Para cada reação a seguir, dê o produto de substituição; e os produtos podem existir com estereoisômeros, mostre quais estereoisômeros são obtidos:
trans-1-cloro-2-metilcicloexano
trans-1-cloro-2-metilcicloexano
Passo 1
O enunciado pede para reagirmos o trans-1-cloro-2-metilciclohexano com metanol (
) e identificarmos o produto de substituição, mostrando também os estereoisômeros que aparecem.
Conteúdo envolvido: mecanismos de substituição nucleofílica (SN1 vs. SN2) e noções de estereoquímica em ciclohexanos.
O que vamos precisar:
Conteúdo envolvido: mecanismos de substituição nucleofílica (SN1 vs. SN2) e noções de estereoquímica em ciclohexanos.
O que vamos precisar:
- Analisar se a reação é SN1 ou SN2 (força do nucleófilo, estabilidade do carbono que perde o cloro).
- Desenhar o mecanismo passo a passo (saída do
, formação de carbocátion, ataque do nucleófilo). - Ver como a configuração final em C1 e C2 gera diastereômeros e qual deles é mais estável.
Passo 2
Primeiro, força do nucleófilo: metanol é um nucleófilo fraco (solvente prótico), então SN2 é difícil num centro saturado de ciclohexano (é muito congestionado). Em contrapartida, a saída do
pode formar um carbocátion relativamente estável (terciário vizinho ao metil). Logo, a reação tende a ser SN1.
Passo 3
Mecanismo SN1:
(1) Etapa lenta – ionização:
(1) Etapa lenta – ionização:
Aqui ficamos com um carbocátion planar em C1, enquanto o metil em C2 mantém sua configuração (já era um centro quiral).
(2) Etapa rápida – ataque do metanol:
Em seguida ocorre desprotonação para dar o produto neutro.
Passo 4
Como o carbocátion é planar, o
(espécie nucleofílica gerada no equilíbrio) pode atacar de cima ou de baixo do plano. Isso gera dois estereoisômeros em C1 (R ou S), enquanto C2 continua com a configuração original. Assim, surgem diastereômeros:
- OMe e Me cis (mesmo lado do ciclo): ambos podem ficar em posições equatoriais, dando a conformação mais estável (majoritário).
- OMe e Me trans: um fica axial e o outro equatorial (menos estável).
Resposta
O produto é 1-metoxi-2-metilciclohexano, obtido como mistura de dois diastereômeros (OMe–Me cis e OMe–Me trans), com predomínio do diastereômero cis (diequatorial).