Escreva as fórmulas estruturais de todos os alquenos que seriam obtidos quando cada um dos haletos de alquila abaixo for aquecido com ter-butóxido de potássio. Quando a reação produzir mais de um composto, indique qual o principal, justificando (não leve em conta isomeria cis-trans neste problema).
(b) 4-bromo-2,2-dimetilbutano

Passo 1

O enunciado pede: “Escreva as fórmulas estruturais de todos os alquenos que seriam obtidos quando cada um dos haletos de alquila abaixo for aquecido com ter-butóxido de potássio. (b) 4-bromo-2,2-dimetilbutano”.
Informações dadas: haleto de alquila = 4-bromo- 2,2-dimetilbutano; reagente = ter-butóxido de potássio (base forte e volumosa), aquecimento (favorece eliminação). Não considerar isomeria cis–trans.

Passo 2

Vamos escrever claramente a estrutura do substrato a partir do nome. A cadeia principal tem quatro carbonos numerados 1 a 4. No carbono 2 há dois metilos (ou seja, C_2 é um carbono ligado a quatro carbonos, sem hidrogênios). No carbono 4 está o bromo. A fórmula condensada/estrutural fica:
\mathrm{CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_2Br}
É importante visualizar quem é o carbono com o grupo saindo (carbono ligado ao Br) e quais carbonos adjacentes têm hidrogênios capazes de ser removidos na eliminação.

Passo 3

Breve aula sobre o mecanismo que entra em jogo (para saber como resolver na prova): quando você tem uma base forte e um haleto primário/secundário/térciário, a reação de eliminação mais comum é a E2 (eliminação bimolecular) — especialmente com uma base forte como o ter-butóxido. No mecanismo E2:
  • A base abstrace um hidrogênio \beta (hidrogênio ligado a um carbono adjacente ao carbono que tem o grupo que sai).
  • Simultaneamente o grupo saindo (aqui Br–) se vai; a ligação C–H vira ligação dupla C=C.
    Regras práticas que uso na prova:
  • Identificar o carbono que tem o grupo saindo (carbono \alpha) e os carbonos adjacentes ( \beta) que possuam hidrogênios.
  • Cada hidrogênio \beta que a base pode arrancar corresponde a uma possível posição de dupla ligação (um isômero posicional).
  • Base volumosa (como \mathrm{KOtBu}) tende a favorecer o produto menos substituído (regra de Hofmann) em alguns substratos, mas só quando há concorrência entre alkenos de diferentes graus de substituição.

Passo 4

Aplicando ao nosso substrato: o carbono que tem o bromo é o C_4. Os carbonos adjacentes (carbonos \beta) a C_4 são apenas o C_3 (porque C_4 é terminal). Vamos analisar hidrogênios nos possíveis \beta:
  • C_3 é \mathrm{CH_2}, tem hidrogênios disponíveis para eliminação.
  • C_2 não é adjacente a C_4 (ficaria a duas ligações) e, além disso, é C(CH_3)_2 (carbono quaternário) — não tem hidrogênios para serem removidos.
    Conclusão importante: há apenas um tipo de carbono \beta com hidrogênios removíveis: C_3. Portanto só há uma posição possível para formar a dupla ligação sem rearranjo.

Passo 5

Fazendo a eliminação E2: o ter-butóxido abstrace um H de C_3 e o Br sai de C_4 ao mesmo tempo. A dupla fica entre C_3 e C_4. A estrutura do produto é:
\mathrm{CH_3-C(CH_3)_2-CH=CH_2}
Essa é a única fórmula estrutural posicional possível a partir da eliminação direta (sem rearranjo). O nome IUPAC desse alqueno é 3,3-dimetil-1-buteno.

Passo 6

Região/regioselectividade e justificativa do produto principal: como só existe um carbono \beta com hidrogênios (o C_3), só se forma um alqueno constitucional. A discussão sobre Zaitsev vs Hofmann não afeta aqui porque não há concorrência entre possíveis posições da dupla (não há outro \beta com H). Portanto o produto isolado e principal é o mostrado acima. Se houvesse concorrência, lembrar que \mathrm{KOtBu} tende a favorecer o produto menos substituído (Hofmann) por ser base volumosa — mas aqui isso não entra em jogo.

Resposta

\mathrm{CH_3-C(CH_3)_2-CH=CH_2} (3,3-dimetil-1-buteno)

Exercícios relacionados