Ao reagir o ( S )-1-bromo-1-fluoroetano reage com metóxido de sódio, ocorre uma reação S_{N} 2 em que o átomo de bromo é substituído por um grupo metóxido ( OMe ). O produto desta reação é o ( S )-1-fluoro-1-metoxietano. Como pode ser que o material de partida e o produto apresentem a mesma configuração S ? O processo S_{N} 2 não deve envolver uma mudança na configuração? Represente o material de partida e o produto da inversão em seguida, explique a anomalia.

Passo 1

O enunciado pede para mostrar que, apesar de ocorrer um mecanismo S_{N}2 (que sempre inverte o arranjo espacial no centro quiral), o reagente (S)-1-bromo-1-fluoroetano e o produto (S)-1-fluoro-1-metoxietano têm ambos configuração absoluta “ S”. Vamos usar as regras de prioridade do CIP antes e depois da reação e desenhar esquematicamente reagente e produto para ver como ocorre a “dupla inversão” de fato.

Passo 2

Determinar a ordem de prioridade CIP no reagente (S)-1-bromo-1-fluoroetano. Os quatro ligantes do carbono quiral são:
\; \displaystyle\mathrm{Br} (A.Z. 35) → prioridade 1
\; \displaystyle\mathrm{F} (A.Z. 9) → prioridade 2
\; \mathrm{CH_{3}} (C na ponta, A.Z. 6) → prioridade 3
\; \mathrm{H} (A.Z. 1) → prioridade 4
Como é dado que esse composto é (S), no desenho tridimensional o caminho 1→2→3 deve ser no sentido anti­horário quando o grupo de menor prioridade (H) fica para trás.

Passo 3

Desenho esquemático do reagente (Ver plano de projeção de Cram):
H
\
C—CH₃
/ \
Br F
Aqui imaginamos H apontando para trás (traço), Br e F no plano do papel, e CH₃ saindo para frente (wedge). O percurso 1(Br)→2(F)→3(CH₃) é anti­horário com H para trás, confirmando “ S”.

Passo 4

Mecanismo S_{N}2 faz ataque do metóxido por trás do C–Br, expulsando Br⁻ e invertendo o arranjo espacial. Após a inversão, trocamos apenas Br por OMe, mas mantemos a nova disposição espacial invertida:
      H  
       \  
        C—CH₃  
       / \  
    OMe   F  
Agora OMe ocupa a posição que era de Br antes (no plano), CH₃ continua saindo para frente e H para trás, e F permanece no plano.

Passo 5

Determinar a ordem de prioridade CIP no produto (?)-1-fluoro-1-metoxietano. Os ligantes são agora:
\; \mathrm{F} (A.Z. 9) → prioridade 1
\; \mathrm{OMe} (O principal, A.Z. 8) → prioridade 2
\; \mathrm{CH_{3}} (C, A.Z. 6) → prioridade 3
\; \mathrm{H} (A.Z. 1) → prioridade 4
No desenho do passo 4, o caminho 1(F)→2(OMe)→3(CH₃) também é anti­horário quando H está para trás. Portanto a configuração absoluta do produto continua “ S”.

Passo 6

Explicação da anomalia:
  1. Ocorreu de fato inversão espacial (“inversão de Walden”) do quiral C pelo mecanismo S_{N}2.
  2. Mas o substituinte expulso (Br, alta prioridade) foi trocado pelo OMe (menor prioridade que F mas maior que CH₃), alterando a ordenação CIP.
  3. Assim, além da inversão real, houve uma “segunda inversão” do sentido do percurso 1→2→3 causado pela mudança nas prioridades, de modo que o descriptor absoluto acaba coincidindo novamente em “ S”.

Resposta

Reagente e produto têm a mesma etiqueta “ S” porque, embora ocorra inversão espacial pela S_{N}2, a troca de Br (prioridade 1) por OMe (prioridade 2) muda a ordenação CIP e restaura o sentido anti­horário 1→2→3, mantendo a configuração “ S”.

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