Que produto você espera obter da eliminação de Hofmann das seguintes aminas? Se mais de um produto for formado, indique o majoritário:
Passo 1
Enunciado dado: prever o produto da eliminação de Hofmann da amina representada por
(SMILES:
O que é pedido: indicar qual(is) alceno(s) aparecem após a eliminação de Hofmann e, se houver mais de um, dizer qual é o majoritário.
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado: a função presente é uma amina primária ligada ao carbono 4 de uma cadeia linear de 8 carbonos (ou seja, amina no carbono central). Não há outras informações (ex.: substituintes assimétricos adicionais).
CCCC(N)CCC).O que é pedido: indicar qual(is) alceno(s) aparecem após a eliminação de Hofmann e, se houver mais de um, dizer qual é o majoritário.
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado: a função presente é uma amina primária ligada ao carbono 4 de uma cadeia linear de 8 carbonos (ou seja, amina no carbono central). Não há outras informações (ex.: substituintes assimétricos adicionais).
Passo 2
O que significa “eliminação de Hofmann” (passo-a-passo conceitual, explicado de forma didática).
- Primeiro, a amina é transformada (exaurida) em sal de amônio quaternário: isso faz-se normalmente com excesso de um agente metilante como iodometano (
) repetido até que o N leve três grupos metila, formando (quaternização). - Em seguida, trata-se o sal quaternário com
e aquecimento (ou /calor) para trocar o ânion por e promover uma eliminação do tipo E2, onde o grupo amônio quaternário sai como uma boa base/neutra e forma o alceno. - A característica da “eliminação de Hofmann” é que, devido ao grande grupo de saída nas proximidades do nitrogênio quaternário, a eliminação tende a dar preferência ao alceno menos substituído (contrário da regra de Zaitsev). Em termos práticos: procura-se o hidrogênio β mais acessível (menos impedido) para ser removido.
Passo 3
Aplicando isso à nossa molécula: escrevendo de forma explícita a vizinhança do carbono que contém o grupo amina:
.
O carbono com a amina é o carbono 4 (contando a partir de uma extremidade). Os carbonos β que podem perder um hidrogênio para formar dupla com o carbono 4 são o carbono 3 (à esquerda) e o carbono 5 (à direita). Portanto há duas possibilidades de eliminação (apenas estas duas): formar dupla entre C3–C4 ou entre C4–C5.
O carbono com a amina é o carbono 4 (contando a partir de uma extremidade). Os carbonos β que podem perder um hidrogênio para formar dupla com o carbono 4 são o carbono 3 (à esquerda) e o carbono 5 (à direita). Portanto há duas possibilidades de eliminação (apenas estas duas): formar dupla entre C3–C4 ou entre C4–C5.
Passo 4
Desenho (descrição) dos dois alcenos possíveis gerados por eliminação β:
- se a eliminação ocorrer com retirada de H em C3 → produto:
. Nome comum/ IUPAC: 3‑octeno. - se a eliminação ocorrer com retirada de H em C5 → produto:
. Nome: 4‑octeno.
Observação importante: ambos são alcenos internos (não são 1- ou 2‑octenos). Cada um desses alcenos também existe como isômeros geométricos
e
(porque ambos têm substituição que permite isomeria cis/trans). Em condições de eliminação, normalmente o isômero
(mais estável) predomina entre os estereoisômeros de cada dupla.
Passo 5
Comparação da “substituição” dos dois alcenos (para aplicar a ideia de Hofmann vs Zaitsev).
Contagem rápida do número de substituintes de cada carbono da dupla: em ambos os casos cada carbono da dupla tem exatamente um grupo alquila além da outra carbonila da dupla — isto é, ambos são alcenos dissubstituídos. Em termos simples: 3‑octeno e 4‑octeno têm grau de substituição igual (ambos dissubstituídos), logo a preferência de Hofmann por “o menos substituído” não resolve aqui — não há um produto claramente menos substituído que o outro.
Contagem rápida do número de substituintes de cada carbono da dupla: em ambos os casos cada carbono da dupla tem exatamente um grupo alquila além da outra carbonila da dupla — isto é, ambos são alcenos dissubstituídos. Em termos simples: 3‑octeno e 4‑octeno têm grau de substituição igual (ambos dissubstituídos), logo a preferência de Hofmann por “o menos substituído” não resolve aqui — não há um produto claramente menos substituído que o outro.
Passo 6
Consideração sobre estereoquímica e estereoeletricidade do processo e sobre quantidades relativas.
- Como as duas vias (β‑H em C3 ou β‑H em C5) são simetricamente equivalentes em número e ambiente (a cadeia tem três carbonos para cada lado do C4), não existe uma grande diferença estérica entre retirar H de C3 ou de C5. Logo, espera‑se formação de ambos os alcenos.
- Em muitas eliminações quaternárias de amônio onde as duas possibilidades têm substituição igual, os produtos saem em proporções próximas (mistura); portanto aqui o resultado esperado é uma mistura de 3‑octeno e 4‑octeno em quantidades comparáveis.
- Para cada alceno individual, o isômero
será termodinamicamente favorecido (portanto predominante entre os isômeros geométricos).
Passo 7
Resumo prático para fazer na prova (receita de bolso):
- converta mentalmente a amina primária a
(ex.: metilação exaustiva); - identifique os carbonos β (os adjacentes ao carbono que tinha o N); aqui são C3 e C5;
- escreva os alcenos correspondentes: dupla C3–C4 → 3‑octeno; dupla C4–C5 → 4‑octeno;
- compare substituições: se desigual, escolha o menos substituído por Hofmann; se iguais (como aqui), espere mistura; em todas as rotações espere mais do isômero
.
Resposta
Produtos esperados:
(3‑octeno) e
(4‑octeno).
Majoritário: não há forte preferência regioisomérica — formam‑se em proporções semelhantes; para cada alceno, o isômero será predominante.
Majoritário: não há forte preferência regioisomérica — formam‑se em proporções semelhantes; para cada alceno, o isômero