pent- -eno). - Há um metil (
) ligado em (por isso o prefixo -dimetil, um dos dois). - Há outro metil ligado em
(o segundo do -dimetil).
Agora conte quantos substituintes de carbono cada átomo da dupla possui (isso nos ajuda a prever onde fica o carbocátion):
- O carbono
está ligado a (um carbono), a (um carbono) e tem um hidrogênio: então tem dois substituintes carbonados (ou seja, é um carbono sp^2 dissubstituído). - O carbono
está ligado a , a e ao metil substituinte: três substituintes carbonados (é um carbono sp^2 trissubstituído).
Resumo: a dupla é assim:
, com metil em
e metil em
.
Passo 3
Relembrando a regra química que vamos aplicar (aulas rápidas e práticas): quando adicionamos
a um alceno em condições normais (sem peróxidos), o próton (
) adiciona de forma que o carbocátion formado seja o mais estável possível — isso é a regra de Markovnikov. Em palavras simples: o hidrogênio vai para o carbono da dupla que já tem mais hidrogênios (ou menos substituições por carbono), e o bromo (íon brometo,
) ataca o carbocátion que se formou.
Explicando estabilidade de carbocátions (sem pânico): carbocátions são mais estáveis quanto mais substituições por grupos alquila eles tiverem (um carbocátion terciário é mais estável que secundário, que é mais estável que primário), porque grupos alquila doam densidade eletrônica por efeito indutivo e hiperconjugação.
Passo 4
Aplicando Markovnikov ao nosso caso:
- O carbono
é o menos substituído entre os dois da dupla (tem mais hidrogênios), então é o que recebe o próton ( ). Protonando , o carbocátion resultante fica em . - O carbocátion em
é ligado a três carbonos ( e o metil substituinte) → é um carbocátion terciário, bastante estável. Não há necessidade de rearranjo (não há um carbocátion mais estável possível através de deslocamentos). - Em seguida, o íon brometo
ataca o carbocátion em , formando o produto com bromo ligado ao carbono .
Portanto, a adição segue Markovnikov e o bromo fica ligado em
.
Passo 5
Agora escrevemos a estrutura do produto: a cadeia principal continua com cinco carbonos (pentano), no carbono
há agora um bromo e também já havia um metil; em
há um metil. Assim os substituintes finais na cadeia são:
- Um bromo em
. - Metil em
. - Metil em
.
Um nome possível (contando da esquerda que usamos no início) seria
-bromo-
-dimetilpentano (bruto), indicando substituintes em
e
. Mas atenção: a nomenclatura IUPAC pede escolher a direção de numeração que dê os menores números possíveis para os substituintes (conjunto de locantes mais baixo). Vamos comparar as duas direções de enumeração da cadeia:
Direção A (a que usamos inicialmente): substituintes em
(bromo em
, metil em
, metil em
) → locantes ordenados:
.
Direção B (numeração invertida): os mesmos substituintes passam a ficar em se numerarmos do outro lado — isto é, os metil passam a ser
e
, e o bromo continua em
. Ordenando e comparando lexicograficamente,
(ordenado crescente) é menor que
, portanto a numeração correta segundo a regra de menor conjunto de locantes é a que dá os locantes
.
Direção B (numeração invertida): os mesmos substituintes passam a ficar em
Assim o nome oficialmente preferível (e que bate com as alternativas) é
-bromo-
-dimetilpentano — que é apenas a mesma molécula com a cadeia numerada no sentido que dá os menores números para substituintes.
Passo 6
Relacionando com as alternativas do enunciado:
- A alternativa que corresponde a
-bromo- -dimetilpentano é a letra (c). As demais opções apresentam posição do bromo ou arranjo de metil diferente.
Conferindo lógica final: adição de
em alceno trissubstituído segue Markovnikov → bromo no carbono mais substituído da dupla (
) → nome apropriado pelo critério de menores locantes é
-bromo-
-dimetilpentano.
Resposta
c)
-bromo-
-dimetilpentano