- A adição de HCl ao 1,2-dimetilciclohexeno produz uma mistura de dois produtos. Faça o mecanismo da reação, indique a estereoquímica e explique porque a mistura é formada.
Passo 1
O enunciado pede o mecanismo de adição de HCl ao 1,2-dimetilciclohexeno, mostrando a estereoquímica dos produtos e explicando por que surge uma mistura. Vamos usar o conceito de protonação de alceno para gerar um carbocátion planar (etapa de regioregidez de Markovnikov) e depois a captura por C
de ambas as faces desse carbocátion, o que dará dois diastereômeros.
Passo 2
Protonação do alceno: os elétrons da dupla ligação atacam o próton de HCl. Como cada carbono da dupla já tem um metil, a protonação ocorre sem distinção de formação de carbocátion mais estável em um lado ou outro – mas por simetria gera o mesmo tipo de carbocátion secundário em
.
— o π de C C2 ataca
e se forma H ligado a C1
— sobra o carbocátion em C2
— o π de C
— sobra o carbocátion em C2
Passo 3
Intermediário carbocatiônico (C
)
Nesse estágio C2 é s e planar; C2 está ligado a três grupos (C1, C3 e metil) e tem o orbital p vazio perpendicular. Como este centro é planar, não há preferência em qual face o nucleófilo virá atacar.
Nesse estágio C2 é s
Passo 4
Ataque de C
de ambas as faces do carbocátion:
- se C
ataca pela face “de cima” (face exo, por exemplo), no produto final o substituinte Cl fica axial ou equatorial dependendo da conformação cadeira escolhida, mas isso corresponde a uma determinada estereoquímica relativa entre Cl em C2 e o metil já existente em C1; - se C
ataca pela face “de baixo” (face endo), obtemos o outro diastereômero, pois a orientação relativa Cl–metil em C1–C2 se inverte.
Passo 5
Identificação dos dois produtos e suas configurações relativas:
Produto A: 1-cloro-1,2-dimetilciclohexano cis (Cl e metil em C1–C2 do mesmo lado da cadeira)
Produto B: 1-cloro-1,2-dimetilciclohexano trans (Cl e metil em C1–C2 em lados opostos)
Cada um desses diastereômeros surge como mistura racêmica dos enantiômeros correspondentes, mas em geral relatamos apenas que há dois produtos diastereoméricos.
Produto A: 1-cloro-1,2-dimetilciclohexano cis (Cl e metil em C1–C2 do mesmo lado da cadeira)
Produto B: 1-cloro-1,2-dimetilciclohexano trans (Cl e metil em C1–C2 em lados opostos)
Cada um desses diastereômeros surge como mistura racêmica dos enantiômeros correspondentes, mas em geral relatamos apenas que há dois produtos diastereoméricos.
Passo 6
Explicação da mistura:
Como o carbocátion em C2 é planar, o ânion C não tem preferência por uma face sobre a outra. Logo, ataca igualmente as duas faces, gerando os dois diastereômeros (cis e trans). Pode haver leve excesso do ataque que leva ao Cl equatorial (trans), pois esse substituinte é um pouco mais estável no ciclohexano, mas de qualquer forma ambos aparecem.
Como o carbocátion em C2 é planar, o ânion C
Resposta
Os dois produtos são o diastereômero cis e o diastereômero trans de 1-cloro-1,2-dimetilciclohexano, formados porque o carbocátion intermediário é planar e o C
ataca suas duas faces.