Explique por que, em eliminações E2 em sistemas cíclicos, o hidrogênio
deve estar anti-periplanar ao grupo abandonador.
Passo 1
O enunciado pergunta por que, em eliminações do tipo E2 em sistemas cíclicos, o hidrogênio
deve estar anti-periplanar ao grupo abandonador. O conteúdo envolvido é o mecanismo E2 (eliminação bimolecular concertada) e as exigências conformacionais impostas por anéis (por exemplo, ciclohexano).
Passo 2
No mecanismo E2 uma base forte abstrai o hidrogênio
ao mesmo tempo em que o grupo abandonador sai, num único passo sem intermediários. O estado de transição requer boa interação entre o orbital de ligação C–H que está sendo rompido e o orbital antissigma do carbono que perde o grupo (C–LG).
Passo 3
Para maximizar essa interação orbital é preciso que o orbital
e o orbital
fiquem coplanares e apontando em direções opostas – ou seja, com ângulo diedro de
. Essa geometria chama-se anti-periplanar e reduz ao mínimo a energia de ativação do processo E2.
Passo 4
Em sistemas cíclicos rígidos, como o ciclohexano, nem todo hidrogênio adjacente ao grupo abandonador pode alcançar essa configuração. Somente os hidrogênios axiais vizinhos a um grupo também axial conseguem formar o ângulo diedro de
, garantindo a orientação anti-periplanar necessária para o E2. Hidrogênios equatoriais não alcançam essa geometria ideal e, portanto, reagem muito mais lentamente ou não reagem.
Passo 5
Concluímos que, sem o alinhamento anti-periplanar entre o hidrogênio
e o grupo abandonador, a sobreposição orbital é insuficiente e a eliminação E2 no anel não ocorre de forma eficiente.
Resposta
O hidrogênio
deve estar anti-periplanar ao grupo abandonador para garantir a sobreposição máxima entre o orbital de ligação
e o orbital antissigma
, diminuindo a barreira energética e possibilitando a eliminação E2 em sistemas cíclicos.