Dar as estruturas dos produtos de desidroalogenação (Considerar possíveis rearranjos):
2-bromo-2-metilpentano
2-bromo-2-metilpentano
Passo 1
O enunciado pede: “Dar as estruturas dos produtos de desidroalogenação (considerar possíveis rearranjos) de 2-bromo-2-metilpentano.”
Informações relevantes dadas pelo enunciado: a molécula partida é o brometo terciário 2-bromo-2-metilpentano, ou seja, o carbono que carrega o bromo é o carbono 2 e neste carbono também há um grupo metil. Não há mais informações sobre reagente ou condições — então devemos considerar os produtos possíveis por eliminação (E2 ou E1) e, se cabível, se há rearranjos de carbocátion. Neste passo apenas identifiquei o pedido e os dados; não resolvi ainda.
Informações relevantes dadas pelo enunciado: a molécula partida é o brometo terciário 2-bromo-2-metilpentano, ou seja, o carbono que carrega o bromo é o carbono 2 e neste carbono também há um grupo metil. Não há mais informações sobre reagente ou condições — então devemos considerar os produtos possíveis por eliminação (E2 ou E1) e, se cabível, se há rearranjos de carbocátion. Neste passo apenas identifiquei o pedido e os dados; não resolvi ainda.
Passo 2
Vamos entender a estrutura do substrato e onde podem ocorrer eliminações. Escrevendo de forma condensada: o esqueleto principal é pentano com um metil no carbono 2; o carbono 2 tem o bromo e dois grupos alquila ligados (é terciário). Em desenho linear (carbonos numerados de 1 a 5): C1–C2(Br,Me)–C3–C4–C5. Os carbonos beta (ou seja, os carbonos adjacentes ao carbono que tem o Br) são o carbono 1 e o carbono 3. Para que ocorra eliminação (remoção de Hβ + saída de Br−) o H deve vir de um desses carbonos beta. Portanto há, em princípio, duas opções de eliminação: retirar um H de C1 (formando dupla entre C1=C2) ou retirar um H de C3 (formando dupla entre C2=C3). Aqui ainda não estou decidindo qual é majoritária — só enumerei as possibilidades.
Passo 3
Explicando mecanicamente (didático, passo a passo):
- Mecanismo E2: uma base forte abstrage um hidrogênio β (numa etapa concertada), simultaneamente o Br sai, formando a ligação dupla. Não há intermediário carbocátion, portanto “rearranjos” de carbocátion não ocorrem no E2. Para ocorrer E2 precisa existir um H β disponível e a geometria anti-periplanar entre Hβ e C–Br (em moléculas acíclicas normalmente existem Hβ acessíveis em ambos C1 e C3).
- Mecanismo E1: primeiro sai o Br− (formando um carbocátion no C2), depois ocorre perda de Hβ para formar a dupla. No E1 há possibilidade de rearranjos (hidreto ou metil) se isso levar a um carbocátion mais estável.
No nosso caso o carbocátion formado ao sair o Br do C2 seria um carbocátion terciário (já está em C2 ligado a três carbonos), portanto já é bastante estável — não há ganho claro em fazer um rearranjo (não existe um carbocátion mais estável que justifique um deslocamento), portanto rearranjos não são esperados nem necessários. Conclusão provisória: os produtos vêm de retirada de H em C1 ou em C3; rearranjos não relevantes aqui.
Passo 4
Agora vamos identificar explicitamente as duas olefinas possíveis e comparar a sua substituição (regra de Zaitsev): quanto mais substituída for a dupla (mais grupos alquila ligados aos carbonos da dupla), mais estável e, sob condições usualmente favoráveis, mais abundante será o produto.
- Se o H for retirado de
e o Br for do , forma-se a dupla . Essa é uma dupla terminal (final da cadeia): chamada usualmente de 2-metil-1-penteno, com fórmula condensada química: . Nesta dupla, o carbono tem 0 substituintes alquila (é terminal) e o carbono tem 2 substituintes (os dois grupos alquila), então a dupla é, no total, dissubstituída. - Se o H for retirado de
e o Br do , forma-se a dupla . Essa é uma dupla interna: chamada de 2-metil-2-penteno, com fórmula condensada química: (ou escrito ). Nesta dupla, o carbono está ligado a dois grupos metila (dois ) e o carbono liga-se ao restante da cadeia; a dupla é mais substituída (tri-substituída), portanto mais estável que a dupla formada em . Pela regra de Zaitsev o produto mais substituído (2-metil-2-penteno) será o produto majoritário.
Passo 5
Considerações sobre rearranjos (pedidas no enunciado): como já mencionado, um mecanismo E1 passa por um carbocátion em
. Esse carbocátion é terciário (já ligado a três carbonos), assim não há vantagem energética em deslocar um hidreto ou metil para gerar outro carbocátion — portanto rearranjos não são esperados nem necessários. No mecanismo E2 não há carbocátion e, por isso, nenhum rearranjo pode ocorrer. Conclusão: não aparecem produtos adicionais por rearranjo.
Passo 6
Geometria e isomeria da dupla: verificar se há isômeros geométricos (E/Z ou cis/trans).
- Para a dupla
(2-metil-2-penteno), o carbono está ligado a dois grupos metila idênticos (dois ); por isso esse carbono tem substituintes iguais e a dupla não é estereogênica — não há isômeros E/Z distintos. - Para a dupla
(2-metil-1-penteno), é uma dupla terminal ( grupo) — não há isomeria geométrica distinta (é terminal).
Portanto, em termos de isômeros, só teremos as duas estruturas acima (uma interna mais substituída e uma terminal menos substituída), sem múltiplos isômeros geométricos adicionais.
Passo 7
Resumo prático para a prova (o que você deve escrever/esperar): identifique os betas (
e
); escreva as duas eliminações possíveis; aplique Zaitsev (produto mais substituído é majoritário); observe que não há rearranjo favorável porque o carbocátion em
já é terciário; indique as fórmulas condensadas dos produtos. Seja conciso ao dar a resposta na prova: nome + fórmula condensada de cada produto, indicando qual é majoritário.
Resposta
2-metil-2-penteno
(maioritário)
2-metil-1-penteno (menor)
2-metil-1-penteno