Questão - (Pontuação máxima - 2.0 pontos)
Indique o produto para a reação abaixo. Explique claramente como você chegou ao produto descrito, mostre o mecanismo da reação.
Indique o produto para a reação abaixo. Explique claramente como você chegou ao produto descrito, mostre o mecanismo da reação.
Passo 1
O enunciado (imagem) nos dá uma molécula orgânica ligada a um átomo de cloro e uma base forte/volumosa indicada como KOCEt3 (na figura aparece o íon
ligado a um carbono terciário com três grupos alquila). Em palavras simples, tenho:
- Substrato: um anel ciclohexano substituído por um grupo terciário que contém o átomo de cloro (o carbono que carrega o Cl está ligado ao anel e a dois grupos metila — ou seja, é um centro terciário ligado ao anel e a duas metilas).
- Reagente:
, mostrado como ligado a um carbono terciário (base forte e volumosa, equivalente ao tert‑óxido de potássio, a base é nucleófilo e forte e muito estérico).
O que o enunciado pede:
- Indicar o produto da reação.
- Mostrar/explicar claramente como se chega a esse produto e o mecanismo.
Passo 2
Análise reativa e escolha do mecanismo (aula rápida e prática)
- Quando temos um haleto alquila terciário (o carbono que tem o
é terciário), duas classes principais de reação podem ocorrer: substituição do tipo (formação de carbocátion) ou eliminação do tipo (remoção concertada de próton e perda do grupo saínte). - A base fornecida é forte e volumosa (é uma base forte e estérica). Bases assim favorecem a eliminação bimolecular
em vez de substituição, especialmente em substratos terciários. - Mecanismo
(conceito): é um processo concertado — a base retira um hidrogênio (adjacente ao carbono que tem o halogênio) ao mesmo tempo em que o grupo saínte ( ) abandona, formando uma ligação . Não há formação gratuita e estável de carbocátion no passo lento.
Explicando o que é “
-hidrogênio”: são os hidrogênios ligados ao carbono vizinho (o carbono adjacente ao carbono que carrega o
). Para ocorrer
, a base precisa poder abstrair um desses hidrogênios.
Passo 3
Requisito geométrico em ciclano (por que a conformação importa)
- Em sistemas cíclicos (como ciclohexano), a eliminação
requer que o hidrogênio a ser atacado e o halogênio que sai estejam em posições anti‑periplanares (em um ciclo de cadeira, isso significa geralmente que ambos devem ser axiais e com orientação anti). - Se no estado conformacional inicial o hidrogênio
necessário estiver equatorial, muitas vezes o anel pode fazer uma inversão de cadeira (ring flip) para colocar esse hidrogênio em axial e permitir a eliminação. Isso é uma consideração conformacional, mas não muda qualitativamente o tipo de produto aqui: forma‑se a dupla entre o carbono do anel e o carbono que tinha o .
Passo 4
Desenho do mecanismo passo a passo (mecanismo
explicativo)
- Etapa única concertada (descrição passo a passo):
- A base
aproxima‑se de um hidrogênio do carbono adjacente ao carbono que contém o . - O par de elétrons da base forma uma ligação com esse hidrogênio, retirando o próton como
(na prática formando -base protonada). - Simultaneamente, os elétrons da ligação C–H (do átomo
para o carbono ) se deslocam para formar a nova ligação dupla . - Ao mesmo tempo, a ligação C–Cl se rompe e o cloro sai como íon
.
- A base
- Em setas de mecanismo: seta do par de elétrons da base para o H
; seta da ligação C–H para formar a dupla; seta da ligação C–Cl para o Cl (saindo). - Resultado: formação de uma ligação dupla entre o carbono do anel (o carbono β) e o carbono que originalmente carregava o
.
Passo 5
Qual é o produto estrutural? (interpretação concreta)
- O carbono que tinha o cloro era um carbono terciário substituído por dois grupos metila e ligado ao anel. Após a eliminação, esse carbono fica ligado por uma dupla ligação ao carbono do anel e continua ligado às duas metilas.
- Esse produto é um alceno exocíclico: a dupla fica entre o carbono do anel e o carbono substituído por duas metilas. Em nomenclatura simples, chama‑se 1‑isopropilideno‑ciclohexano (ou, de forma equivalentes, ciclohexano com uma dupla exocíclica do tipo =C(CH3)2 no carbono 1).
- Em palavras: formou‑se uma ligação dupla exocíclica cuja parte externa é um carbono com duas metilas (grupo isopropilidênico). É o alceno resultante da eliminação do
do anel e do do carbono substituído.
Passo 6
Observações finais didáticas e sobre regio‑/estereosseletividade
- Regioselectividade (Hofmann vs Zaitsev): bases volumosas tendem a favorecer produtos menos substituídos (Hofmann) em substratos onde existe competição. Aqui, a eliminação que forma a dupla exocíclica é a via plausível e típica, e a base volumosa favorece a abstração do hidrogênio acessível do anel que leva a esse alceno exocíclico.
- Estereoquímica: em ciclohexanos a eliminação só ocorre quando a geometria anti‑periplanar é possível; se necessário, ocorre inversão de cadeira para colocar o hidrogênio em posição axial, e então a eliminação ocorre.
- Mecanismo resumido: reação do tipo
promovida por base forte e volumosa, resultando no alceno exocíclico 1‑isopropilideno‑ciclohexano.
Resposta
1‑isopropilideno‑ciclohexano