Preveja o produto principal obtido quando cada um dos halogenetos de alquila a seguir sofre reação E2. Atenção às estereoquímicas dos produtos.
1-fenil-2-cloro-3metilbutano

Passo 1

O enunciado pede: prever o produto principal quando o haleto de alquila 1-fenil-2-cloro-3-metilbutano sofre reação E2, prestando atenção à estereoquímica dos produtos.
Informações dadas (explicitadas):
  • A molécula é 1)-fenil- 2)-cloro- 3)-metilbutano.
  • O grupo que sai é Cl ligado ao carbono C_2).
  • Há um grupo fenil ligado a C_1) e um grupo metil ligado a C_3).
  • A reação é E2 (eliminação bimolecular), portanto precisamos considerar os hidrogênios \beta que podem ser removidos e a geometria anti-periplanar entre o \beta-H e o Cl .
  • Pergunta principal: qual produto de eliminação predomina e qual é sua estereoquímica?

Passo 2

Desenho e rotulagem simples (descrição): considere a cadeia principal C_1)– C_2)– C_3)– C_4). As ligações e substituintes são:
  • C_1) é o carbono benzílico ligado ao anel fenil e tem inicialmente dois hidrogênios (é CH_2) ligado ao fenil).
  • C_2) é o centro portador do Cl) (tem também um H).
  • C_3) tem um substituinte metil e está ligado a C_4) (logo C_3) tem um H disponível).
    Assim os hidrogênios \beta passíveis de serem abstraídos (para formar dupla ligação com C_2)) são:
  • dois hidrogênios em C_1) (benzylic), que levariam à dupla C_1=!C_2) (alqueno benzeno-conjugado);
  • um hidrogênio em C_3), que levaria à dupla C_2=!C_3) (alqueno interno).

Passo 3

Regras da reação E2 (aulas rápidas e necessárias):
  • Mecanismo E2: base retira um \beta-H ao mesmo tempo em que o grupo saiente ( Cl)) sai; resulta formação de uma ligação dupla. É um processo concertado.
  • Condição geométrica exigida: o \beta-H removido e o grupo saiente devem estar anti-periplanares (ou seja, aproximadamente em planos opostos, 180°) para que as orbitais possam alinhar e formar a dupla. Isso significa que só certos hidrogênios \beta em determinadas conformações estão “ativas” para E2. Em moléculas flexíveis, quase sempre existe alguma conformação que coloca um \beta-H anti ao Cl), então ambas as eliminações (com H) de C_1) ou de C_3)) são, em princípio, acessíveis.
  • Regra de Zaitsev: em E2 com bases não volumosas, tende a formar-se o alqueno mais substituído (mais estável) como produto majoritário.
  • Outro fator: conjugação com anel aromático (alcenos benzílicos) dá estabilização adicional ao alqueno conjugado com o fenil.

Passo 4

Análise dos possíveis produtos e sua estabilidade:
Produto A: dupla C_1=!C_2) (eliminação do \beta-H em C_1)) → produto benzylic, ou seja, o alceno fica conjugado com o anel fenil. Esse produto é um alqueno conjugado com o anel (estabilização por ressonância do sistema vinílico-benzênico). Ele é, do ponto de vista de substituição do alceno, um alqueno dissubstituído (cada carbono da dupla liga está ligado a um átomo de carbono além da dupla: C_1) ligado ao fenil, C_2) ligado a C_3)).
Produto B: dupla C_2=!C_3) (eliminação do \beta-H em C_3)) → alceno interno mais substituído: C_3) está ligado a dois grupos metil (o metil da cadeia e o metil substituinte), e C_2) está ligado a C_1) (portador do fenil). Portanto esse alceno é tri-substituído (três grupos alquil/aryl ligados aos carbonos da dupla), geralmente mais estável por efeito de hiperconjugação que um dissubstituído.
Comparação: temos, de um lado, um alceno dissubstituído, porém conjugado com o fenil (estabilização ressonante); do outro, um alceno tri-substituído, não conjugado. Em muitos casos práticos o efeito de maior substituição (tri-substituído) vence e o produto de Zaitsev (mais substituído) é majoritário. Além disso, não há impedimento geométrico óbvio (anti-periplanar) para abstração do \beta-H em C_3), então essa rota é acessível.

Passo 5

Estereoquímica dos possíveis produtos:
  • Para a dupla C_2=!C_3) (produto B): o carbono C_3) na dupla fica ligado a dois grupos metil idênticos (o metil da cadeia C_4) e o metil substituinte em C_3) são ambos grupos metil). Como os dois substituintes em C_3) são idênticos (do ponto de vista de identidade de grupo, ambos são CH_3)), a dupla C_2=!C_3) não apresenta isomeria geométrica E/Z — ou seja, não há estereoisômeros geométricos possíveis para esse alceno. Logo a estereoquímica aqui é indefinível (não se aplica): há apenas um produto geométrico.
  • Para a dupla C_1=!C_2) (produto A): haveria possibilidade E/Z porque cada carbono da dupla teria substituintes diferentes (fenil vs H em C_1), e C_3) vs H em C_2)). Se esse produto se formar em quantidade significativa, o isómero mais estável seria o isômero E (trans) em geral — E2 tende a favorecer a formação do isômero trans quando há escolha, por questões estéricas e porque o anti-periplanar que leva ao trans costuma ser mais acessível.

Passo 6

Conclusão com justificativa final e resposta do que é o produto principal:
  • Ambos os alcenos (conjugado benzylic C_1=!C_2) e interno tri-substituído C_2=!C_3)) são acessíveis por E2 porque existem hidrogênios \beta e conformações anti-periplanares.
  • A regra de Zaitsev e a grande estabilidade de um alceno tri-substituído favorecem fortemente a formação do alceno C_2=!C_3) como produto majoritário, apesar da estabilização por conjugação do benzeno no outro produto. Portanto o produto principal é o alceno interno tri-substituído.
  • A estereoquímica: para o produto majoritário ( C_2=!C_3)) não existe isomeria E/Z porque C_3) fica ligado a dois grupos metil idênticos; logo há apenas um produto geométrico. O produto benzylic (minoritário) poderia existir como E (predominante entre seus possíveis E/Z).

Resposta

1-fenil-3-metilbut-2-eno (produto C_2=!C_3), alceno tri-substituído; sem isomeria E/Z).

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