Mostre como você prepararia no menor número de etapas possivel cada um dos compostos listados a seguir. Em cada caso apresente todas as condiçōes reacionais e reagentes usados.
Cicloexeno → Clorocicloexano
Cicloexeno → Clorocicloexano
Passo 1
O que o problema pede: transformar cicloeexeno em clorocicloexano no menor número de etapas possível e apresentando todas as condições e reagentes usados.
Informações dadas: ponto de partida é o composto “cicloexeno” (uma alceno ciclíco, dupla ligação entre dois carbonos do anel) e o produto desejado é “clorocicloexano” (um cicloexano monosubstituído por um átomo de cloro). Não há imagens adicionais.
Informações dadas: ponto de partida é o composto “cicloexeno” (uma alceno ciclíco, dupla ligação entre dois carbonos do anel) e o produto desejado é “clorocicloexano” (um cicloexano monosubstituído por um átomo de cloro). Não há imagens adicionais.
Passo 2
Escolha do método mais simples: a via direta e mais curta é a adição eletrofílica de
à dupla ligação do cicloeexeno (hidro-halogenação). Essa reação transforma a ligação
em uma ligação simples
e coloca um átomo de Cl em um dos carbonos que pertenciam à dupla ligação. Para um alceno simétrico (como o cicloexeno) não há ambiguidade regiônica: o produto obtido é o clorocicloexano.
Passo 3
Reagentes e condições práticas (receita completa, em uma etapa): adicionar
(gás) ou uma solução concentrada de
a uma solução de cicloexeno em um solvente inerte e apolar (por exemplo, diclorometano
ou éter etílico), sob resfriamento leve. Exemplos de condições operacionais que funcionam bem:
- Cicloeexeno (1,0 equiv) dissolvido em
(solvente frio), adicionar (g) lentamente à a até consumo da dupla ligação. - Alternativa prático-laboratorial: adicionar solução aquosa concentrada de
(p. ex. ) a uma suspensão ou biphasic de cicloexeno em diclorometano, agitar e separar as fases após reação.
Não é necessária catalise especial; temperatura ambiente ou ligeiro resfriamento evita reações laterais (polimerização). Reação geralmente rápida (minutos a horas depende da escala).
Passo 4
Mecanismo explicado passo a passo (aula rápida sobre hidro-halogenação):
- Primeira etapa — protonação da dupla ligação: a dupla ligação
atua como nucleófilo e capta um próton proveniente do . Isso quebra a ligação pi formando um carbocátion no carbono mais estável (no caso do cicloexeno forma-se um carbocátion secundário ligado ao anel). Escrevendo em palavras: . - Segunda etapa — ataque nucleofílico do ânion cloreto: o íon
gerado ataca o carbocátion planar, formando a ligação e dando o produto clorocicloexano. Em símbolos: .
Observações didáticas: o carbocátion é plano (hibridização), então o ataque do pode ocorrer por qualquer face, levando a mistura de estereoisômeros relativos (no caso de um anel, axial/equatorial do substituinte). Não ocorre rearranjo significativo aqui porque o carbocátion formado já é secundário estabilizado pelo anel; não há ganho de estabilidade que justifique migração.
Passo 5
Stereoisomeria e rendimento prático: a adição segue a regra de Markovnikov (mas para cicloexeno, como o substrato é simétrico, isto não gera problemas de regiochemia). O produto final é clorocicloexano, podendo aparecer como mistura de conformações/estereoquímicas (axial vs equatorial). Rendimento geralmente bom se o
for controlado e a reação conduzida em solvente inerte; evitar
ou radicais (luz/alto
) que dariam diclorados.
Passo 6
Notas práticas e alternativas curtas (para a prova — quando usar ou não):
- Não use
com luz: isso gera adição radicalar e produz 1,2-diclorocicloexano (produto indesejado). - Não tente via hidratação seguida de substituição nucleofílica (hidratação para dar álcool, depois
ou ) — isso é duas etapas e, portanto, não é o menor número de etapas. - A resposta de uma etapa, direta com
, é a solução mais curta e limpa para este caso.
Resposta
Cicloexeno
Clorocicloexano