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Universidade Federal Rural de Pernambuco Unidade Acadêmica de Garanhuns Prof. Dr. Pedro Aquino Lista de Exercícios – Reações de Eliminação1 1. Desenhe todos os isômeros constitucionais possíveis formados pela desidroalogenação de cada haleto de alquila desenhado abaixo. 2. Qual haleto de alquila leva à formação de cada um dos alcenos a seguir como único produto em uma reação de eliminação? 3. Quais ligações duplas nas substâncias abaixo pode exibir estereoisomerismo? Farneseno é encontrado na pele da maçã e o geranial é isolado do capim-limão. 4. Rotule cada par de alcenos abaixo como isômeros constitucionais, estereoisômeros ou compostos idênticos. 5. Desenhe todos os isômeros de fórmula molecular C2H2BrCl. Rotule os pares de diastereoisômeros e isômeros constitucionais. 6. Ordene os alcenos a seguir em ordem crescente de estabilidade. 1 Lista de exercícios traduzida de SMITH, JG. Organic Chemistry, 3rd Ed, New York: McGraw-Hill, 2011, p. 305-311. 7. Os valores de ∆Hº obtidos para uma série de reações similares constituem uma série de dados experimentais que podem ser utilizados para determinar a estabilidade relativa de alcenos. Explique como os dados a seguir sugerem que o cis-2-buteno é mais estável que o 1-buteno. 8. Desenhe todos os isômeros constitucionais formados em cada reação E2 mostrada abaixo e preveja o produto principal de acordo com a regra de Zaitsev. 9. Para cada um dos alcenos a seguir, desenhe a estrutura de dois haletos de alquila diferentes que fornecem o alceno como único produto de desidroalogenação. 10. Explique por que (CH3)2CHCH(Br)CH2CH3 reage mais rapidamente que (CH3)2CHCH2CH(Br)CH3 em uma reação E2, mesmo ambos haletos sendo secundários. 11. Considere a reação E2 abaixo. a. Desenhe os produtos secundários da reação e use setas curvas para mostrar o movimento de elétrons. b. O que acontece à velocidade da reação com cada uma das mudanças a seguir? [1] O solvente é trocado por DMF. [2] A concentração de tert-butóxido é diminuída. [3] A base é trocada para HO - . [4] O haleto é trocado por 2- bromoexano. [5] O grupo abandonador é trocado por I - . 12. A desidroalogenação do 1-cloro-1-metilciclopropano fornece dois alcenos (A e B) como produtos. Explique por que A é o produto principal apesar de conter a ligação dupla menos substituída. 13. Qual é o estereoisômero principal formado em cada uma das reações mostradas abaixo? 14. Qual alceno é o produto principal formado a partir de cada haleto de alquila mostrado abaixo em uma reação do tipo E1? 15. Desenhe todos os isômeros constitucionais formados em cada reação de eliminação. Rotule os mecanismos como E2 ou E1. 16. Organize os haletos de alquila em cada grupo abaixo em ordem crescente de reatividade por E2. Depois faça o mesmo para a reatividade por um mecanismo E1. 17. Qual reação de eliminação em cada um dos pares abaixo é mais rápida? 18. Na desidroalogenação do bromociclodecano, o produto principal é o cis- ciclodeceno, no lugar do trans-ciclodeceno. Ofereça uma explicação. 19. Explique a observação a seguir. O tratamento do cloreto de alquila A com NaOCH2CH3 leva somente ao produto B, ao passo que o tratamento de A com uma base muito diluída em etanol leva a uma mistura dos alcenos B e C, sendo C obtido em maior quantidade. 20. Qual é o principal produto formado por uma reação tipo E2 em cada um dos haletos abaixo? 21. Levando em consideração a geometria antiperiplanar, preveja o produto principal em reações tipo E2 com cada material de partida mostrado abaixo. 22. (a) Desenhe representações tridimensionais para todos os estereoisômeros do 2- cloro-3-metilpentano e rotule os pares de enantiômeros. (b) Considerando a desidroalogenação através da ligação C2-C3, desenhe o produto E2 que resulta de cada um destes haletos de alquila. Quantos produtos diferentes você desenhou? (c) Como estão estes produtos relacionados uns com os outros? 23. Qual estereoisômero (cis- ou trans-1-bromo-3-tert-butilcicloexano) vai reagir mais rapidamente em uma eliminação tipo E2? Ofereça uma explicação. 24. Desenhe os produtos de cada reação abaixo. 25. Desenhe as estruturas dos dialetos que podem ser utilizados para o preparo de cada Alcino abaixo. Pode haver mais de um dialeto possível. 26. Sob certas condições reacionais, 2,3-dibromobutano reage com dois equivalentes de base para formar três produtos, cada um dos quais contendo duas ligações tipo π novas. Produto A tem dois átomos de carbono hibridizados sp, produto B tem um átomo de carbono hibridizado sp e o produto C não tem nenhum. Quais são as estruturas de A, B e C? 27. Para qual mecanismo de reação –SN1, SN2, E1 ou E2 – são as afirmações abaixo verdadeiras? Uma afirmação pode ser verdadeira para um ou mais mecanismos. a. O mecanismo envolve intermediários carbocátions. b. O mecanismo tem duas etapas. c. A velocidade da reação aumenta com melhores grupos abandonadores. d. A velocidade da reação aumenta quando o solvente é trocado de metanol para dimetilsulfóxido. e. A velocidade da reação depende somente da concentração do haleto de alquila. f. O mecanismo de reação é concertado. g. A reação do bromoetano com hidróxido de sódio acontece por este mecanismo. h. Ocorre racemização no centro estereogênico. i. Haletos de alquila terciários reagem mais rapidamente que secundários ou primários. j. A reação segue uma equação de segunda ordem. 28. Desenhe os produtos orgânicos formados em cada reação. 29. Qual é o produto principal formado quando cada haleto de alquila é tratado com cada um dos reagentes a seguir: [1] NaOCOCH3; [2] NaOCH3; [3] KOC(CH3)3? Se não for possível prever o produto principal, identifique os produtos na mistura e o mecanismo pelo qual cada um é formado. 30. Observe os compostos abaixo e responda: a. Os isômeros cis e trans do 1-bromo-4-tert-butilcicloexano reagem em velocidades diferentes com KOC(CH3)3 para fornecer a mesma msitura de enantiômeros A e B. Desenhe as estruturas de A e B. b. Qual isômero reage mais rapidamente com KOC(CH3)3? Ofereça uma explicação para esta diferença de reatividade. c. A reação do isômero cis com NaOCH3 fornece C como produto principal, ao passo que a reação do isômero trans fornece D como produto principal. Desenhe as estruturas de C e D. d. Os isômeros cis e trans regaem em velocidades diferentes com NaOCH3. Qual isômero reage mais rapidamente? Ofereça uma explicação para a diferença na reatividade. e. Por que produtos diferentes são formados a partir destes haletos de alquila quando dois alcóxidos diferentes são utilizados como reagentes? 31. Desenhe todos os produtos, incluindo os estereoisômeros, em cada reação abaixo. 32. Desenhe todos os produtos de substituição e eliminação formados a partir do haleto de alquila abaixo com cada um dos reagentes ao lado dele. Indique a estereoquímica em torno dos centros estereogênicos presentes nos produtos, assim como o mecanismo pelo qual cada produto é formado. 33. As reações a seguir não formam como produto principal o que está indicado. Explique o porquê e desenhe a estrutura do produto principal que será formado. 34. Desenhe um mecanismo detalhado em etapas para cada uma das reações abaixo. 35. Desenhe o produto principal formado quando (3R)-1-cloro-3-metilpentano é tratado com cada reagente: (a) NaOCH2CH3; (b) KCN; (c) DBU. 36. Desenheum mecanismo em etapas e detalhado para a reação abaixo. 37. Explique por que a reação do 2-bromopropano com NaOCOCH3 fornece exclusivamente (CH3)2CHOCOCH3 como produto, mas a reação do 2- bromopropano com NaOCH2CH3 fornece uma mistura de (CH3)2CHOCH2CH3 (20%) e CH3CH=CH2 (80%). 38. Desenhe um mecanismo detalhado em etapas que ilustre como quatro produtos orgânicos são formados na reação a seguir. 39. Apesar de existirem nove estereoisômeros do 1,2,3,4,5,6-hexaclorocicloexano, um estereoisômero reage 7000 vezes mais vagarosamente que qualquer um dos outros em uma eliminação tipo E2. Desenhe a estrutura deste estereoisômero e explique o porquê. 40. Explique a seletividade observada nas reações a seguir. 41. Desenhe um mecanismo em etapas para a reação a seguir. O anel de quatro membros no material de partida e no produto é chamado β-lactama. Este grupo funcional confere atividade biológica à penicilina e aos antibióticos a ela relacionados. (Dica: o mecanismo começa com uma β-eliminação e envolve somente duas etapas). 42. Apesar de a desidroalogenação ocorrer com geometria anti-periplanar, algumas eliminações tem geometria syn-periplanar. Examine o material de partida e o produto de cada eliminação mostrada abaixo e diga se a eliminação ocorre com geometria syn- ou anti-periplanar.