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.
\left(\mathrm{CH}_{3}\right)_{2} \mathrm{CHOLi} in \left(\mathrm{CH}_{3}\right)_{2} \mathrm{CHOH}

Passo 1

O enunciado pede que eu escolha, dentre as quatro possibilidades abaixo, quais são favorecidas pelo reagente/sistema dado:
  • SN2 com haleto de alquila primário;
  • E2 com haleto de alquila primário;
  • SN2 com haleto de alquila secundário;
  • E2 com haleto de alquila secundário.
O único reagente/sistema fornecido é \left(CH_{3}\right)_{2}CHOLi em \left(CH_{3}\right)_{2}CHOH. Vou trabalhar só com essa informação e dizer, para cada caso pedido, se esse sistema favorece ou não a reação indicada.

Passo 2

Entendendo o reagente/solvente (aula rápida e prática).
  • \left(CH_{3}\right)_{2}CHOLi é o isopropóxido de lítio; a base/nucleófilo efetivo é o ânion \left(CH_{3}\right)_{2}CHO^- (isopropóxido).
  • O solvente \left(CH_{3}\right)_{2}CHOH é o álcool isopropílico (protic). Em solução haverá ion-pares e hidrogenação do ânion pelo solvente em equilíbrio parcial, mas em presença de base forte ainda há concentração significativa do ânion.
  • Propriedades importantes do isopropóxido:
    • É uma base forte (conjugada do álcool com \mathrm{p}K_a por volta de \sim 17); em TeX: \mathrm{p}K_a(\text{isopropanol})\approx 17.
    • É relativamente nucleofílico, porém mais volumoso (mais estérico) que metóxido \left(CH_3O^-\right) ou etóxido \left(C_2H_5O^-\right). Ou seja: forte base + nucleófilo moderadamente volumoso.
  • Resumo curto: nucleófilo forte e base forte, com volume intermediário; solvente protico (isopropanol) que tende a reduzir nucleofilicidade relativamente a solventes apróticos.

Passo 3

Princípios que vamos aplicar (explicando cada conceito).
  • SN2 acontece por ataque nucleofílico direto ao carbono ligado ao halogênio; é favorecida por:
    1. substrato pouco impedido (preferência: primário > secundário >> terciário),
    2. nucleófilo forte e pouco volumoso,
    3. solvente aprótico polar (porque solventes próticos solvatam e “atrapalham” nucleófilos).
  • E2 acontece por abstração de um próton \beta e saída do grupo de saída num único passo; é favorecida por:
    1. presença de base forte,
    2. substrato que permita formação de alceno (secundário e terciário são mais fáceis),
    3. bases volumosas favorecem E2 sobre SN2 porque têm mais dificuldade em atacar o carbono (steric hindrance) e preferem abstrair prótons.
  • Para substratos primários: SN2 é geralmente o caminho preferido com nucleófilos razoáveis; E2 só fica relevante se a base for muito volumosa (ex.: \left(C(CH_3)_3\right)O^-) ou em condições de aquecimento forte.
  • Para substratos secundários: competição forte entre SN2 e E2; nucleófilos pequenas e fortes favorecem SN2, bases volumosas e/ou temperaturas altas favorecem E2.

Passo 4

Aplicando os princípios ao nosso nucleófilo/base: \left(CH_{3}\right)_{2}CHO^-.
  • Como base: é forte — isso favorece E2 em geral.
  • Como nucleófilo: é moderadamente bom, mas seu volume (isopropílico) torna o ataque SN2 menos eficiente que um metóxido/etóxido.
  • Solvente protico ( \left(CH_{3}\right)_{2}CHOH) tende a reduzir a taxa de SN2 comparado a um solvente aprótico, porque o ânion fica parcialmente hydrogen-bonded e menos “livre” para atacar.
  • Conclusão qualitativa: o reagente é um bom competidor para ambas as vias; para substratos primários tende a permitir SN2 (ainda que um pouco menos rápido que com metóxido), enquanto para secundários a tendência será favorecer E2 (mais eliminação) por ser uma base relativamente volumosa e forte.

Passo 5

Análise detalhada: SN2 com haleto de alquila primário.
  • Substrato primário tem pouco impedimento estérico: favorece SN2.
  • Nucleófilo é forte ( \left(CH_{3}\right)_{2}CHO^-), portanto capaz de realizar ataque nucleofílico.
  • O solvente protico reduz a velocidade relativa do SN2, mas não o impede totalmente — ainda é compatível com SN2 em primários.
  • Comparando com bases mais volumosas (ex.: t-butóxido), o isopropóxido é menos volumoso e, portanto, permite SN2 mais facilmente.
  • Resultado: com haleto primário, o sistema tende a favorecer SN2 (principal via) em condições comuns (temperatura moderada).

Passo 6

Análise detalhada: E2 com haleto de alquila primário.
  • E2 em primários só se torna competitiva quando a base é muito volumosa (p.ex. \left(C(CH_3)_3\right)O^-) ou quando o substrato é “próximo” de se tornar secundário (p.ex. haleto primário muito impedido) ou quando há condições que favorecem eliminação (temperatura alta).
  • Isopropóxido é volumoso, mas não tanto quanto o t-butóxido; portanto, embora possa promover alguma eliminação (principalmente se aquecido), a tendência geral para um haleto primário é que SN2 seja a via dominante.
  • Resultado: E2 com primário NÃO é favorecida como via principal por \left(CH_{3}\right)_{2}CHOLi em \left(CH_{3}\right)_{2}CHOH; pode ocorrer em menor grau se houver condições que favoreçam eliminação (temperatura alta).

Passo 7

Análise detalhada: SN2 com haleto de alquila secundário.
  • Substrato secundário tem maior impedimento estérico: SN2 fica mais difícil que no primário.
  • Nucleófilo isopropóxido é moderadamente volumoso — isso diminui ainda mais a capacidade de fazer SN2 em carbonos secundários.
  • Solvente protico também desvantaja SN2.
  • Portanto, para secundários, SN2 estará em competição direta com E2, e as características do isopropóxido (base forte e relativamente volumosa) tendem a deslocar o equilíbrio a favor de eliminação.
  • Resultado: SN2 com substrato secundário NÃO é a via favorecida (pelo menos não como principal) com \left(CH_{3}\right)_{2}CHOLi em \left(CH_{3}\right)_{2}CHOH.

Passo 8

Análise detalhada: E2 com haleto de alquila secundário.
  • Base forte e relativamente volumosa ( \left(CH_{3}\right)_{2}CHO^-) costuma promover eliminação em secundários.
  • E2 requer apenas extração de um próton \beta; em secundários há prótons \beta facilmente acessíveis e formação de alceno é termodinamicamente e cineticamente favorável com base forte.
  • Solvente protico não impede E2 (ao contrário do SN2), e a basicidade alta favorece E2.
  • Resultado: E2 com substrato secundário é favorecida por esse sistema; frequentemente a via dominante será E2 (especialmente a temperaturas moderadas a altas).

Passo 9

Resumo didático final (como lembrar rápido na prova)
  • Pense em três coisas: substrato (primário/secundário/terciário), caráter do nucleófilo/base (força e estérica) e solvente (prótico vs aprótico).
  • Regra prática para respostas rápidas:
    • primário + nucleófilo forte, não muito volumoso → SN2;
    • primário + base muito volumosa → E2 (raro, precisa ser base muito volumosa);
    • secundário + base/nucleófilo pequeno e forte → mistura SN2/E2;
    • secundário + base forte e volumosa → E2 dominando.
  • No nosso caso, isopropóxido é base forte e moderadamente volumoso, solvente prótico → SN2 favorecido em primário; E2 favorecido em secundário.

Resposta

SN2 com haleto de alquila primário: favorece
E2 com haleto de alquila primário: não favorece (pode ocorrer pouco)
SN2 com haleto de alquila secundário: não favorece (não é a via principal)
E2 com haleto de alquila secundário: favorece

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