Qual o álcool dos pares abaixo se esperaria sofrer desidratação com maior facilidade? Por quê?
2,3-dimetil-2-butanol ou 2,3-dimetil-1-butanol

Passo 1

O enunciado pergunta: “Qual o álcool dos pares abaixo se esperaria sofrer desidratação com maior facilidade? Por quê?” As duas substâncias dadas são 2,3-dimetil- 2-butanol e 2,3-dimetil- 1-butanol). Informação relevante que o enunciado dá (implícita): precisamos comparar a facilidade de desidratação (eliminação de água) entre esses dois álcoois. A resposta pedida é qual deles desidrata mais facilmente e a razão desse comportamento.

Passo 2

O que significa “desidratação” de um álcool (em termos práticos da prova)? É a remoção de uma molécula de água para formar um alceno. Em condições ácidas típicas (H2SO4, H3PO4), o mecanismo mais comum para álcoois que desidratam com facilidade é o mecanismo em duas etapas chamado E1:
  1. protonação do grupo hidroxila ( -OH) para formar -OH2+ (uma boa saída: água),
  2. saída da água formando um carbocátion (etapa lenta determinante da velocidade),
  3. perda de um próton ( H^+) de um carbono adjacente para formar a dupla ligação (alceno).
É importante entender que a etapa que forma o carbocátion é, na maioria dos casos E1, a etapa determinante (da velocidade). Portanto, a estabilidade do carbocátion que se forma é crucial para dizer se a desidratação ocorrerá fácil ou difícil.

Passo 3

Como avaliar estabilidade de carbocátions (a peça-chave)? Regra prática simples e muito usada em provas:
\text{carbocátion terciário} > \text{carbocátion secundário} > \text{carbocátion primário} > \text{carbocátion metílico}áááááááí
Por quê? Dois efeitos principais estabilizam carbocátions:
  • efeito indutor dos grupos alquila (alquila doam densidade eletrônica e estabilizam carga positiva);
  • hiperconjugação: hidrogênios ligados aos carbonos vizinhos podem “delocalizar” a carga positiva através de sobreposição de orbitais C–H/C–C; quanto mais grupos alquila vizinhos, mais hiperconjugação possível.
Na prática: um carbocátion ligado a três grupos alquila (terciário) é muito mais estável e se forma mais facilmente do que um carbocátion ligado a apenas um grupo alquila (primário).

Passo 4

Agora identifiquemos o tipo de centro onde a água sairia em cada álcool:
  • Em 2,3-dimetil- 2-butanol): o grupo -OH está no carbono 2. Esse carbono está ligado a três outros carbonos (os carbonos 1, 3 e ao grupo metil substituinte), logo é um carbono terciário (tem três substituintes alquila). Se a água sair desse carbono, forma-se um carbocátion terciário.
  • Em 2,3-dimetil- 1-butanol): o grupo -OH está no carbono 1. Esse carbono está ligado a apenas um outro carbono (o carbono 2) e a hidrogênios, logo é um carbono primário. Se a água sair desse carbono, formaria-se um carbocátion primário, muito menos estabilizado.

Passo 5

Aplicando a ideia do Passo 3: como a etapa lenta envolve a formação do carbocátion, e carbocátions terciários são muito mais estáveis que primários, a formação do carbocátion a partir de 2,3-dimetil- 2-butanol) é muito mais favorável energeticamente do que a partir de 2,3-dimetil- 1-butanol). Logo, a desidratação via mecanismo E1 acontecerá com muito mais facilidade para o álcool terciário.

Passo 6

Observações adicionais úteis para prova (não complicam a conclusão, só ajudam a responder questões relacionadas):
  • Álcoois primários geralmente não desidratam por E1 com facilidade; eles podem reagir por um mecanismo E2 (eliminação concertada) sob condições muito fortes (temperatura alta, base forte), ou, em meio ácido, podem sofrer rearranjos do carbocátion se por alguma via transitória um carbocátion mais estável puder ser formado. Mas, mesmo com rearranjo, o caminho é mais difícil e menos direto do que para um álcool terciário.
  • Portanto, na prática de prova: quando comparar um álcool terciário com um primário, o terciário desidrata muito mais facilmente.

Passo 7

Conclusão direta e motivada: 2,3-dimetil- 2-butanol) sofre desidratação com maior facilidade porque a saída da água gera um carbocátion terciário estabilizado por hiperconjugação e efeitos indutivos dos grupos alquila; em 2,3-dimetil- 1-butanol) a saída da água geraria um carbocátion primário, muito menos estável, portanto a reação é muito menos favorecida nas mesmas condições.

Resposta

2,3-dimetil- 2-butanol

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