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REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO DE HALETOS DE ALQUILA Prof. Dr. Joel Passo Universidade Federal do Amazonas – UFAM Instituto de Ciências Exatas (ICE) Departamento de Química Reações de eliminação de haletos de alquila Nova ligação dupla passoja-2014 2 Reações de eliminação de haletos de alquila Eliminação E2 passoja-2014 3 Brometo de terc-butila 2-metilpropeno V = k [haleto de alquila] [base] Regiosseletividade da reação E2 passoja-2014 6 Carbonos b 2-bromopropano Propeno (Mistura E/Z) Carbonos b passoja-2014 7 Regiosseletividade da reação E2 Mais estável Menos estável passoja-2014 8 Regiosseletividade da reação E2 Regra de Zaitsev O alqueno mais substituído é obtido quando o próton é removido do carbono que está ligado ao menor número de hidrogênios. Mistura E/Z passoja-2014 9 Regiosseletividade da reação E2 Reatividades relativas dos haletos de alquila na reação E2 Haleto de alquila 3° > haleto de alquila 2° > haleto de alquila 1° O produto majoritário é o alceno mais estável. Que geralmente, mas, nem sempre, é o alceno mais substituído. passoja-2014 10 Regiosseletividade da reação E2 4-cloro-5-metil-1-hexeno 5-metil-1,3-hexadieno 5-metil-1,4-hexadieno Dieno conjugado Dieno isolado Produto majoritário Produto minoritário 2-bromo-3-metil- 1-fenilbutano 3-metil-1-fenil-1-buteno 3-metil-1-fenil-2-buteno A dupla ligação conjugada como o anel benzênico A dupla ligação não está conjugada como o anel benzênico Produto majoritário Produto minoritário Se há dupla ligação ou anel benzênico no haleto de alquila, não use a regra de Zaitsev para prever o produto majoritário na reação de eliminação. passoja-2014 11 Regiosseletividade da reação E2 Em algumas eliminações, o alceno menos estável é o produto majoritário. 2-bromo-2-metilbutano Íon terc-butóxido 2-metil-2-buteno 2-metil-1-buteno 28% 72% passoja-2014 12 Regiosseletividade da reação E2 Exercícios propostos • Qual dos haletos de alquila abaixo é mais reativo na reação E2? Justifique. passoja-2014 13 passoja-2014 14 Regiosseletividade da reação E2 Na desidroalogenação E2 dos fluoretos de alquila o produto majoritário é o alceno menos substituído. passoja-2014 15 Regiosseletividade da reação E2 Mistura E/Z Estado de transição levando ao 1-penteno Estado de transição levando ao 2-penteno Mais estável Menos estável passoja-2014 16 Regiosseletividade da reação E2 Estabilidade relativa dos carbocátions Estabilidade relativa dos carbânions Mais estável Mais estável Menos estável Menos estável Resumindo: O produto majoritário da reação de eliminação E2 é formado pelo alceno mais estável com exceção de reagentes estericamente bloqueados ou com o grupo de saída pobre, nesse caso o produto majoritário será o menos estável. Exercícios propostos 1) Dê o produto majoritário via reação E2 de cada haleto de alquila com íon hidróxido passoja-2014 17 2) Qual dos haletos de alquila abaixo espera-se ser mais reativo na reação E2? (compare o par) passoja-2014 18 Exercícios propostos Reação de eliminação E1 passoja-2014 19 Brometo de terc-butila 2-metilpropeno V = k [haleto de alquila] passoja-2014 20 Reação de eliminação E1 Mecanismo da reação E1 passoja-2014 21 Reação de eliminação E1 Quando dois produtos da reação E1 podem ser formados o produto majoritário é geralmente o alceno mais substituído. 2-cloro-2-metilbutano 2-metil-2-buteno 2-metil-1-buteno Produto majoritário Produto minoritário passoja-2014 22 Reação de eliminação E1 passoja-2014 23 Reação de eliminação E1 Reatividade relativa dos haletos de alquila na reação E1 = Estabilidade relativa dos carbocátions Benzílico 3° ≈ alílico 3° > benzílico 2° ≈ alílico 2° ≈ 3° > benzílico 1° ≈ alílico 1° > 2° > 1° > vinyl > metila Mais estável Menos estável Reatividade dos haletos de alquila na reação E1 RI > RBr > RCl > RF Aumento da reatividade Note que um haleto de alquila terciário e uma base fraca foram escolhidos para ilustrar a reação E1 e um haleto de alquila terciário e uma base forte foram usados para ilustrar a reação E2. Tanto na E1 quanto na E2 haletos de alquila 3° são mais reativos que 2°,que são mais reativos que 1°. passoja-2014 24 Reação de eliminação E1 Rearranjo de carbocátion Exercícios propostos • 1) Três alcenos são formados por meio da reação E1 do 2,3-dimetilpentano. Dê as estruturas dos alcenos, e ordene conforme a quantidade do majoritário para o minoritário (ignore os estereoisômeros). • 2) Se o 2-fluorpentano sofrer a reação E1, o produto majoritário seria o predito pela regra de Zaitsev? Explique. passoja-2014 25 Competição entre as reações E1 e E2 passoja-2014 26 Sumário da reatividade dos haletos de alquila nas reações de eliminação Haleto de alquila 1° Somente E2 Haleto de alquila 2° E2 e E1 Haleto de alquila 3° E2 e E1 E2 é favorecido pelos mesmos fatores que SN2, ou seja, alta concentração de base e solvente aprótico. E1 é favorecido pelos mesmos fatores que SN1, ou seja, base fraca e solvente prótico. Exercício proposto • Para cada uma das reações: 1) indique se a eliminação ocorrerá via E2 ou E1; 2) dê o produto majoritário de eliminação, ignorando os estereoisômeros. passoja-2014 27 Estereoquímica das reações E2 e E1 passoja-2014 28 Estereoquímica da reação E2 Remoção de dois grupos em carbonos adjacentes; Reação é concertada; Os grupos eliminados precisam estar no mesmo plano para facilitar a sobreposição dos orbitais no alqueno. Substituintes estão sin-periplanar Substituintes estão anti-periplanar Confôrmero eclipsado Confôrmero alternado Eliminação anti Favorecida passoja-2014 29 Estereoquímica da reação E2 Estereoquímica da reação E2 Eliminação sin Eliminação anti Ataque frontal Ataque por trás passoja-2014 30 Estereoquímica da reação E2 A reação E2 é regiosseletiva Produto majoritário (mistura E/Z) Produto minoritário A reação E2 é estereosseletiva passoja-2014 31 Estereoquímica da reação E2 Quando dois hidrogênios estão ligados a um carbono b, o produto da reação E2 majoritário será o alceno com os substituintes mais volumosos de lados opostos a dupla ligação. passoja-2014 32 Estereoquímica da reação E2 passoja-2014 33 Quando somente um hidrogênio está ligado ao carbono b, o produto da reação E2 dependerá da estrutura do haleto de alquila. Estereoquímica da reação E2 (2S,3S)-2-bromo-3-fenilbutano (E)-2-fenil-2-buteno (2S,3R)-2-bromo-3-fenilbutano (Z)-2-fenil-2-buteno Exercício proposto • Determine o produto majoritário que possa ser obtido numa reação E2 para cada haleto de alquila abaixo (indique a configuração dos produto): passoja-2014 34 passoja-2014 35 Estereoquímica da reação E1 Exercício resolvido • Para cada haleto de alquila seguinte determine o produto majoritário formado quando sofrem reação E1. passoja-2014 36 Produto majoritário a) Estereoquímica das reações de substituição e eliminação passoja-2014 37 Mecanismo Produtos SN1 Ambos estereoisômeros R e S são formados (mais do estereoisômero com inversão de configuração). E1 Ambos estereoisômeros E e Z são formados (mais do estereoisômero com grupos volumosos de lados opostos dadupla ligação). SN2 Somente um estereoisômero com configuração invertida. E2 Ambos estereoisômeros E e Z são formados (mais do estereoisômero com grupos volumosos de lados oposto da dupla ligação) se o carbono b do reagente está ligado a um hidrogênio, neste caso somente um estereoisômero é formado, a configuração do produto depende da configuração do reagente. Competição entre substituição e eliminação passoja-2014 38 SN2/E2 SN1/E1 Haleto de alquila 1° Exclusivamente X Haleto de alquila 2° Favorecida pela alta concentração de bom nucleófilo/base forte e solvente aprótico Favorecida por nucleófilo ruim/base fraca e solvente prótico Haleto de alquila 3° passoja-2014 39 Reatividades relativas dos haletos de alquila SN2: 1° > 2° > 3° SN1: 3° > 2° > 1° E2: 3° > 2° > 1° E1: 3° > 2° > 1° Competição entre substituição e eliminação Condições SN2/E2 passoja-2014 40 passoja-2014 41 Condições SN2/E2 – haletos de alquila 1° passoja-2014 42 Condições SN2/E2 – haletos de alquila 1° passoja-2014 43 Condições SN2/E2 – haletos de alquila 2° passoja-2014 44 Condições SN2/E2 – haletos de alquila 3° passoja-2014 45 Condições SN1/E1 Sumário dos produtos esperados das reações de substituição e eliminação passoja-2014 46 Classe de haleto de alquila SN2 versus E2 SN1 versus E1 1° Primariamente substituição, a menos que haja impedimento estérico no RX ou nucleófilo - nesse caso eliminação é favorecida. Não ocorre reações de SN1/E1 2° Ocorre substituição e eliminação; bases fortes e volumosas aumentam a porcentagem de eliminação. Ocorre substituição e eliminação. 3° Somente eliminação Ocorre substituição e eliminação. Exercícios propostos • 1) Indique nas condições dadas (a e b) que tipo de reações podem ocorrer, e se haverá quantidades similares, ou não, de produtos de substituição e eliminação. • a) Metanol em condições SN1/E1 • b) Metóxido de sódio em condições SN2/E2 • I: 1-bromobutano • II: 1-bromo-2-metilpropano • III: 2-bromobutano • IV: 2-bromo-2-metilpropano passoja-2014 47 Obrigado pela atenção SOLI DEO GLORIA passoja-2014 48
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