Dá lista de reagentes abaixo, escolha aqueles que favorarem a reação SN2 com um haleto de alquila primário, reação E2 com haleto de alquila primário, Sn2 com haleto de alquila secundário, E2 com haleto de alquila secundário.
in
Passo 1
O que o enunciado pede: para o reagente
em
devo escolher se ele favorece cada um dos quatro processos quando reagindo com haletos de alquila:
- SN2 com haleto primário;
- E2 com haleto primário;
- SN2 com haleto secundário;
- E2 com haleto secundário.
Informações dadas que usarei:
- O reagente é
dissolvido em . - Assumo que o haleto de alquila tem um bom grupo saída (por exemplo
ou ), já que o enunciado não fala outro detalhe. - A solução é protica (o solvente é
).
Passo 2
Conceitos essenciais (explicando devagar e sem pular etapas):
- Nucleófilo vs base: um nucleófilo ataca átomos eletrófilos (por exemplo um carbono ligado a um halogénio) doando elétrons; uma base remove um próton (
). Um mesmo íon pode atuar como nucleófilo e/ou base; o que predomina depende das propriedades dele e da situação. - Para SN2 precisamos de: um nucleófilo forte, um substrato pouco impedido (haleto primário é ideal; secundário ainda pode dar SN2 se o nucleófilo não for muito volumoso) e um bom grupo saída. SN2 é uma substituição concertada (ataque e saída ao mesmo tempo).
- Para E2 precisamos de: uma base forte (preferencialmente não muito volumosa, embora bases volumosas favoreçam E2 sobre SN2), um hidrogênio β acessível e geometria antiperiplanar (no caso de ciclo; em acíclico normalmente há conformações que permitem). Em haletos primários, E2 é difícil a menos que a base seja bem forte e condições favoreçam eliminação.
- Solvente importa: solventes próticos (como
) solvam anions e podem diminuir a nucleofilicidade de nucleófilos pequenos e pouco polarizáveis. Nucleófilos grandes e polarizáveis (como tioéteres/tiolatos) sofrem menos com solvatação e permanecem nucleofílicos.
Passo 3
Propriedades do reagente
:
- Em solução existe o ânion tioetóxido (metanotiolato)
e o cátion . - O ácido conjugado é
(metanotiol), cujo é aproximadamente . Para comparação, o ácido conjugado do metóxido é com . - Significado prático: porque
tem menor que , o íon é, em média, um nucleófilo forte e relativamente menos básico que . Em termos simples: é bom em atacar carbonos (nucleófilo forte), mas não é tão forte em arrancar prótons quanto um alcóxido. - Além disso, enxofre é maior e mais polarizável que oxigénio, portanto
é menos fortemente solvado em do que íons menores; isso preserva sua nucleofilicidade mesmo em solvente prótico.
Passo 4
Aplicando isso a haletos de alquila primários:
- Substrato primário: pouco impedimento estérico, favorece SN2 (o nucleófilo consegue atacar o carbono facilmente).
- Base necessária para E2: para promover E2 em primários normalmente precisa-se de uma base forte e/ou volumosa (para evitar SN2). Mas
não é uma base particularmente forte comparada a um alcóxido; é mais nucleófilo do que base. - Solvente prótico (
) diminui reatividade de nucleófilos pequenos, mas sendo polarizável continua sendo um nucleófilo eficaz.
Conclusão para primário: o cenário favorece SN2 fortemente. E2 com primário é improvável com este reagente sob condições normais.
Passo 5
Aplicando isso a haletos de alquila secundários:
- Substrato secundário: competição maior entre SN2 e E2. Se tivermos uma base grande e forte, E2 costuma vencer; se tivermos um nucleófilo forte e não muito volumoso, SN2 pode ocorrer.
-
é um nucleófilo forte e relativamente pouco volumoso; portanto tende a atacar por SN2 mesmo em secundários, embora a taxa de SN2 em secundários seja menor que em primários (alguma competição existe). - Como
não é uma base forte no sentido de favorecer eliminação, E2 não é o caminho dominante. Em condições que aumentem a eliminação (temperatura muito alta, substrato com hidrogênios β mais acessíveis), um pouco de E2 pode ocorrer, mas não é o favorecido.
Conclusão para secundário: SN2 é favorecido como via principal; E2 é desfavorecido (pode acontecer em pequena extensão, dependendo das condições, mas não é a reação preferida).
Passo 6
Resumo pedagógico curto (para você usar na prova):
- Pense: é o íon mais um “atacante” (nucleófilo) ou um “arrancador de prótons” (base)? Aqui
é forte nucleófilo, base moderada/relativamente fraca. - Substrato primário → favorece SN2 com nucleófilos fortes e não volumosos.
- Substrato secundário → competição SN2 vs E2; com nucleófilo forte e base fraca, SN2 tende a dominar.
- Solvente prótico não mata a reatividade do tioetóxido porque ele é polarizável.
Resposta
SN2 com haleto primário: sim
E2 com haleto primário: não
SN2 com haleto secundário: sim (via preferencial)
E2 com haleto secundário: não (pouco favorecida)
E2 com haleto primário: não
SN2 com haleto secundário: sim (via preferencial)
E2 com haleto secundário: não (pouco favorecida)