1. Quals alquenos podem ser tormados pelo tratamento dos haletos de alquila a seguir com etoxido de sódio em etanol? Indique o produto majoritário (principal) e o minoritário.
c. 3-bromopentano

Passo 1

O enunciado pede: “Quais alquenos podem ser formados pelo tratamento do haleto de alquila com etóxido de sódio em etanol? Indique o produto majoritário (principal) e o minoritário.” O substrato dado é 3-bromopentano. Informações relevantes que foram dadas:
  • Substrato: 3-bromopentano (haleto de alquila secundário, haleto brometo no carbono 3 da cadeia de cinco carbonos).
  • Reagente/condição: etóxido de sódio em etanol ( \mathrm{NaOEt} em \mathrm{EtOH}) — fonte de um ânion etóxido forte, que atua como base (e também nucleófilo).
    O que é pedido:
  • Listar os alquenos que podem ser formados a partir desse substrato nas condições dadas.
  • Indicar qual é o produto majoritário e qual é o minoritário.

Passo 2

Conceitos e ideias que vamos usar (mini-aula):
  • Mecanismo principal esperado: eliminação do tipo E2 quando se usa uma base forte como o etóxido ( \mathrm{EtO^-}). No E2, a base abstrai um \beta-hidrogênio ao mesmo tempo em que o grupo de saída ( \mathrm{Br^-}) sai — é um processo concertado (uma etapa).
  • Requisito geométrico importante no E2 (para uma molécula acíclica): a hidrogenação removida e o grupo que sai devem estar em disposição anti-periplanar (embaixo/atrás e opostos ao mesmo tempo) para favorecer a sobreposição das orbitais no estado de transição. Isso influencia qual estereoisômero (E ou Z) é formado.
  • Regra de Zaitsev (tendência): a eliminação tende a formar o alqueno mais substituído (mais estável) como maioritário, quando o solvente e a base não são extremamente volumosos. Etóxido é uma base relativamente pequena, então espera-se que o produto de Zaitsev seja preferido.
  • Estereoisomeria de alcenos: um alceno interno pode ter isômeros geométricos cis/trans ou Z/E. Para alcenos dessimétricos, E (trans) costuma ser mais estável que Z (cis), portanto frequentemente é o majoritário entre os isômeros do mesmo alceno.

Passo 3

Aplicando ao substrato 3-bromopentano: identificar os hidrogênios \beta que a base pode abstrair.
  • O bromo está no carbono 3. Os carbonos adjacentes (carbonos \beta) são o carbono 2 e o carbono 4.
  • Se a base abstrair um \beta-hidrogênio do carbono 2, forma-se uma dupla ligação entre os carbonos 2 e 3 — ou seja, obtém-se o alceno pent-2-eno.
  • Se a base abstrair um \beta-hidrogênio do carbono 4, forma-se uma dupla ligação entre os carbonos 3 e 4 — que, pela numeração IUPAC (numera-se a cadeia de forma a dar o menor número ao primeiro átomo da dupla), é o mesmo alceno pent-2-eno. Portanto a posição da dupla é a mesma em ambos os casos: o produto posicional é o mesmo.
    Conclusão: não há dois alcenos posicionalmente distintos — ambos os caminhos dão o mesmo alceno interno (o alceno entre C2 e C3), o que significa que a única diferença possível entre produtos isoméricos será a estereoisomeria E/Z (trans/cis).

Passo 4

Determinar os isômeros geométricos possíveis e suas probabilidades relativas:
  • O alceno formado é o pent-2-eno (em nomenclatura IUPAC: pent-2-eno). Ele pode existir como:
    • (E)-pent-2-eno (trans-2-penteno) — os grupos mais volumosos de cada carbono da dupla ficam opostos.
    • (Z)-pent-2-eno (cis-2-penteno) — os grupos mais volumosos ficam do mesmo lado.
  • Qual será majoritário? Dois argumentos:
    1. Estabilidade termodinâmica: (E) (trans) é geralmente mais estável que (Z) (cis) devido a menor repulsão estérica entre substituintes. Assim, (E) tende a ser formado em maior proporção.
    2. Geometria do estado de transição no E2: a exigência anti-periplanar favorece arranjos em que a eliminação leva ao alceno trans quando possível, porque é mais fácil alinhar anti-periplanar os hidrogênios que geram o isômero trans. Portanto, cineticamente também é comum formar preferencialmente o isômero trans.
  • Logo, entre os produtos possíveis temos apenas os dois isômeros do mesmo alceno, com o (E)-pent-2-eno como majoritário e o (Z)-pent-2-eno como minoritário.

Passo 5

Breve comentário sobre competição com substituição (não pedido, mas útil para prova):
  • Como 3-bromopentano é secundário, e a base \mathrm{EtO^-} também é nucleófilo, pode haver competição E2 vs SN2. Em \mathrm{NaOEt}/\mathrm{EtOH} normalmente a eliminação (E2) é importante, especialmente se a reação estiver a temperatura elevada; com etóxido relativamente pequeno, alguma substituição por etoxila ( \mathrm{3-ethoxypentane}) pode ocorrer, porém para questões que perguntam “quais alquenos são formados”, assume-se que o caminho E2 é relevante e os produtos de eliminação são os listados acima.

Passo 6

Resumo prático para a hora da prova (como justificar rápido):
  • Identifique os hidrogênios \beta (adjacentes ao carbono com o haleto).
  • Liste as duplas possíveis; se ambas as eliminações dão a mesma posição de dupla, passe a olhar a estereoquímica.
  • Aplique Zaitsev: produto mais substituído (interno) preferido.
  • Entre isômeros E/Z, escolha E (trans) como principal por maior estabilidade e facilidade de formação via anti-periplanar no E2.

Resposta

(E)-pent-2-eno (trans-2-penteno) — produto majoritário
(Z)-pent-2-eno (cis-2-penteno) — produto minoritário

Exercícios relacionados