25 (UNICAMP-SP) A reação do propino (
) com bromo (
) pode produzir dois isômeros cis-trans que contêm uma dupla ligação e dois átomos de bromo nas respectivas moléculas.
a) Escreva a equação dessa reação química entre propino e bromo.
b) Escreva a fórmula estrutural de cada um dos isômeros cis-trans.
a) Escreva a equação dessa reação química entre propino e bromo.
b) Escreva a fórmula estrutural de cada um dos isômeros cis-trans.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
- (a) Escrever a equação da reação entre o propino e o bromo.
- (b) Escrever a fórmula estrutural de cada um dos isômeros cis-trans que resultam dessa adição (cada isômero contém uma dupla ligação e dois átomos de bromo).
Informações dadas no enunciado:
(propino) e
(bromo).
Passo 2
O que acontece quimicamente (explicação passo a passo, didática):
- A ligação tripla
tem duas ligações além da . Quando adicionamos uma molécula de a um alcino terminal como , uma das ligações é quebrada e cada um dos dois carbonos originalmente ligados pela tripla acaba recebendo um substituinte novo (neste caso, um átomo de bromo em cada carbono), formando uma dupla ligação ( ) no produto. - O produto da adição de uma mol de
ao alcino é um alceno vicinalmente dibromado (isto é, dois bromo em carbonos adjacentes), com ainda uma dupla ligação entre esses carbonos. Como cada carbono da dupla tem dois substituintes diferentes, existe isomeria geométrica (cis/trans ou E/Z). - Em termos simples: a reação substitui a tripla por uma dupla e adiciona um bromo em cada um dos dois carbonos envolvidos.
Passo 3
Escrevendo a equação química balanceada (forma condensada):
Aqui o produto mostrado é o alceno vicinalmente dibromado obtido após a adição de uma mol de
.
Passo 4
Explicando a isomeria geométrica (como distinguir cis e trans):
- Para que haja isomeria geométrica na dupla
é necessário que cada carbono da dupla possua dois substituintes diferentes. No produto , o carbono à esquerda da dupla tem os substituintes e ; o carbono à direita tem e . Logo, é possível ter duas disposições espaciais diferentes dos átomos ao redor da dupla: os bromo no mesmo lado (cis) ou em lados opostos (trans). - Em termos práticos de desenho: “cis” costuma referir-se ao caso em que os dois grupos iguais/semelhantes (aqui, os dois
) ficam na mesma face da dupla; “trans” quando ficam em faces opostas.
Passo 5
Desenhando as fórmulas estruturais (representação condensada com indicação cis/trans):
- Isômero cis (os dois
do mesmo lado da dupla):
(interprete aqui que os dois
estão na mesma face do plano da dupla)
- Isômero trans (os dois
em faces opostas da dupla):
(a fórmula condensada é a mesma; a diferença é a disposição espacial relativa dos
ao redor da
: lados opostos)
Observação sobre nomenclatura alternativa: esses isômeros também podem ser designados por E/Z segundo regras CIP. O isômero com os dois
do mesmo lado corresponde a
-1,2-dibromopropeno; o com os
em lados opostos corresponde a
-1,2-dibromopropeno.
Passo 6
Breve comentário sobre quais isômeros costumam ser formados na prática (motivação para a prova, sem exigir aprofundamento):
- A adição de
a alcinos normalmente ocorre por um mecanismo que favorece a adição anti (ou seja, os dois átomos adicionam-se em faces opostas), o que tende a formar preferencialmente o isômero trans (E). Porém, dependendo das condições (solvente, temperatura, catalisadores, radicalar vs iônico, etc.), pode-se obter mistura com o cis (Z). Para a prova, é suficiente saber que ambos os isômeros são possíveis e como escrevê-los.
Resposta
(a)
\n(b) cis:
(isômero com os dois
do mesmo lado) ; trans:
(isômero com os dois
em lados opostos)