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.
\mathrm{NaSCH}_{3} in \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}

Passo 1

O que o enunciado pede: para o reagente \mathrm{NaSCH_3} em \mathrm{CH_3OH} 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 \mathrm{NaSCH_3} dissolvido em \mathrm{CH_3OH}.
  • Assumo que o haleto de alquila tem um bom grupo saída (por exemplo \mathrm{Br} ou \mathrm{I}), já que o enunciado não fala outro detalhe.
  • A solução é protica (o solvente é \mathrm{CH_3OH}).

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 ( \mathrm{H^+}). 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 \mathrm{CH_3OH}) 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 \mathrm{NaSCH_3}:
  • Em solução existe o ânion tioetóxido (metanotiolato) \mathrm{CH_3S^-} e o cátion \mathrm{Na^+}.
  • O ácido conjugado é \mathrm{CH_3SH} (metanotiol), cujo \mathrm{p}K_a é aproximadamente 10,4. Para comparação, o ácido conjugado do metóxido \mathrm{CH_3O^-} é \mathrm{CH_3OH} com \mathrm{p}K_a \approx 16.
  • Significado prático: porque \mathrm{CH_3SH} tem \mathrm{p}K_a menor que \mathrm{CH_3OH}, o íon \mathrm{CH_3S^-} é, em média, um nucleófilo forte e relativamente menos básico que \mathrm{CH_3O^-}. Em termos simples: \mathrm{CH_3S^-} 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 \mathrm{CH_3S^-} é menos fortemente solvado em \mathrm{CH_3OH} 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 \mathrm{CH_3S^-} não é uma base particularmente forte comparada a um alcóxido; é mais nucleófilo do que base.
  • Solvente prótico ( \mathrm{CH_3OH}) diminui reatividade de nucleófilos pequenos, mas \mathrm{CH_3S^-} 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.
  • \mathrm{CH_3S^-} 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 \mathrm{CH_3S^-} 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 \mathrm{CH_3S^-} 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)

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