Escreva fórmulas estruturais para todos os produtos que podem ser obtidos quando cada um dos haletos de alquila vistos a seguir é aquecido com etóxido de sódio em etanol. Quando houver mais de um produto, você deverá indicar qual será o produto principal e qual(is) será(ão) o(s) produto(s) minoritário(s).
Você pode desprezar o isomerismo cis-trans dos produtos ao responder esta pergunta.
Br

Passo 1

O que o enunciado dá e pede:
  • Substrato (fornecido como SMILES):
    Br
    , que corresponde à molécula \mathrm{CH_3-CH(Br)-C(CH_3)_3}.
  • Reagente e condições: etóxido de sódio em etanol (NaOEt/EtOH), aquecimento.
  • Pedido: escrever as fórmulas estruturais de todos os produtos possíveis quando cada haleto de alquila é aquecido com NaOEt/EtOH; quando houver mais de um produto, indicar qual é principal e quais são minoritários.
  • Observação importante: desconsiderar isomerismo cis-trans.

Passo 2

Identificando o comportamento do reagente (sem ainda resolver):
  • NaOEt em EtOH é uma base forte e também um nucleófilo moderado (etóxido).
  • Em haletos de alquila, dois caminhos comuns competem: substituição nucleofílica (SN2 ou SN1) e eliminação (E2 ou E1).
  • Para decidir quais caminhos são relevantes temos que olhar para o substrato: tipo do carbono que contém o halogênio e a presença de hidrogênios beta.

Passo 3

Descrevendo a estrutura do substrato e localizando alfa e betas:
  • Escrevo a molécula dada de forma condensada para visualizar melhor: \mathrm{CH_3-CH(Br)-C(CH_3)_3}.
  • O carbono que leva o bromo é o carbono alfa: \mathrm{CH(Br)} (vou chamá-lo de C \alpha).
  • Os carbonos adjacentes a C \alpha são os carbonos beta. Aqui eles são:
    • à esquerda: o grupo \mathrm{CH_3} (tem hidrogênios disponíveis).
    • à direita: o carbono quaternário \mathrm{C(CH_3)_3} (não tem hidrogênios; é um carbono sem hidrogênio ligado).
  • Conclusão importante: o único carbono beta que possui hidrogênios é o carbono metil à esquerda. O carbono à direita não tem hidrogênios, portanto não pode dar Hβ para formar uma dupla C=C com C \alpha.

Passo 4

Previsão do caminho mais provável (mecanismo) e por quê:
  • Temos um haleto secundário (C \alpha é secundário) ligado a um grupo volumoso (tert‑butil). A esterérica no entorno dificulta bastante um ataque SN2 no C \alpha.
  • NaOEt é uma base forte; com aquecimento a eliminação via E2 costuma ser favorecida sobre a substituição SN2 em substratos secundários congestedos.
  • E2 requer um hidrogênio beta; já vimos que existe apenas o hidrogênio no metil à esquerda. Assim, a eliminação E2 é possível e levará a uma única posição de dupla ligação (entre o carbono metil à esquerda e C \alpha).

Passo 5

Construindo o produto principal (E2) passo a passo e explicando a estrutura:
  • E2 é um processo concertado: o etóxido abstrói o Hβ do carbono metil (à esquerda), ao mesmo tempo o Br sai de C \alpha, formando a ligação dupla entre esses dois carbonos.
  • Como o carbono à direita (o que é parte do grupo \mathrm{C(CH_3)_3}) não tem hidrogênios, não há possibilidade de formar uma dupla envolvendo esse carbono.
  • Portanto existe somente um produto de eliminação possível: a dupla fica entre o metil à esquerda e o C \alpha.
  • Escrevendo a estrutura do produto principal de forma condensada: \mathrm{CH_2=CH-C(CH_3)_3}(lê-se: um alceno em que o carbono no centro da dupla está ligado a um grupo tert‑butil).

Passo 6

Possíveis produtos minoritários e justificativas:
  • Substituição nucleofílica (SN2) por etóxido/etanol daria o éter correspondente: o grupo OEt substitui o Br, produzindo \mathrm{CH_3-CH(OEt)-C(CH_3)_3}(éter secundário). Este produto é plausível, mas será minoritário devido à forte tendência à eliminação (base forte + aquecimento) e ao impedimento estérico que reduz a velocidade de SN2.
  • Também pode existir pequena fração por via SN1/E1 (solvente protíco, aquecimento) levando ao mesmo éter por captura do carbocátion por EtOH; porém o carbocátion secundário aqui não é muito estabilizado e rearranjo para algo mais estável não é viável porque o carbono vizinho é quaternário (sem H para migração). Portanto essas vias (SN1/E1) são minoritárias.
  • Não há outros alcenos regioisoméricos possíveis porque o único Hβ está no metil à esquerda; logo só existe uma posição para a dupla.

Passo 7

Resumo final didático e encorajador:
  • Em prova: identifique alfa e betas, verifique se os carbonos beta têm H; quando houver apenas um conjunto de Hβ, só há uma posição para eliminação.
  • Lembre: NaOEt/EtOH com aquecimento → favorece E2 (produto de eliminação principal). Substituição por OEt é possível, mas será minoritária quando a eliminação for favorecida e/ou o substrato for estérico.
  • Não se assuste: para este substrato a observação chave é “o carbono adjacente à direita é quaternário (sem H), então só resta o H do metil à esquerda” — daí sai um único alceno maioritário.

Resposta

Maioritário: \mathrm{CH_2=CH-C(CH_3)_3}
Minoritário(s): \mathrm{CH_3-CH(OEt)-C(CH_3)_3}

Exercícios relacionados