Quais dos seguintes haletos de alquila formam produto de substituição SN1 e que são diferentes do produto de substituição formado numa reação SN2?
a.
Br

Passo 1

O enunciado pede que eu verifique se o haleto de alquila dado forma um produto de substituição por via SN1 que seja diferente do produto formado por via SN2. A única informação fornecida é o SMILES:
\text{CC\text{(C)}C\text{(C)}C\text{(C)}Br}.
Vou listar claramente o que é pedido:
  • Determinar se esse substrato pode reagir por SN1.
  • Ver se o produto de SN1 é diferente (no sentido constitucional, não apenas estereoquímico) do produto que viria de uma SN2.

Passo 2

Primeiro vou traduzir o SMILES para uma fórmula estrutural simples. Do SMILES \text{CC\text{(C)}C\text{(C)}C\text{(C)}Br} obtemos a cadeia:
\text{CH}_3\text{-CH(CH}_3\text{)-CH(CH}_3\text{)-C(CH}_3\text{)Br}
ou, de forma compacta,
\text{CH}_3-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{C}(\text{CH}_3)\text{Br}.
Estou usando diretamente o SMILES para montar essa conectividade.

Passo 3

Identificar o carbono que contém o bromo e o seu tipo:
  • O carbono com o bromo (vamos chamá-lo de C_{\text{Br}}) está ligado a três grupos carbonados: ao carbono anterior da cadeia, a um grupo metil (ramificação) e ao próprio substituinte \text{Br}; além disso tem um hidrogênio. Isso faz de C_{\text{Br}} um carbono terciário (ligado a três carbonos).
  • Lembrete curto sobre nomenclatura de carbonos: “primário” = ligado a 1 carbono, “secundário” = ligado a 2 carbonos, “terciário” = ligado a 3 carbonos.

Passo 4

Breve aula sobre os mecanismos (didática e sem pular etapas):
  • SN1 (substituição nucleofílica unimolecular): primeiro ocorre ionização da ligação C\!-\!X para formar um carbocátion e X^-. Depois o nucleófilo ataca o carbocátion. Características importantes:
    • Formação de carbocátion como intermediário.
    • Possibilidade de rearranjos (mudanças de posição do centro positivo) por migração de hidreto ou metila, se isso levar a um carbocátion mais estável.
    • Resultado estereoquímico: geralmente racemização total ou parcial quando o centro é quiral.
  • SN2 (substituição nucleofílica bimolecular): ataque concertado do nucleófilo do lado oposto ao grupo que sai (backside), e saída simultânea de X^-. Características importantes:
    • Não há carbocátion intermediário livre, portanto NÃO ocorrem rearranjos.
    • Resultado estereoquímico: inversão absoluta da configuração no centro estereogênico (se houver).
  • Para saber se um rearranjo ocorrerá em SN1, perguntar: “o carbocátion inicialmente formado pode se transformar, por uma migração de H ou CH3, em um carbocátion mais estável (por ex. de secundário para terciário)?” Se sim, rearranjo provável e o produto constitucional de SN1 pode ser diferente do que se obtém por SN2.

Passo 5

Aplicando isso ao nosso substrato:
  • Quando \text{Br}^- sai, o intermediário é um carbocátion no mesmo carbono onde estava o bromo, e esse carbocátion é terciário (já que C_{\text{Br}} estava ligado a três carbonos).
  • Um carbocátion terciário é mais estável que um secundário ou primário. Portanto, nenhum deslocamento de hidreto ou metila que leve a um carbocátion mais estável é favorável — qualquer migração para deslocar a carga para o carbono vizinho daria origem a um carbocátion menos estável (por exemplo secundário), o que não é termodinamicamente favorecido.
  • Conclusão sobre rearranjos: não se espera rearranjo significativo nesse caso porque o carbocátion inicial já é terciário e relativamente estável.
  • Consequência para os produtos:
    • SN1 é favorecida pela natureza terciária do substrato (portanto esse haleto tende a reagir por SN1 em condições apropriadas).
    • O produto constitucional (ou seja, qual átomo de carbono fica ligado ao nucleófilo) será o mesmo tanto em SN1 quanto em SN2: a substituição ocorre no mesmo carbono onde estava o bromo.
    • A única diferença entre os produtos será estereoquímica: SN1 tende a dar racemização (mistura racêmica) se o centro for quiral; SN2 daria inversão absoluta. Mas isso não é uma diferença de estrutura (constituição), apenas de configuração.

Passo 6

Resumo prático e dica para a prova:
  • Regra rápida para identificar quando SN1 dá produto diferente de SN2 (no sentido constitucional): buscar substratos onde o carbocátion inicial possa se rearranjar para um carbocátion mais estável (por exemplo, um haleto secundário adjacente a um carbono terciário → provável rearranjo). Se o carbocátion já for o mais estável possível localmente (terciário, e sem forma alternativa mais estável), então não haverá rearranjo e os produtos constitucionais de SN1 e SN2 coincidem.
  • No caso dado, o carbono com Br é terciário e não há vantagem em rearranjar, logo o produto constitucional é o mesmo.

Resposta

Não — o brometo é terciário; ele tende a reagir por SN1, mas não sofre rearranjo que mude a constituição do produto. O produto SN1 e o produto SN2 são constitucionalmente iguais (apenas diferem em estereoquímica: SN1 racemiza, SN2 inverte).

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