Escreva os produtos das reações dos alcenos com HCl e indique o produto majoritario.
Passo 1
O enunciado pede: “escreva os produtos da reação do alceno com HCl e indique o produto majoritário”. O alceno dado em SMILES é:
CCC(C)=CC(C)(C)C
CCC(C)=CC(C)(C)C
Vou descrever a estrutura (peguei essa informação do SMILES):
- Há uma cadeia principal começando à esquerda por três carbonos (vou numerar da esquerda para a direita): C1–C2–C3.
- O carbono C3 tem um grupo metil ligado (ramificação) e está ligado por uma dupla ao carbono seguinte (C4). Ou seja, a dupla é entre C3 e C4.
- O segmento à direita da dupla é C4–C5, onde C5 é um carbono terciário ligado a três metilas (um grupo tert‑butil ligado a C4).
- Resumindo em palavras: o alceno é um alceno dissubstituído, com a dupla C3=C4; C3 tem um metil e um grupo alquila à esquerda, C4 está ligado a um grupo tert‑butil.
O que preciso entregar: todos os produtos possíveis da adição de HCl e qual é o majoritário (explicar por que).
Passo 2
Breve explicação do mecanismo que vamos usar (passo a passo, para você entender e poder aplicar na prova).
- Quando um alceno reage com HCl (condições típicas, sem peróxidos), o mecanismo é uma adição eletrofílica em duas etapas:
- O par π da dupla liga-se a um próton H+, formando um carbocátion (esta é a etapa que determina a regioconferência: onde o H se liga determina onde fica o carbocátion).
- O ânion Cl− ataca o carbocátion, formando o cloreto de alquila.
- Regra prática (Markovnikov): em adições de HX ao alceno (sem peróxidos), o H tende a adicionar ao carbono da dupla que já tem mais hidrogênios, formando o carbocátion mais estável possível; o haleto ataca o carbocátion formado.
- Importante: carbocátions são mais estáveis na ordem terciário > secundário > primário. Então, entre duas possibilidades de protonação, a rota que gera o carbocátion mais estável será favorecida e levará ao produto majoritário.
Passo 3
Aplicando isso ao nosso alceno (C3=C4). Há duas protonações possíveis:
- Protonar C4 → H se liga a C4 e o carbocátion fica em C3.
- Protonar C3 → H se liga a C3 e o carbocátion fica em C4.
Agora vamos avaliar a estabilidade dos carbocátions formados:
- Carbocátion no C3: após protonação de C4, o C3 fica ligado a três carbonos distintos (C2 à esquerda, o metil ramificado e C4 à direita). Logo o carbocátion em C3 é terciário (estável).
- Carbocátion no C4: após protonação de C3, o C4 ficaria ligado a C3 e a C5 (o C5 é um carbono do tipo quaternário? não — C5 é um carbono ligado a C4 e a três metilas, mas o carbocátion em C4 seria secundário). Portanto o carbocátion em C4 seria secundário (menos estável que o terciário).
Conclusão deste passo: a protonação que gera o carbocátion em C3 (i.e., protonar C4) é favorecida, porque produz o carbocátion terciário. Assim segue a regioconferência tipo Markovnikov: o H vai ao carbono que gera o carbocátion mais estável (C4 recebe o H), e o Cl termina ligado ao carbono carbocatiônico (C3).
Passo 4
Descrever os produtos que resultam de cada via (mostrando por que um é majoritário).
- Via favorecida (majoritária): H adicionado em C4 e Cl em C3. Isso gera um cloreto terciário no carbono C3. Em SMILES, esse produto é:
CCC(Cl)(C)CC(C)(C)C
Observações úteis:- Esse produto tem o cloro ligado ao carbono que era carbocátion terciário (produto Markovnikov).
- Como o carbono C3 passa a ter quatro substituintes diferentes (C2, metil, C4‑lado direito e Cl), ele é um centro quirais — a reação gera uma mistura racêmica (R e S) porque o ataque do Cl− pode ocorrer dos dois lados do plano do carbocátion.
- Via menos favorecida (minoritária): protonação no C3, formando carbocátion em C4 (secundário), seguido de ataque de Cl− a C4. O produto resultante tem Cl ligado ao C4 e H em C3. Em SMILES:
CCC(C)C(Cl)C(C)(C)C
(esse é o cloreto secundário; é formado em menor proporção por ser originado de um carbocátion menos estável).
Passo 5
Verificação de rearranjos (coisa que costuma aparecer em prova): será que ocorre rearranjo 1,2 (hidreto ou metila) para tornar o carbocátion ainda mais estável e produzir outro produto?
- O carbocátion gerado na via majoritária está em C3 e já é terciário. Um rearranjo só faria sentido se levasse a um carbocátion mais estável que terciário (não existe carbocátion “mais estável” que um terciário comum por simples 1,2‑shift) ou se levasse a um carbocátion estabilizado por ressonância (não aplicável aqui). Além disso, as possíveis 1,2‑transferências disponíveis (do carbono adjacente) não conduzem a um centro mais estável do que o terciário já formado. Portanto não se espera rearranjo significativo; a rota para o carbocátion terciário segue sem rearranjo e dá o produto majoritário já descrito.
Passo 6
Observações finais e dicas para a prova
- Regra prática: ao ver HCl + alceno sem indicação de radical/peróxidos, aplique Markovnikov: H ao carbono mais hidrogenado que leve ao carbocátion mais estável; depois Cl− ataca o carbocátion.
- Sempre comparar as duas possibilidades de carbocátion (onde fica o +) e escolher a mais estável (terciário > secundário > primário).
- Verifique rapidamente possibilidade de rearranjo — só mude a rota se o rearranjo produzir um carbocátion mais estável (o que não ocorre aqui).
- Lembre-se que, se um novo centro quiral for formado (como aqui em C3), o produto será racêmico (ataque do nucleófilo de ambos os lados).
Resposta
Produto majoritário (Markovnikov, cloro no carbono terciário; mistura racêmica): CCC(Cl)(C)CC(C)(C)C
Produto minoritário (anti‑Markovnikov, cloro no carbono secundário): CCC(C)C(Cl)C(C)(C)C