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.
(b) 2-Metil-1-butanol ou 2-butanol
(b) 2-Metil-1-butanol ou 2-butanol
Passo 1
O enunciado nos dá dois álcoois, o 2-metil-1-butanol e o 2-butanol, e pede para comparar qual deles é transformado mais rapidamente em brometo de alquila quando tratado com
. O conteúdo aqui é o mecanismo ácido de substituição nucleofílica de álcoois (via SN1 para alcólos secundários/terciários ou SN2 para primários) e como a estabilidade do carbocátion (ou a facilidade de ataque SN2) afeta a velocidade.
Passo 2
Em meio fortemente ácido há primeiro protonação do grupo hidroxila, tornando-o água que é um excelente grupo de saída:
Em seguida ocorre a etapa lenta (taxa-determinante): saída de
e formação de um carbocátion
(mecanismo SN1) ou ataque direto de
ao centro protonado (mecanismo SN2, em álcoois primários).
Passo 3
Para o 2-butanol o carbono ligado ao
é secundário. Após protonação, a saída de
gera um carbocátion secundário, de estabilidade intermediária, mas muito mais estável que um carbocátion primário. Assim, a etapa lenta ocorre relativamente rápido por SN1.
Passo 4
No 2-metil-1-butanol o carbonóxido de saída daria, inicialmente, um carbocátion primário, que é pouco estável. Essa formação é lenta; embora possa ocorrer SN2 (ataque de
em
), a reação global é mais lenta que o SN1 do carbocátion secundário do 2-butanol. Qualquer rearranjo para melhorar a estabilidade só retardaria ainda mais o processo.
Passo 5
Como a etapa de formação do carbocátion (ou o ataque SN2) é muito mais rápida para o 2-butanol (secundário) do que para o 2-metil-1-butanol (primário), a conversão em brometo de alquila é mais rápida no caso do 2-butanol.
Resposta
O 2-butanol reage mais rapidamente com
do que o 2-metil-1-butanol.