Química Orgânica 1 · Eliminação e caminhos competitivos
2-Cloro-2,3-dimetilbutano em etanol quente: SN1 e E1
Condições: EtOH, Δ
Desenhe este problema você mesmo
Arraste dos elétrons que se movem até onde eles vão, ou toque em um e depois no outro. Cada seta é verificada; Dica ajuda quando você travar. Não precisa de conta.
O mecanismo, passo a passo
Próximo mostra as setas curvas de cada passo e as explica. Os passos escritos estão abaixo.
Ler todos os 6 passos escritos
Ionização do cloreto terciário
Em etanol quente, sem base forte presente, a ligação C–Cl terciária se ioniza ao cátion 2,3-dimetilbutan-2-ila. Essa etapa unimolecular é lenta e determina a velocidade tanto do caminho SN1 quanto do E1.
As setas curvas
- O par da ligação C–Cl sai com o cloro, gerando cloreto e um carbocátion terciário plano.
E1: perda do hidrogênio β terciário
O etanol remove o único hidrogênio do carbono CH vizinho. O calor favorece essa eliminação, e a perda desse hidrogênio gera o alceno tetrassubstituído 2,3-dimetilbut-2-eno, o produto de Zaitsev.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio do etanol captura o hidrogênio β do CH do isopropila.
- Os elétrons da ligação C–H se tornam a ligação π entre os dois carbonos centrais.
Um segundo cloreto ioniza
Uma segunda molécula de 2-cloro-2,3-dimetilbutano gera o mesmo cátion terciário. Um deslocamento de hidreto a partir do CH vizinho só daria um cátion terciário idêntico, então nenhum rearranjo é desenhado.
As setas curvas
- A heterólise dessa ligação C–Cl coloca os dois elétrons no cloro.
SN1: o etanol se adiciona ao cátion
Um oxigênio do etanol doa um par isolado ao carbono catiônico, formando uma ligação C–O e um íon oxônio. O cátion é plano, mas o carbono não é um estereocentro, então qualquer face gera o mesmo éter.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio do solvente se liga ao orbital vazio do carbono terciário.
O etanol desprotona o íon oxônio
Outra molécula de etanol captura o próton O–H do íon oxônio. Resulta o éter neutro 2-etoxi-2,3-dimetilbutano.
As setas curvas
- Um par isolado do etanol remove o próton do oxigênio carregado positivamente.
- O par ligante O–H volta para o oxigênio como par isolado.
2,3-Dimetilbut-2-eno e 2-etoxi-2,3-dimetilbutano
Um mesmo cátion terciário gera os dois produtos, e o HCl fica como etanol protonado e cloreto. O aquecimento aumenta a fração de 2,3-dimetilbut-2-eno porque a eliminação libera uma molécula a mais e é favorecida entropicamente.
O que você vai praticar
Desenhe duas moléculas de 2-cloro-2,3-dimetilbutano ionizando em etanol quente: um cátion terciário perde seu próton β terciário (E1, 2,3-dimetilbut-2-eno) e o outro é capturado pelo etanol (SN1, 2-etoxi-2,3-dimetilbutano).
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