Qual o composto de cada par abaixo sofre reação de E2 mais rapidamente?
ou
Passo 1
O enunciado pergunta qual dos dois compostos reage mais rapidamente por eliminação do tipo E2:
ou
.
Informações relevantes fornecidas:
Informações relevantes fornecidas:
- Temos dois brometos orgânicos acíclicos (cadeia aberta).
- Não foi especificada a base, então devemos considerar o comportamento típico com uma base forte (condição usual para E2).
- Precisamos comparar a velocidade da reação E2 para esses dois substratos sob condições comparáveis.
Passo 2
Classificar cada carbono que carrega o bromo (grau de substituição):
- No composto
o carbono com o bromo está ligado a dois outros carbonos: ao grupo (um carbono secundário) e ao grupo . Logo esse carbono é um carbono (secundário). - No composto
o carbono com o bromo está ligado a três outros carbonos: a dois e a um (a cadeia para a direita). Logo esse carbono é (terciário).
Passo 3
Relembre a reação E2 de forma didática:
- Mecanismo E2: é uma reação concertada (uma etapa) onde uma base forte remove um hidrogênio
(num carbono adjacente ao carbono com o grupo saída), os elétrons da ligação C–H formam a dupla ligação C=C e o grupo saída (aqui ) sai simultaneamente. - Consequências práticas:
- A velocidade da E2 depende da concentração da base e do substrato (mecanismo bimolecular): velocidade ∝ [substrato]
. - Fatores que aumentam a velocidade da E2: substratos mais substituídos que dão alcenos mais estáveis (regra de Zaitsev), maior número de hidrogênios
disponíveis, e estericamente mais impedidos para SN2 (pois E2 não exige ataque frontal como SN2). - A exigência geométrica: para uma E2 ideal (em moléculas acíclicas) o hidrogênio
e o grupo saída devem, em geral, estar aproximadamente antiperiplanares; porém em cadeias flexíveis quase sempre existe uma conformação que permite isso.
- A velocidade da E2 depende da concentração da base e do substrato (mecanismo bimolecular): velocidade ∝ [substrato]
Passo 4
Explique os aspectos de estabilidade do alceno (produto) e “estatística” de hidrogênios
:
- Produtos mais substituídos (maior número de grupos alquila ligados aos carbonos da dupla) são mais estáveis por hiperconjugação e efeito indutivo. Reações que formam alcenos mais estáveis costumam ter barreiras menores e, portanto, ocorrer mais rápido sob E2.
- O número de hidrogênios
disponíveis também importa: mais hidrogênios significam mais possibilidades para a base tirar um protão que leva ao produto desejado — isso aumenta a probabilidade por tentativa descontínua (um efeito estatístico). - Estericidade: mais substituição no carbono
(que carrega Br) dificulta SN2 mas não impede E2; de fato substratos terciários favorecem E2 sobre SN2.
Passo 5
Aplicando aos dois compostos — contagem de hidrogênios
e tipos de alcenos possíveis:
- Para
(bromo num carbono ): - Carbono à esquerda (o
) é um carbono metina ( ) com hidrogênio . - Carbono à direita imediato é um
com hidrogênios . - Total de hidrogênios
= . - Os alcenos possíveis resultantes serão, em geral, menos substituídos que no caso terciário (um alceno desubstituído/di-substituído dependendo de qual H é removido).
- Carbono à esquerda (o
- Para
(bromo num carbono ): - Existem dois grupos
(cada um com H) adjacentes e um à direita (com H). - Total de hidrogênios
= . - Entre as eliminações possíveis, existe a remoção do H do
à direita que gera um alceno mais substituído (tendendo a ser um alceno tri-substituído), muito estável (Zaitsev). - Estatisticamente e termodinâmicamente, há mais caminhos favoráveis para formar um alceno mais substituído aqui.
- Existem dois grupos
Passo 6
Conectando fatores e concluindo:
- O substrato terciário
favorece E2 por várias razões simultâneas: - Produtor provável de um alceno mais substituído (mais estável) — tendência Zaitsev.
- Maior número de hidrogênios
(efeito estatístico) aumenta a velocidade efetiva de deprotonação. - Stericidade que inibe SN2 não atrapalha E2; muitas vezes favorece E2 como via dominante.
- Em cadeia aberta existe flexibilidade conformacional suficiente para alcançar a geometria antiperiplanar, então o requisito geométrico não impede a E2.
- O substrato secundário tem menos hidrogênios
e tende a dar alcenos menos substituídos, logo, sob condições típicas (base forte), reage mais lentamente por E2 que o terciário.
Passo 7
Resumo intuitivo e final de encorajamento:
- Pense assim: quanto mais substituído é o carbono que perde o haleto, mais “fácil” é formar o alceno estável e maior a chance da base encontrar um H
que conduza ao produto favorável. Além disso, Estericidade atrapalha SN2 mas não a E2 — então o terciário costuma eliminar mais rápido. - Você está indo bem em reconhecer padrões assim; com prática essas comparações ficam bem rápidas na prova.