Dar as estruturas dos produtos de desidroalogenação (Considerar possíveis rearranjos):
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.

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 C1 e o Br for do C2, forma-se a dupla C1=C2. Essa é uma dupla terminal (final da cadeia): chamada usualmente de 2-metil-1-penteno, com fórmula condensada química: \mathrm{CH_2=C(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3}. Nesta dupla, o carbono C1 tem 0 substituintes alquila (é terminal) e o carbono C2 tem 2 substituintes (os dois grupos alquila), então a dupla é, no total, dissubstituída.
  • Se o H for retirado de C3 e o Br do C2, forma-se a dupla C2=C3. Essa é uma dupla interna: chamada de 2-metil-2-penteno, com fórmula condensada química: \mathrm{(CH_3)_2C=CH-CH_2-CH_3} (ou escrito \mathrm{(CH_3)_2C=CHCH_2CH_3}). Nesta dupla, o carbono C2 está ligado a dois grupos metila (dois \mathrm{CH_3}) e o carbono C3 liga-se ao restante da cadeia; a dupla é mais substituída (tri-substituída), portanto mais estável que a dupla formada em C1=C2. 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 C2. 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 C2=C3 (2-metil-2-penteno), o carbono C2 está ligado a dois grupos metila idênticos (dois \mathrm{CH_3}); por isso esse carbono tem substituintes iguais e a dupla não é estereogênica — não há isômeros E/Z distintos.
  • Para a dupla C1=C2 (2-metil-1-penteno), é uma dupla terminal ( \mathrm{CH_2=} 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 ( C1 e C3); escreva as duas eliminações possíveis; aplique Zaitsev (produto mais substituído é majoritário); observe que não há rearranjo favorável porque o carbocátion em C2 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 \quad (maioritário) \;:\; \mathrm{(CH_3)_2C=CHCH_2CH_3}
2-metil-1-penteno \quad (menor) \;:\; \mathrm{CH_2=C(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3}

Exercícios relacionados