Dê os produtos das seguintes reações de substituição. Indique se elas resultam do processo S_{N} 1 ou \mathrm{S}_{\mathrm{N}} 2. Forneça o mecanismo detalhado para cada caso.
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{OSO}_{2} \mathrm{CF}_{3} \xrightarrow{\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{OH}}\\

Passo 1

O enunciado pede para obter os produtos de duas reações de substituição nucleofílica, identificando em cada caso se o mecanismo é via \mathrm{S_N1} ou \mathrm{S_N2} e mostrando o mecanismo detalhado. Na primeira reação temos um alcóxi-triflato primário reagindo com etanol; na segunda, um brometo terciário de ciclo-pentano reagindo com metanotiol.

Passo 2

Reação 1: \mathrm{CH_3CH_2OSO_2CF_3} (triflate de etila) + \mathrm{CH_3CH_2OH} → mecanismo \mathrm{S_N2} concertado
  1. O oxigênio do etanol usa seu par de elétrons livres para atacar o carbono ligado ao grupo trifla­to por trás (backside attack).
  2. Simultaneamente, o grupo \mathrm{OSO_2CF_3} sai como ânion \mathrm{CF_3SO_3^-}.
  3. Forma-se diretamente o éter simétrico \mathrm{CH_3CH_2OCH_2CH_3} e o ácido trifluorometanossulfônico \mathrm{HOTf}.

Passo 3

Reação 2 – etapa 1 (ionização): \mathrm{Br^-} sai do carbono terciário em \mathrm{1\text{-}bromo\text{-}1\text{-}methylcyclopentane}, gerando um carbocátion terciário estabilizado pelo anel.

Passo 4

Reação 2 – etapa 2 (ataque nucleofílico):
O átomo de enxofre de \mathrm{CH_3SH} ataca o carbocátion, formando o íon sulfônio protonado \mathrm{(cyclopentyl)\mbox{-}(CH_3)S^+H}.

Passo 5

Reação 2 – etapa 3 (desprotonação):
Uma base (outro \mathrm{CH_3SH} ou o próprio \mathrm{Br^-}) remove o próton do enxofre, dando o tioéter neutro \mathrm{1\text{-}(methylthio)\text{-}1\text{-}methylcyclopentane}.

Resposta

Reação 1: produto \mathrm{CH_3CH_2OCH_2CH_3}, via mecanismo concertado \mathrm{S_N2}.
Reação 2: produto \mathrm{1\text{-}(methylthio)\text{-}1\text{-}methylcyclopentane}, via mecanismo em três etapas \mathrm{S_N1}.

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