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).
(f) 1-bromo-2-etilciclohexano
(f) 1-bromo-2-etilciclohexano
Passo 1
O enunciado pede: escrever as fórmulas estruturais de todos os alquenos que serão obtidos quando o haleto de alquila
for aquecido com
em
. Quando houver mais de um produto, devo indicar qual é o principal e justificar (não levar em conta isomeria cis-trans).
Informações dadas e relevantes:
Informações dadas e relevantes:
- Substrato:
(bromo no carbono ; etil no carbono ). - Reagente e condições: base etóxido de sódio em etanol (
) e aquecimento — típica condição para eliminação do tipo E2. - Pergunta: listar todos os alquenos formados por eliminação e indicar o produto principal com justificativa.
Passo 2
Entender qual reação acontece aqui (aula rápida e calma). Com
(base forte e nucleófilo moderado) e aquecimento, a reação predominante em um haleto de alquila secundário/terciário é eliminação E2. O mecanismo E2 é:
- É uma reação bimolecular concertada: a base abstrai um próton
ao mesmo tempo em que o grupo de saída (aqui ) sai, formando a ligação dupla. - Requisitos práticos importantes: existe pelo menos um hidrogênio
disponível no carbono vizinho; geometricamente, a melhor orientação para E2 é quando o hidrogênio e o grupo de saída estão antiperiplanares (em cyclohexano, isso significa frequentemente configuração trans-diaxial).
Vou usar isso para listar quais hidrogêniospodem ser removidos no nosso caso.
Passo 3
Identificar os carbonos
ao bromo. No anel cicloxexano com substituintes nas posições dadas:
- O bromo está em
. - Os carbonos vizinhos (adjacentes) são
e ; são os carbonos possíveis.
Logo, há duas possibilidades de eliminação (abstração de H emou em ), que dão duas diferentes duplas ligações no anel: - remoção de H em
→ dupla ligação entre e ; - remoção de H em
→ dupla ligação entre e .
Passo 4
Desenhar/descrição das duas possibilidades (estrutura e nome simples):
- Produto A: dupla ligação entre
e . Como já tem um substituinte etil, isso gera um ciclohexeno com etil diretamente na posição 2 do ciclohexeno. Nome prático: (o duplo entre 1–2, etil em 2). - Produto B: dupla ligação entre
e . Re-numerações convencionais fazem desse composto (ou seja, o etil fica numa posição não insaturada, resultando em um ciclohexeno menos substituído que o A).
Passo 5
Avaliar a estabilidade (regra de Zaitsev) para decidir o produto principal. A regra prática: em eliminações E2 com base pequena/moderada ou com substratos sem forte impedimento estérico, tende a predominar o alceno mais substituído (mais estável) — o chamado produto de Zaitsev.
Contagem de substituições da dupla:
Contagem de substituições da dupla:
- Para a dupla
(produto A): está ligado a um carbono do anel ( ) — 1 substituinte carbônico; está ligado a dois carbonos (o anel e o grupo etil) — 2 substituintes carbônicos. Total = 3 substituições → é um alceno trissubstituído (mais estável). - Para a dupla
(produto B): cada carbono da dupla está ligado a um carbono adicional do anel (um cada) e nenhum dos dois carrega o grupo etil diretamente; Total = 2 substituições → alceno dissustituído (menos estável que A).
Portanto, pelo critério de estabilidade, o produto A () é mais substituído e será o principal (produto majoritário).
Passo 6
Consideração geométrica (anti-periplanar) — calma, não complicar demais. Em ciclanos como o ciclohexano, para uma E2 trans-diaxial é necessário que o grupo de saída (Br) esteja axial para que exista um hidrogênio axial trans-diaxial no carbono adjacente a ser removido. Se o bromo estivesse equatorial e não houvesse conformação permissiva, a eliminação poderia ser retardada. Mas:
- o anel pode sofrer inversão conformacional (ring flip) que troca axial ↔ equatorial; assim, normalmente existe uma conformação em que o
fica axial e um H axial trans-diaxial está disponível em ou .
Portanto, salvo situações muito específicas de impedimento estérico extremo (não pedido aqui), ambas as eliminações são possíveis e a preferência fica com a formação do alceno mais substituído (produto A). Não consideramos aqui cis/trans (o enunciado pediu isso).
Passo 7
Conclusão didática curta sobre mecanismo e escolha: a base
abstrai o hidrogênio
(em
ou
); simultaneamente
sai, formando a dupla. A via que leva ao alceno mais substituído (dupla em
, com o etil participando da substituição) é energeticamente favorecida e, portanto, é o produto principal.