O 2-penteno ( \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CH}=\mathrm{CH}-\mathrm{CH}_{2}-\mathrm{CH}_{3} ) reage com \mathrm{Cl}_{2} em \mathrm{CCl}_{4}.
a) Escreva a estrutura do produto principal, mostrando a estereoquímica.
b) Por que compostos diclorados (como o produto desta reação) são preocupantes em solos contaminados? Dica: Relacione com a persistência ambiental, bioacumulação e exemplos reais (ex.: hexaclorociclohexano - HCH).

Passo 1

O enunciado diz que o alceno 2-penteno
\mathrm{CH_{3}-CH=CH-CH_{2}-CH_{3}}
reage com \mathrm{Cl}_{2} em \mathrm{CCl}_{4}.
Conteúdo: adição de halogênio a alcenos via íon halônio, que sempre dá adição anti (os dois átomos de cloro entram em faces opostas do plano do duplo-ligação). Vamos precisar do mecanismo para justificar a estereoquímica do produto e depois discutir por que compostos orgânicos diclorados são ambientalmente problemáticos.

Passo 2

Mecanismo de adição de \mathrm{Cl}_{2} em alcenos:
  1. O par \pi doa elétrons a um átomo de Cl, formando um íon clorônio (clorônio) e liberando \mathrm{Cl}^{-}.
  2. O íon clorônio é um ciclo de três membros com carga positiva no cloro preso a ambos os carbonos do duplo-ligação.
  3. O contra-íon \mathrm{Cl}^{-} ataca back-side, abrindo o ciclo e levando à adição anti dos dois cloros.

Passo 3

O produto de adição de anti- \mathrm{Cl}_{2} ao 2-penteno é o 2,3-dicloro-pentano, com os cloros em posições vicinais e em faces opostas. Como o alceno inicial é simétrico quanto a planos espelhos diferentes, formam-se dois enantiômeros numa mistura racêmica. A estrutura é:
\mathrm{CH_{3}-\overset{\displaystyle Cl}{\underset{\displaystyle |}{CH}}-\overset{\displaystyle |}{\underset{\displaystyle Cl}{CH}}-CH_{2}-CH_{3}}
onde, em projeção de Newman simplificada, um Cl está em wedge (para fora do plano) e o outro em dash (para dentro), e vice-versa no enantiômero oposto.

Passo 4

Compostos diclorados (e, de modo geral, organoclorados) são preocupantes em solos contaminados porque:
  • As fortes ligações C–Cl e a baixa solubilidade em água tornam-nos quimicamente estáveis e resistentes à biodegradação.
  • São lipofílicos, acumulam-se nos tecidos gordurosos de organismos e, por biomagnificação, concentram-se em níveis tróficos superiores.
  • Exemplos reais: o hexaclorociclohexano (HCH, conhecido como lindano) e o DDT são persistentes por décadas, causando efeitos tóxicos crônicos em fauna e riscos à saúde humana.

Resposta

a) O produto principal é o 2,3-dicloro-pentano obtido por adição anti, numa mistura racêmica de dois enantiômeros, com Cl nas posições 2 e 3 em faces opostas.
b) Esses diclorados são persistentes no ambiente (ligações C–Cl fortes), lipofílicos (bioacumulação e biomagnificação) e já há exemplos de organoclorados (HCH, DDT) que permaneceram no solo por décadas e causaram sérios impactos ecológicos e à saúde.

Exercícios relacionados