Para cada uma das reações a seguir, dê o produto de substituição: se os produtos podem existir com estereoisômeros, mostre quais estereoisômeros são obtidos:
3-cloro-2,2-dimetilpentano
3-cloro-2,2-dimetilpentano
Passo 1
Beleza, o enunciado diz o seguinte: temos 3-cloro-2,2-dimetilpentano reagindo com etanol (CH₃CH₂OH) e queremos o produto de substituição. O conteúdo é reação de substituição nucleofílica (SN1 vs. SN2), estabilidade de carbocátion e rearranjo (hidreto shift). Vamos usar:
- teoria SN1/SN2 (quando um sai antes de entrar o nucleófilo)
- estabilidade de carbocátions (terciário > secundário)
- rearranjo de hidreto (1,2-shift)
- racemização (ataque em carbocátion gera mistura de enantiômeros)
Passo 2
Primeiro, note que etanol é nucleófilo fraco e solvente prótico: isso favorece SN1. Em SN1, o cloro sai antes do etanol atacar. Então a C–Cl se rompe formando um carbocátion em C-3 (inicialmente secundário).
Passo 3
Desenho do carbocátion inicial:
Cl sai de
CH₃–C*(Cl)–C(CH₃)₂–… → CH₃–C⁺–C(CH₃)₂–…
Esse carbono 3 é secundário, mas ao lado (C-2) temos um centro que é terciário “disfarçado” por dois metilas.
Cl sai de
CH₃–C*(Cl)–C(CH₃)₂–… → CH₃–C⁺–C(CH₃)₂–…
Esse carbono 3 é secundário, mas ao lado (C-2) temos um centro que é terciário “disfarçado” por dois metilas.
Passo 4
Como queremos maximizar a estabilidade, rola um hidreto shift 1,2 (um H do C-2 vai para o C-3):
antes: …–C₂(H)(Me)₂–C₃⁺–…
depois: …–C₂⁺(OEt)(Me)₂–C₃(H)–…
Isso gera um carbocátion terciário em C-2, bem mais estável.
antes: …–C₂(H)(Me)₂–C₃⁺–…
depois: …–C₂⁺(OEt)(Me)₂–C₃(H)–…
Isso gera um carbocátion terciário em C-2, bem mais estável.
Passo 5
Agora o etanol (CH₃CH₂OH) ataca esse carbocátion terciário em C-2, formando o éter:
…–C₂(OH⁺CH₂CH₃)(Me)₂–… → depois de perder um H → éter estável.
…–C₂(OH⁺CH₂CH₃)(Me)₂–… → depois de perder um H → éter estável.
Passo 6
Ponto de estereo: ao atacar um carbocátion, vem de ambos os lados igualmente → mistura racêmica.
Produto principal (rearranjado): 2-etoxi-2,2-dimetilpentano racêmico (R e S).
Há também pequena formação direta no C-3 (sem rearranjo), gerando 3-etoxi-2,2-dimetilpentano racêmico.
Produto principal (rearranjado): 2-etoxi-2,2-dimetilpentano racêmico (R e S).
Há também pequena formação direta no C-3 (sem rearranjo), gerando 3-etoxi-2,2-dimetilpentano racêmico.
Resposta
Produto principal: 2-etoxi-2,2-dimetilpentano (racêmico, mistura de enantiômeros R e S), com pequena fração de 3-etoxi-2,2-dimetilpentano (também racêmico).