Hidrocarbonetos que apresentam ligação dupla podem sofrer reação de adição. Quando a reação é feita com um haleto de hidrogênio, o átomo de halogênio se adiciona ao carbono insaturado que tiver menor número de hidrogênios, conforme observou Markownikoff. Usando essa regra, dê a fórmula e o nome do produto que se forma na adição de:
HCl a
HCl a
Passo 1
O enunciado pede que eu determine a fórmula e o nome do produto formado na adição de HCl ao composto representado pelo SMILES:
. Informações relevantes dadas:
- Reagente: ácido clorídrico,
. - Substrato: SMILES
(o enunciado deu essa cadeia). - Pedido: dar a fórmula e o nome do produto que se forma quando ocorre a adição de HCl seguindo a regra de Markownikoff (o halogênio se adiciona ao carbono insaturado que tiver menor número de hidrogênios).
Passo 2
Interpretando o SMILES
para identificar o substrato:
- O SMILES descreve um anel de seis carbonos com uma dupla ligação entre dois carbonos do anel e um grupo metila ligado a um dos carbonos insaturados. Esse composto é o 1-metilcicloexeno (ou, escrito mais usualmente, 1-methylcyclohexene).
- Fórmula molecular do alceno inicial:
(cicloexeno mais um metil = ).
Passo 3
Contando hidrogênios nos carbonos da dupla ligação (para aplicar Markownikoff):
- Denotemos os carbonos da dupla ligação como
(aquele ligado ao metil) e (o outro carbono da dupla). - No 1-metilcicloexeno:
está ligado ao metil, a (dupla) e ao átomo seguinte do anel — portanto não tem hidrogênios ligados (zero hidrogênios). -
está ligado a (dupla) e a outro átomo do anel, restando um hidrogênio ligado a (um hidrogênio). - Conclusão pela regra de Markownikoff: o halogênio (
) se adiciona ao carbono da dupla que tem menor número de hidrogênios. Aqui, esse é (que tem hidrogênios). Assim, vai para e o do HCl vai para .
Passo 4
Mecanismo passo a passo (didático) que explica a regioregulazione:
- Etapa 1 — protonação da dupla: o próton (
) do ácido se liga ao carbono da dupla que já tem mais hidrogênios (aqui ), porque essa protonação forma o carbocátion mais estável. Essa escolha é equivalente à regra prática de Markownikoff. - Etapa 2 — formação de carbocátion: ao protonar
, o centro positivo (carbocátion) resultante fica em . Esse carbocátion é relativamente estável porque está ligado a dois carbonos do anel e a um grupo metila (ou seja, é um carbocátion mais substituído — maior estabilidade por efeito indutivo e de hiperconjugação). - Etapa 3 — ataque nucleofílico: o ânion cloreto (
) ataca o carbocátion planar em , formando a ligação C–Cl. - Resultado: adição anti ou sin pode ocorrer geometricamente, mas como o carbocátion é planar, o cloreto pode atacar de ambos os lados; no caso específico a centro formado não gera necessariamente quiralidade (ver próximo passo).
Passo 5
Construindo o produto e escrevendo sua fórmula estrutural e nome:
- Depois da adição, o anel fica saturado naquele par de carbonos:
passa a ser sp³ e fica ligado ao grupo metila e ao átomo de cloro, além dos dois carbonos do anel. - Fórmula molecular do produto: soma do alceno mais HCl dá
. - Nome apropriado segundo nomenclatura IUPAC: localizamos o carbono que recebeu os substituintes como posição 1; o produto é chamado de 1-cloro-1-metilciclohexano. Em inglês/systemático: 1-chloro-1-methylcyclohexane.
Passo 6
Comentário sobre estereoquímica e alternativas:
- O centro
resultante tem substituintes: metila, cloro e os dois ramos do anel. No caso de um substituinte único no anel (apenas metila e cloro no mesmo carbono), os dois caminhos do anel são equivalentes por simetria, portanto não é necessariamente um centro quiral — o produto não é quiral por essa simetria. - Observação: a adição segue Markownikoff na ausência de peróxidos. Em condições radicalares especiais (peróxidos) para HBr haveria anti-Markownikoff; para HCl isso não é relevante aqui.
Resposta
1-cloro-1-metilciclohexano