Preveja o produto principal obtido quando cada um dos halogenetos de alquila a seguir sofre reação E2. Atenção às estereoquímicas dos produtos.
(1-bromopropil) benzeno
(1-bromopropil) benzeno
Passo 1
O enunciado pede: prever o produto principal (com atenção à estereoquímica) quando o haleto de alquila
reage por eliminação E2.
Informações dadas (explicitadas):
Informações dadas (explicitadas):
- O substrato é
(peguei a estrutura do enunciado: um grupo 1-bromopropil ligado ao anel fenil). - A reação é E2 (eliminação bimolecular, base forte abstrai um hidrogênio \beta enquanto o grupo saiente sai).
- Preciso indicar o produto principal e sua estereoquímica (E/Z ou trans/cis).
Passo 2
Identificar os hidrogênios
e os alcenos possíveis (regioquímica):
- O carbono com o bromo é o carbono 1 (benzílico):
. O próximo carbono é e . - Em uma eliminação E2, removemos um hidrogênio
de ou que esteja adjacente ao contendo o Br. Aqui só existe um conjunto de hidrogênios relevantes: os hidrogênios do (o vizinho ao carbono que tem o bromo). Não há outro carbono adjacente alternativo que gere um alqueno diferente. - Portanto há apenas uma posição possível para a dupla ligação: entre
e , formando o alceno (1-fenilprop-1-eno). Não há mistura regiomérica aqui, somente possibilidade geométrica (E/Z).
Passo 3
Relembre (aula rápida) o mecanismo E2 e como ele decide a estereoquímica:
- E2 é uma reação concertada onde a base puxa um H
enquanto o grupo saiente (Br) sai ao mesmo tempo, formando a dupla ligação. - Uma exigência geométrica típica do E2 é a conformação anti-periplanar entre o hidrogênio
que será removido e o grupo saiente (Br). Anti-periplanar significa que, em uma projeção de Newman ao longo da ligação , o H e o Br estão em posições opostas (180°) — isso permite sobreposição apropriada das orbitais e favorece a eliminação. - Como há dois hidrogênios em
, cada um pode, em princípio, ser anti-periplanar ao Br em alguma conformação rotacional da ligação . Cada escolha de hidrogênio anti leva a um produto geométrico (E ou Z).
Passo 4
Determinar quais produtos geométricos (E/Z) são possíveis e como se obtêm a partir das conformações:
- O produto resultante tem a fórmula
. Na dupla ligação, o carbono ligado ao fenil ( ) tem substituintes e ; o outro carbono da dupla ( ) tem substituintes e . Assim ambos os carbonos têm dois substituintes diferentes → existe isomeria geométrica E/Z. - Em termos de prioridades CIP para a dupla:
tem prioridade sobre no ; tem prioridade sobre no . Logo E significa que e estão em lados opostos (trans), Z significa que estão no mesmo lado (cis).
Passo 5
Decidir qual isômero geométrico será majoritário: estabilidade e fatores estéricos/eletrônicos. Expliquei por partes:
- Estabilidade do alceno: alkenos mais estáveis tendem a ser mais substituídos e com menos interação estérica entre grandes grupos. Aqui ambos os isômeros têm a mesma substituição (cada carbono tem um substituinte não-H), mas a diferença está na interação entre o grupo fenila volumoso (
) e o grupo metila ( ). - Interação estérica: no isômero Z (cis),
e ficam do mesmo lado da dupla, gerando maior aproximação e colisão estérica entre o anel fenil (grande) e o metil. No isômero E (trans), e ficam em lados opostos, reduzindo tensão estérica. Portanto o isômero E é esteticamente/termicamente mais estável. - Conjugação: a dupla ligação está conjugada com o anel fenil (sistema
conjugado), o que estabiliza ambos os isômeros. Essa conjugação não favorece necessariamente um sobre o outro de maneira grande, então o fator decisivo é estérico/termodinâmico (E mais estável). - Cinética/geométrica via E2 anti: dado que ambos os H
do podem, por rotação, tornar-se anti-periplanares ao Br, a reação pode formar tanto E quanto Z. Mas o estado de transição que leva ao produto mais estável (E) costuma ter menor energia e, na maioria das condições (base forte, temperatura onde equilíbrio não domina fortemente), o produto termodinamicamente mais estável costuma ser majoritário — especialmente porque a diferença estérica entre E e Z aqui é significativa (fenil vs metil). - Conclusão parcial: o produto principal será o isômero E (trans) da dupla ligação.
Passo 6
Escrevendo o produto com nome e estrutura:
- Forma estrutural:
. - Nome IUPAC com configuração:
(também chamado de trans-1-fenilprop-1-eno ou trans-1-fenilpropeno). - Justificação resumida: apenas um alceno regiômero possível (entre
e ); entre os dois isômeros geométricos possíveis, o é mais estável por menor interação estérica entre e , e a via E2 anti-periplanar permite formar ambos, mas favorece o produto termodinamicamente mais estável como majoritário.