Escreva as fórmulas estruturais de todos os alquenos que seriam obtidos quando cada um dos haletos de alquila abaixo for aquecido com etóxido de sódio em etanol. Quando a reação produzir mais de um composto, indique qual o principal, justificando (não leve em conta isomeria cis-trans neste problema).
(a) 2-bromo-3-metilbutano
(a) 2-bromo-3-metilbutano
Passo 1
O enunciado pede: escrever as fórmulas estruturais de todos os alquenos formados quando o haleto de alquila abaixo é aquecido com etóxido de sódio em etanol, e indicar qual é o principal produto (não considerar isomeria cis–trans). A substância dada é representada pela fórmula estrutural
As informações relevantes que temos são: reagente base = etóxido de sódio em etanol (base forte, favorece eliminação do tipo E2), o grupo saída é
no carbono adjacente (possibilidade de eliminação em
-carbonos à esquerda ou à direita).
Passo 2
Breve revisão didática do mecanismo e das regras que vamos usar (explicação passo a passo para a prova).
- Mecanismo E2 (único passo): a base abstrata um próton
ao mesmo tempo em que o grupo saída (aqui ) sai; não há intermediários carbocátion. É uma reação de ordem (base e substrato participam do mesmo passo). - Identificar carbonos
e : o carbono que tem o halogênio é o carbono ; carbonos diretamente ligados a ele são os carbonos onde a base pode abstrair um H. - Regra de Zaitsev (para condições com base não muito volumosa, como etóxido): o produto majoritário tende a ser o alqueno mais substituído (ou seja, o mais estável). Para decidir qual é mais substituído contamos quantos grupos alquila estão ligados aos carbonos da dupla.
- Observação geométrica (anti-periplanar): E2 requer alinhamento adequado dos orbitais (anti-periplanar) para que a eliminação ocorra; em cadeias flexíveis normalmente existe conformação que permite as eliminações possíveis, então consideramos todas as
-hidrogenações acessíveis.
Passo 3
Identificar a estrutura do substrato e marcar carbonos para análise. Vou numerar a cadeia principal assim (pegando a cadeia de quatro carbonos original):
ou de forma condensada:
Os carbonos
ao carbono
são
e
. Portanto existem dois tipos de hidrogênios
que podem ser removidos, dando duas possibilidades de dupla ligação: entre
ou entre
.
Passo 4
Eliminar um hidrogênio em
(ou seja, base tira H de
) gera dupla entre
e
. O produto correspondente tem fórmula estrutural:
Nome usual: 3-metilbut-1-eno. Agora avaliamo-lo em termos de substituição da dupla: na dupla
, o carbono
(o
) não tem substituinte alquila extra (zero), e o carbono
tem apenas um substituinte alquila (
). Portanto essa dupla é menos substituída (menor estabilidade relativa).
Passo 5
Eliminar um hidrogênio em
(ou seja, base tira H de
) gera dupla entre
e
. O produto correspondente tem fórmula estrutural:
Nome usual: 2-metilbut-2-eno. Agora a avaliação de substituição: na dupla
, o carbono
está ligado a um grupo alquila (
) e o carbono
está ligado a dois grupos alquila (o
e o metil substituinte). Isso faz dessa dupla a mais substituída (trissubstituída) e, portanto, mais estável.
Passo 6
Aplicando a regra de Zaitsev e o contexto (etóxido em etanol é uma base forte, não extremamente volumosa), o produto principal será o alqueno mais substituído, ou seja o formado pela eliminação em
—
(2-metilbut-2-eno). O outro produto (
, 3-metilbut-1-eno) aparece em menor quantidade como produto menos substituído.