8.24 Há uma diferença global de 29 vezes na reatividade do 1-cloro-hexano, 2-cloro-hexano e 3-cloro–hexano diante do iodeto de potássio em acetona.
(a) Qual é o mais reativo? Por quê?
(b) Dois dos isômeros diferem apenas por um fator de 2 em reatividade. Quais são esses dois? Qual é mais reativo? Por quê?

Passo 1

Beleza, manda ver no enunciado: a gente tem três isômeros do cloro-hexano (1-, 2- e 3-) que reagem via SN2 com I⁻ em acetona, e a diferença de velocidade entre o mais rápido e o mais lento é 29×. O conteúdo aqui é o mecanismo SN2 e como a vizinhança do carbono halogenado (primário vs. secundário) afeta a reatividade. Vamos precisar entender:
  • O que é reação SN2 e por que ela prefere substratos menos “blocados”.
  • Como comparar sítios 1°, 2° e 2° (mas com diferentes graus de impedimento estérico) para ver qual é mais rápido.

Passo 2

Na SN2 o nucleófilo (I⁻) ataca o carbono ligado ao cloro por trás, empurrando o Cl⁻. A taxa dessa reação segue:
velocidade = k,[RCl],[I^-]
e o fator depende muito do grau de impedimento na vizinhança do carbono. Quanto menos grupos ao redor, mais fácil o ataque e maior o . Logo:
1-º > 2-º > 3-º, em geral, mas como aqui só temos 1-º e dois 2-º (no C-2 e no C-3), a gente espera:
1-cloro-hexano mais rápido que 2-cloro e este mais rápido que 3-cloro.

Passo 3

Para a parte (a) a pergunta é “qual é o mais reativo?” – e é o 1-cloro-hexano, porque ele é um haleto primário. Menos “galhos” grudados no carbono ligado ao cloro = menos bloqueio = nucleófilo ataca com mais facilidade.

Passo 4

Agora, dois isômeros diferem só por um fator de 2 na reatividade. Pelo enunciado, a gente tem
k1-clk3-cl=29
e se um par só difere por 2×, o mais óbvio é que
k2-clk3-cl=2
Ou seja, 2-cloro-hexano reage o dobro de rápido que 3-cloro-hexano. Isso acontece porque, embora ambos sejam secundários, no carbono 3 o nucleófilo encontra grupos vizinhos (C2 e C4) mais volumosos do que no carbono 2 (C1 e C3), aumentando o impedimento estérico.

Resposta

(a) O 1-cloro-hexano é o mais reativo, pois é primário e menos impedido.
(b) Os isômeros 2-cloro-hexano e 3-cloro-hexano diferem por um fator de ~2; o 2-cloro-hexano é mais reativo devido a menor impedimento estérico no sítio de ataque.

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