Qual o composto de cada par abaixo sofre reação de E2 mais rapidamente?
ou
Passo 1
O enunciado pergunta: “Qual o composto de cada par abaixo sofre reação de E2 mais rapidamente?” e apresenta os dois compostos a comparar:
e
.
Informações relevantes dadas (e óbvias a partir das fórmulas):
Informações relevantes dadas (e óbvias a partir das fórmulas):
- Ambos têm um átomo de bromo (
) que pode sair como grupo de saída numa eliminação. - O primeiro composto,
, é um haleto alquila com o carbono ligado ao bromo em hibridação (um haleto alcóxi/primário). - O segundo composto,
, tem o bromo ligado a um carbono vínil (hibridação ; é um haleto vinílico). - Não foram dadas condições experimentais (tipo/força da base, solvente, temperatura), então devemos comparar a tendência intrínseca de E2 para cada substrato sob condições em que E2 seria possível (base forte presente).
Passo 2
O que é a reação E2 e quais fatores governam sua velocidade (aula rápida, sem pular etapas):
- E2 é uma eliminação bimolecular concertada: num único passo a base remove um próton
enquanto o grupo de saída (aqui ) sai, formando a dupla ligação. A equação cinética típica é
Dentro dessa definição:
- “Substrato” é o composto que contém o haleto.
- A reação exige um próton
acessível (num carbono adjacente ao carbono que contém ). - Geometria: para E2 clássica (em alcanos), o próton
e o grupo de saída devem estar preferencialmente em posição anti-periplanar — isto é, alinhados de forma que os orbitais possam reorganizar-se simultaneamente para formar a ligação dupla. - Fatores que tornam E2 mais rápida (resumo prático):
- Substrato mais substituído (ordem geral de facilidade com bases fortes):
(isso é por estabilidade do estado de transição aliado ao fato de que primários favorecem SN2 quando a base/nucleófilo é pequena). - Grupo de saída bom (aqui
é bom). - Presença de prótons
“normais” (em carbonos ) que possam ser removidos formando uma dupla ligação entre carbonos . - Hibridização do carbono ligado ao haleto: carbonos
(haletos alquila) participam bem de E2; haletos com carbono ligado ao haleto (vínilicos/aranílicos) comportam-se de maneira muito diferente e raramente reagem por E2 sob condições normais.
- Substrato mais substituído (ordem geral de facilidade com bases fortes):
Passo 3
Análise detalhada de
(haleto alquila primário):
- Estrutura: o carbono que carrega
é . Há carbonos adjacentes (beta) com hidrogênios disponíveis: o carbono central tem dois H e o grupo metila terminal tem H também (mas a eliminação mais direta usa H do carbono adjacente). - Geometria: o substrato pode ajustar conformações para colocar um H
anti-periplanar ao , permitindo E2 concertada. - Reatividade: sendo primário, em presença de um nucleófilo pequeno SN2 pode competir, mas com uma base forte e, por exemplo, temperatura elevada ou uma base volumosa, E2 ocorre razoavelmente. Em suma: este substrato é compatível com E2 e a barreira não é proibitiva.
Passo 4
Análise detalhada de
(haleto vinílico): por que E2 é muito lento/inesperado aqui.
- Hibridização: o carbono ligado ao
é (vínilico). A ligação em um haleto vinílico é mais forte e tem carácter diferente comparado a um haleto em . Isso aumenta a energia necessária para quebrar essa ligação no passo concertado. - Natureza do próton
: o hidrogênio adjacente (no carbono vínilico vizinho) também é vínilico ( ). A eliminação que removeria um desses H para formar uma dupla ligação entre os dois carbonos já insaturados levaria à formação de uma ligação tripla (um alcino) entre esses carbonos. Formar uma tripla a partir de um sistema vinílico é energeticamente desfavorável e requer geometria e rearranjos eletrônicos que não são favorecidos num processo E2 simples. - Geometria anti-periplanar: em sistemas vínilicos a geometria está fixada pela dupla ligação; é praticamente impossível conseguir a condição anti-periplanar adequada entre um H vinylico e o grupo de saída
para um mecanismo E2 tradicional. - Resultado prático: haletos vinílicos são notoriamente resistentes a E2 (e também a SN1/SN2) — eles não reagem por essas vias sob condições simples. Reações que transformam haletos vinílicos geralmente requerem condições especiais (p.ex. metal-catalisadas) ou vias diferentes.
Passo 5
Comparação final e conclusão didática:
-
(haleto alquila com em ) pode sofrer E2 com uma base forte; a geometria e energias envolvidas são compatíveis. -
(haleto vinílico, em ) praticamente não sofre E2 sob condições normais: ligação mais forte, próton vinylico pouco favorável, e impossibilidade prática de alinhamento anti-periplanar.
Portanto, o primeiro composto reage por E2 muito mais rapidamente (na verdade, o segundo quase não reage por E2).