Preveja o produto principal obtido quando cada um dos halogenetos de alquila a seguir sofre reação E2. Atenção às estereoquímicas dos produtos.
brometo de sec-butila
brometo de sec-butila
Passo 1
O enunciado pede: “Preveja o produto principal obtido quando cada um dos halogenetos de alquila a seguir sofre reação E2. Atenção às estereoquímicas dos produtos. brometo de sec-butila”.
Informações dadas e assumidas:
Informações dadas e assumidas:
- O substrato é o brometo de sec-butila, isto é
(nome sistemático: 2-bromobutano). - A reação é do tipo E2 (eliminação bimolecular). Não foi especificada a base, então assumimos uma base forte típica que favorece a eliminação (condição comum em provas).
- O pedido é o produto principal e sua estereoquímica (E/Z ou trans/cis).
Passo 2
Desenho e identificação de carbonos relevantes. Vou numerar os carbonos para ficar claro:
. Aqui:
- carbono
é o carbono ligado ao bromo ( ), chamado carbono . Sua fórmula local é . - carbonos
e são os carbonos (cada um possui hidrogênios que podem ser removidos na eliminação). Em detalhes: é o grupo metil ligado a ; é um metileno ligado a .
Contagem de hidrogênios: tem três equivalentes; tem dois equivalentes. Logo há hidrogênios em ambos os lados, permitindo duas possíveis eliminações que geram alcenos diferentes.
Passo 3
Revisando o mecanismo E2 (rapidinho e didático):
- Em E2, a base forte remove um hidrogênio
ao mesmo tempo que o grupo saidor (aqui ) é expulso e a ligação dupla é formada entre e . Tudo ocorre numa etapa concertada. - Requisitos importantes: precisa existir um hidrogênio
e (estereoquimicamente) costuma haver preferência por uma conformação em que e estejam em anti-periplanar (180°) — isso facilita a sobreposição das orbitais e a saída concertada. - Consequência prática: cada tipo de hidrogênio
que possa ser removido dá um alceno diferente; a distribuição entre esses produtos depende de estabilidade relativa dos alcenos e de fatores estéricos/conformacionais.
Passo 4
Lista das possíveis olefinas (alcenos) formadas a partir de
:
- Se a base retirar um
de (método mais substituído), forma-se o alceno interno , que é o 2-buteno. Esse 2-buteno tem duas configurações estereoquímicas: (trans) e (cis). - Se a base retirar um
de , forma-se o alceno terminal , que é o 1-buteno.
Passo 5
Regra de seleção (Zaitsev) e preferência:
- Regra de Zaitsev: a eliminação tende a formar o alceno mais substituído (mais estável) como produto majoritário, salvo quando a base for muito volumosa ou houver outras restrições.
- Comparando substituição: 2-buteno (
) é mais substituído (dissubstituído) do que 1-buteno ( , monosubstituído). Portanto, a tendência é que o produto principal seja o 2-buteno.
Passo 6
Agora a estereoquímica do 2-buteno: por que
(trans) é o principal em vez de
(cis)?
- Termodinâmica: entre os isômeros geométricos de um alceno, o isômero trans (que corresponde a
quando as prioridades são apropriadas) é geralmente mais estável que o cis ( ) por menor repulsão estérica entre grupos volumosos ao longo da dupla ligação. Assim, termodinamicamente -2-buteno é mais estável que -2-buteno. - Cinética + conformação anti-periplanar: o mecanismo E2 favorece a eliminação anti-periplanar entre
e . No caso do 2-bromobutano, existem conformações em torno da ligação que colocam um dos de anti a ; quando essa eliminação anti ocorre, ela tende a dar a conformação que leva ao produto trans (E). Em moléculas acíclicas simples como essa, a combinação da preferência por anti-eliminação e a estabilidade termodinâmica faz com que o isômero trans ( ) seja majoritário. - Resultado prático observado: a eliminação a partir de
(formando 2-buteno) produz tanto -2-buteno quanto -2-buteno, mas com -2-buteno predominando.
Passo 7
Consolidando tudo em linguagem de prova (passo-a-passo que você pode usar na hora):
- Identifique o carbono que tem o halogênio:
em . - Liste os
-hidrogênios: em (3 H) e (2 H). - Escreva os alcenos possíveis: 1-buteno
e 2-buteno . - Aplique Zaitsev: produto majoritário tende a ser o mais substituído → 2-buteno.
- Determine estereoquímica: E2 requer anti-periplanar; isso e a maior estabilidade do isômero trans implica que o produto principal será
-2-buteno (trans-2-buteno). - Conclua: produto principal =
-2-buteno; 1-buteno é formado em menor quantidade.