Os haletos de alquila podem ser convertidos a éteres via reações de substituição nucleofílica unimolecular (
) e bimolecular (
). O seguinte haleto de alquila sofreu reação de substituição utilizando o íon metóxi (
) como nucleófilo:
a) Desenhe os produtos de substituição e identifique a relação entre eles;
b) Identifique qual produto de substituição é esperado ser favorecido e explique sua escolha;
c) O que acontecerá com a velocidade da reação se a concentração do nucleófilo for duplicada?
a) Desenhe os produtos de substituição e identifique a relação entre eles;
b) Identifique qual produto de substituição é esperado ser favorecido e explique sua escolha;
c) O que acontecerá com a velocidade da reação se a concentração do nucleófilo for duplicada?
Passo 1
O enunciado mostra um haleto de alquila terciário
reagindo com o íon metóxi .
O conteúdo aqui é substituição nucleofílica: pelo caráter terciário do carbono ligado ao cloro, comparamos os mecanismos (unimolecular) e
(bimolecular). O que vamos precisar para resolver é
reagindo com o íon metóxi
O conteúdo aqui é substituição nucleofílica: pelo caráter terciário do carbono ligado ao cloro, comparamos os mecanismos
- Desenhar o éter formado pela substituição de Cl por
e perceber que o centro permanece quiral. - Verificar qual mecanismo é favorecido nesse substrato.
- Aplicar a lei de velocidade correspondente ao mecanismo dominante.
Passo 2
Substituindo o átomo de cloro por
obtemos um éter terciário com o mesmo esqueleto e um centro quiral. Como esse carbono continua ligado a quatro substituintes diferentes (butil, propil, metoxi e metil), surgem duas configurações possíveis:
– Éter na configuração R:
com prioridade dos grupos dando R
– Éter na configuração S:
com prioridade dos grupos dando S
Esses dois compostos são imagens especulares não sobreponíveis, ou seja, são enantiômeros.
– Éter na configuração R:
– Éter na configuração S:
Esses dois compostos são imagens especulares não sobreponíveis, ou seja, são enantiômeros.
Passo 3
Num haleto terciário a via
é praticamente inoperante por impedimento estérico: o nucleófilo não consegue atacar de trás. Já o mecanismo
gera um carbocátion estável e permite a aproximação do nucleófilo de ambos os lados do plano. Logo, o mecanismo dominante é
, e o produto resultante é uma mistura racêmica contendo partes iguais dos enantiômeros R e S.
Passo 4
A lei de velocidade para
depende apenas da concentração do substrato (o haleto):
Não há dependência de
. Portanto, ao duplicar a concentração do nucleófilo, a velocidade da via principal
não muda.
Resposta
(a) Os produtos são os dois enantiômeros ® e (S) do éter terciário, relacionados como enantiômeros.
(b) É esperado ser favorecido o produto da via , ou seja, a mistura racêmica dos enantiômeros, porque o centro é terciário e reage quase exclusivamente por
.
(c) A velocidade da reação é independente da concentração do nucleófilo, logo duplicar
não altera a velocidade.
(b) É esperado ser favorecido o produto da via
(c) A velocidade da reação