- 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
-bromopentano. Informações relevantes que foram dadas:
- Substrato:
-bromopentano (haleto de alquila secundário, haleto brometo no carbono da cadeia de cinco carbonos). - Reagente/condição: etóxido de sódio em etanol (
em ) — 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 (
). No E2, a base abstrai um -hidrogênio ao mesmo tempo em que o grupo de saída ( ) 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
. Para alcenos dessimétricos, (trans) costuma ser mais estável que (cis), portanto frequentemente é o majoritário entre os isômeros do mesmo alceno.
Passo 3
Aplicando ao substrato
-bromopentano: identificar os hidrogênios
que a base pode abstrair.
- O bromo está no carbono
. Os carbonos adjacentes (carbonos ) são o carbono e o carbono . - Se a base abstrair um
-hidrogênio do carbono , forma-se uma dupla ligação entre os carbonos e — ou seja, obtém-se o alceno pent-2-eno. - Se a base abstrair um
-hidrogênio do carbono , forma-se uma dupla ligação entre os carbonos e — 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(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: -
-pent-2-eno (trans-2-penteno) — os grupos mais volumosos de cada carbono da dupla ficam opostos. -
-pent-2-eno (cis-2-penteno) — os grupos mais volumosos ficam do mesmo lado.
-
- Qual será majoritário? Dois argumentos:
- Estabilidade termodinâmica:
(trans) é geralmente mais estável que (cis) devido a menor repulsão estérica entre substituintes. Assim, tende a ser formado em maior proporção. - 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.
- Estabilidade termodinâmica:
- Logo, entre os produtos possíveis temos apenas os dois isômeros do mesmo alceno, com o
-pent-2-eno como majoritário e o -pent-2-eno como minoritário.
Passo 5
Breve comentário sobre competição com substituição (não pedido, mas útil para prova):
- Como
-bromopentano é secundário, e a base também é nucleófilo, pode haver competição E2 vs SN2. Em normalmente a eliminação (E2) é importante, especialmente se a reação estiver a temperatura elevada; com etóxido relativamente pequeno, alguma substituição por etoxila ( ) 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
(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
, escolha (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
(Z)-pent-2-eno (cis-2-penteno) — produto minoritário