A reação do 2,2-dimetil-1-propanol com o HBr é muito lenta e resulta em 2-bromo-2-metilbutano como o produto principal. Dê uma explicação mecanística para essa observação.
Passo 1
Estamos tratando do álcool neopentílico
reagindo com
. O produto principal é o brometo rearranjado
(2-bromo-2-metilbutano), e a reação é muito lenta. O conteúdo envolvido é comparação entre os caminhos SN2 e SN1 e a estabilidade de carbocátions, incluindo rearranjos de 1,2-migração.
Passo 2
Em princípio poderíamos pensar num ataque SN2 direto de
no carbono primário ligado ao grupo
. Mas esse carbono é neopentílico, isto é, cercado por três grupos metila volumosos. Isso bloqueia totalmente o ataque do nucleófilo por trás, tornando o SN2 praticamente impossível e ultralento.
Passo 3
Partindo para o SN1, primeiro o
é protonado pelo
, virando
, um ótimo grupo de saída. Quando essa água sai, em tese formaríamos o cátion neopentílico primário
,
que é altamente instável. Por isso esse passo de ionização é muito lento. Contudo, uma vez que esse cátion raro aparece, logo ocorre uma rearranjo de 1,2-migração de um dos grupos metila vizinhos ao centro carregado, gerando um carbocátion terciário bem estabilizado:
.
que é altamente instável. Por isso esse passo de ionização é muito lento. Contudo, uma vez que esse cátion raro aparece, logo ocorre uma rearranjo de 1,2-migração de um dos grupos metila vizinhos ao centro carregado, gerando um carbocátion terciário bem estabilizado:
Passo 4
Esse cátion terciário
é estável o suficiente para ser rapidamente atacado pelo
, dando o brometo terciário rearranjado
.
Resposta
A reação é lenta porque o caminho SN2 no carbono neopentílico é muito bloqueado, e o caminho SN1 inicial forma um cátion primário instável. Quando esse cátion minúsculo aparece, ele sofre imediata 1,2-migração de metila para gerar um cátion terciário estável, que então é atacado por
, produzindo o 2-bromo-2-metilbutano como principal produto.