Dar as estruturas dos produtos de desidroalogenação (Considerar possíveis rearranjos):
2-bromo-4-metilpentano
2-bromo-4-metilpentano
Passo 1
O enunciado pede: dar as estruturas (todos os produtos possíveis) da desidrohalogenação (eliminação de HBr) do composto 2-bromo-4-metilpentano, considerando possíveis rearranjos. Informação fornecida e dados importantes:
- O substrato é 2-bromo-4-metilpentano (o bromo está no carbono 2; há um metil no carbono 4).
- A reação pedida é uma eliminação (retirada de H e Br) que gera alcenos.
- Devemos listar todos os alcenos que podem surgir a partir desse haleto, incluindo isômeros geométricos (E/Z) quando aplicável, e apontar se há rearranjos relevantes.
- Beta-carbonos (onde pode sair o H que forma a dupla ligação) em relação ao carbono 2 são: o carbono 1 e o carbono 3. Esses são os únicos hidrogênios que podem ser removidos para formar dupla ligação envolvendo o carbono 2.
Passo 2
Entender, de modo simples, o que a reação de desidrohalogenação faz (mini-aula):
- Desidrohalogenação = remoção de um haleto (aqui Br−) e de um hidrogênio adjacente, formando uma ligação dupla C=C.
- Para formar a dupla, o H removido tem de estar em um carbono adjacente (β) ao carbono que perde o haleto (α). No nosso caso o α é o carbono
; os β são e . - Cada escolha de β define em qual ligação a dupla aparece: se tirar H em
forma-se dupla entre e ; se tirar H em forma-se dupla entre e . - Em reações reais há duas famílias de mecanismo: E2 (eliminação concertada, um passo) e E1 (formação de carbocátion seguida de perda de H). Aqui vamos usar essa ideia apenas para ver possibilidade de rearranjos: rearranjos ocorrem se houver carbocátion e houver ganho de estabilidade por mudança de posição (hidreto ou metil shift).
Passo 3
Listar as DUAS posições possíveis para a dupla a partir do nosso substrato (isto é essencial; agora construímos as estruturas):
- Se o H for removido de
→ dupla entre e . Estrutura condensada: . Nome comum: -metil- -penteno. Observação: é um alceno terminal (o carbono tem dois H), portanto NÃO tem isomeria geométrica E/Z. - Se o H for removido de
→ dupla entre e . Estrutura condensada: . Nome: -metil- -penteno. Observação: sendo um alceno interno com dois substituintes diferentes em cada carbono da dupla, admite isômeros geométricos (E e Z).
Passo 4
Verificar possibilidade de rearranjos (mini-aula sobre rearranjos e aplicação):
- Rearranjos (hidreto ou metil shift) só podem ocorrer se o mecanismo passar por um carbocátion (mecanismo
). O carbocátion que se formaria aqui, se o bromo saísse, estaria em (carbocátion secundário). - Para haver rearranjo vantajoso precisaríamos obter um carbocátion mais estável (por exemplo terciário). Os carbonos adjacentes a
são (primário) e (secundário). Um hidreto vindo de para deslocaria a carga para — isso dá outro carbocátion secundário (sem ganho de estabilidade). Um hidreto vindo de para produziria carbocátion primário (pior). Não há grupos metilo adjacentes que, ao migrarem, gerem um carbocátion terciário. - Conclusão prática: não existe rearranjo que leve a um carbocátion significativamente mais estável; portanto NÃO se espera rearranjos que gerem novos esqueletos (sem mudança da posição da dupla além das duas já possíveis). Em suma: os produtos possíveis são só os alcenos formados por desidrohalogenação simples nos β citados.
Passo 5
Determinando isomeria geométrica para o alceno interno (mini-aula E/Z e como identificar):
- O alceno
(ou -metil- -penteno) tem dois substituintes diferentes em ambos os carbonos da dupla, então há dois isômeros geométricos: (E) e (Z). - Regra prática simplificada (Cahn–Ingold–Prelog): em cada carbono da dupla escolhemos o substituinte de maior prioridade; se esses substituintes principais ficarem no mesmo lado da dupla é Z, se ficarem em lados opostos é E. Aqui os grupos de maior prioridade são o grupo do lado da cadeia longa vs o grupo metil/ hidrogênio; não preciso fazer toda a regra para você visualizar que existem os dois arranjos espaciais distintos.
- Geralmente a eliminação favorece o alceno mais substituído (regra de Zaitsev): então
-metil- -penteno (o alceno interno, mais substituído) será o produto principal; dentre os isômeros E e Z, o isômero tende a ser o mais estável (e frequentemente majoritário), mas ambos podem aparecer.
Passo 6
Escrever as estruturas finais (representação condensada e nomes):
- Produto 1 (alceno terminal):
— -metil- -penteno. - Produto 2 (alceno interno, dois estereoisômeros):
— -metil- -penteno, existindo como -4-metil-2-penteno e -4-metil-2-penteno. - Não há outros produtos por rearranjos favoráveis (expliquei no Passo 4).