Questão 4 ( \mathbf{2 , 0} pontos). Apresente os produtos obtidos a seguir da reação do 2 -hexino em cada caso. Mostre como você prepararia no menor número de etapas possível cada um dos compostos listados a seguir. Em cada caso descreva todas as condições reacionais e reagentes usados.
H2, catalisador de Lindlar

Passo 1

O enunciado dá o alcino de partida 2-hexino e pede que eu apresente o produto obtido quando ele é tratado com \mathrm{H_2} em presença do catalisador de Lindlar.
Informações relevantes dadas:
  • reagente: \mathrm{H_2}
  • catalisador: catalisador de Lindlar (catalisador envenenado para hidrogenação parcial)
    O que é pedido: identificar o(s) produto(s) formados e descrever como preparar esse(s) composto(s) no menor número de etapas possível, incluindo todas as condições reacionais e reagentes usados.

Passo 2

Breve explicação didática do que faz o catalisador de Lindlar (sem pular etapas).
  • A hidrogenação de alcinos com \mathrm{H_2} e um catalisador de metal não envenenado (por exemplo \mathrm{Pd/C}) normalmente reduz o alcino até alcano (adição de duas mols de \mathrm{H_2}).
  • O catalisador de Lindlar é um catalisador de paládio “envenenado” (por exemplo \mathrm{Pd} apoiado em \mathrm{CaCO_3} tratado com acetato de chumbo, Pb(OAc) _2, e frequentemente com quinolina). Esse “veneno” diminui a atividade do paládio e evita que a hidrogenação vá até o alcano, parando preferencialmente no alceno.
  • Mecanisticamente, a hidrogenação heterogênea envolve adsorção do alcino na superfície do metal e adsorção de hidrogênios atômicos; a adição de \mathrm{H} ocorre do mesmo lado da dupla/tripla ligação (adição síncrona ao mesmo face, chamada adição “syn”).
  • Como a adição é syn ao tripleto, a hidrogenação parcial de um alcino interno com Lindlar produz preferencialmente o alceno cis (configuração Z).
    Exemplo simples para fixar: ao hidrogenar 2-butino com Lindlar obtém-se cis- 2-buteno, não o trans.

Passo 3

Escrevendo a estrutura do ponto de partida e vendo o que muda.
  • Estrutura do 2-hexino (coloquei a fórmula linear para visualizar): \mathrm{CH_3-CH_2-C\equiv C-CH_2-CH_3}.
  • Para transformar \mathrm{C\equiv C} em \mathrm{C=C} precisamos adicionar uma molécula de \mathrm{H_2} (porque cada átomo de hidrogênio vai para um carbono do triplo, reduzindo-o a duplo). Em termos de átomos: o triplo carbono–carbono tem 4 ligações entre C; ao adicionar 2 H (um em cada C) passa a ter dupla ligação.
  • Pelo mecanismo explicado no Passo 2, a adição é syn — portanto os dois hidrogênios introduzidos ficam no mesmo lado da antiga ligação tripla, gerando o alceno cis (configuração Z) quando os substituintes de maior prioridade ficam do mesmo lado. No caso do 2-hexino, os grupos relevantes nas posições 2 e 3 são \mathrm{CH_2CH_3} e \mathrm{CH_2CH_3} (na verdade simétrico aqui), então o produto é o alceno interno cis.

Passo 4

Descrição passo a passo da preparação (menor número de etapas possível) e condições práticas recomendadas.
  • Etapa única (menor número de etapas): reação direta de hidrogenação parcial.
    Reagentes/condições típicas e claras que se usam em prova/exame:
    • Solvente: \mathrm{EtOH} (etanol) ou \mathrm{CH_2Cl_2} (diclorometano) — escolha comum: \mathrm{EtOH}.
    • Hidrogênio: \mathrm{H_2} em balão ou 1 atm (pressão atmosférica é suficiente para a maioria dos exemplos acadêmicos). Especificar: \mathrm{H_2} (balão).
    • Catalisador: catalisador de Lindlar; formulação típica: \mathrm{Pd}/\mathrm{CaCO_3} envenenado com \mathrm{Pb(OAc)_2} e quinolina (muitas vezes escrito simplesmente “catalisador de Lindlar”).
    • Temperatura: 0^\circ\mathrm{C} a temperatura ambiente (por exemplo 0 25^\circ\mathrm{C}); temperatura baixa diminui chance de sobre-hidrogenação.
    • Tempo: monitorar por TLC ou por consumo de \mathrm{H_2}; quando o alceno estiver formado interromper a adição/retirar \mathrm{H_2} para evitar que o alceno seja convertido em alcano.
  • Observações práticas didáticas: use excesso catalítico pequeno; remover o catalisador por filtração após a reação; a razão de usar quinolina e Pb é “abafar” a atividade do Pd para parar em alceno cis.

Passo 5

Mecanismo resumido (didático, sem jargões) para entender por que o produto tem a geometria cis.
  • O alcino adsorve na superfície metálica do catalisador; dois átomos de hidrogênio também se adsorvem.
  • Os dois hidrogênios são transferidos aos carbonos do triplo pela mesma face da molécula (adição syn), então os substituintes previamente ligados aos carbonos do triplo acabam ficando do mesmo lado da dupla recém-formada.
  • Resultado: alceno com os dois grupos maiores no mesmo lado → configuração cis, que também se chama (Z) segundo as regras de prioridade (Cahn–Ingold–Prelog). No caso simétrico do 2-hexeno só convém dizer “cis- 2-hexeno” ou (Z)-2-hexeno.

Passo 6

Comparação rápida para fixar (quando usar outro método o produto muda — importante para prova).
  • Se, ao invés de Lindlar, você usasse redução dissolvida em metal alcalino (por exemplo \mathrm{Na} em \mathrm{NH_3 (l)}), você obteria o alceno trans ( (E)-2-hexeno).
  • Se usasse \mathrm{H_2} com \mathrm{Pd/C} não envenenado e condições completas, obteria o alcano hexano ( \mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3}).
    Isso ajuda a lembrar: Lindlar → cis (Z), Na/NH _3 → trans (E), Pd non-poisoned → alcano.

Passo 7

Escrevendo de modo claro o produto estrutural e o reagente usado na preparação (resumo final da síntese em uma etapa).
  • Síntese curta: \mathrm{CH_3-CH_2-C\equiv C-CH_2-CH_3} \xrightarrow{\mathrm{H_2},\\ \text{cat. Lindlar},\\ \text{EtOH},\\\ 0^\circ\mathrm{C}\text{–}25^\circ\mathrm{C}} \mathrm{CH_3-CH_2-CH=CH-CH_2-CH_3} (configuração cis / (Z)).
  • Reagentes/condições escritas explicitamente: \mathrm{H_2} (balão, 1 atm), catalisador de Lindlar (por exemplo \mathrm{Pd/CaCO_3} envenenado com \mathrm{Pb(OAc)_2} e quinolina), solvente \mathrm{EtOH}, temperatura 0 25^\circ\mathrm{C}, monitorar e filtrar o catalisador ao final.

Resposta

(Z)-2-hexeno (cis-2-hexeno)

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