Selecione, em cada um dos seguintes pares, o composto que será convertido no brometo de alquila correspondente, mais rapidamente, ao ser tratado com brometo de hidrogênio. Explique os motivos da sua escolha.
(e) 1-Metilciclopentanol ou ciclo-hexanol
(e) 1-Metilciclopentanol ou ciclo-hexanol
Passo 1
O enunciado pede para comparar a velocidade de reação com HBr de dois álcoois e escolher qual dá mais rapidamente o brometo de alquila. O conteúdo é reação de álcool com haleto de hidrogênio, que segue em geral mecanismo
. Para resolver vamos (1) classificar cada álcool quanto ao tipo de carbono ligado ao –OH e (2) comparar a estabilidade dos carbocátions formados, pois essa etapa é a determinante da velocidade.
Passo 2
Classificação dos álcoois:
– 1-Metilciclopentanol: o carbono com –OH liga-se a dois carbonos do anel e a um grupo metila, além do oxigênio, logo é um álcool terciário ( ).
– Ciclo-hexanol: o carbono com –OH liga-se a dois carbonos do anel e a um hidrogênio, logo é um álcool secundário ( ).
– 1-Metilciclopentanol: o carbono com –OH liga-se a dois carbonos do anel e a um grupo metila, além do oxigênio, logo é um álcool terciário (
– Ciclo-hexanol: o carbono com –OH liga-se a dois carbonos do anel e a um hidrogênio, logo é um álcool secundário (
Passo 3
Mecanismo geral da reação com HBr via
:
1. Protonação do –OH pelo HBr gerando –OH .
2. Saída de água formando carbocátion (etapa lenta, determinante da velocidade).
3. Ataque do brometo ao carbocátion, dando o brometo de alquila.
1. Protonação do –OH pelo HBr gerando –OH
2. Saída de água formando carbocátion (etapa lenta, determinante da velocidade).
3. Ataque do brometo
Passo 4
Comparação da estabilidade dos carbocátions:
– Carbocátion terciário é mais estável que secundário devido a efeitos indutivos e de hiperconjugação.
– O carbocátion formado a partir de 1-metilciclopentanol (terciário) é portanto mais estável que o carbocátion ciclo-hexil (secundário).
– Carbocátion terciário é mais estável que secundário devido a efeitos indutivos e de hiperconjugação.
– O carbocátion formado a partir de 1-metilciclopentanol (terciário) é portanto mais estável que o carbocátion ciclo-hexil (secundário).
Passo 5
Como na via
a etapa lenta depende da estabilidade do carbocátion, o álcool que gera o carbocátion mais estável reage mais rápido.
Resposta
1-Metilciclopentanol, pois gera um carbocátion terciário (
) mais estável e, portanto, sofre reação com HBr mais rapidamente que o ciclo-hexanol secundário (
).