Reação de Eliminação

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Reações de eliminação
1. INTRODUÇÃO:
Considerando uma molécula orgânica contendo um heteroátomo mais
eletronegativo do que o carbono a que ele está ligado pode ser reagente em uma
reação de substituição e/ou de eliminação. Isso significa dizer que essa molécula
está sujeita a ter o grupo ou átomo mais eletronegativo substituído por outro átomo
ou grupo, em caso de reação de substituição e/ou a eliminação de um átomo ou um
grupo eletronegativo junto com o hidrogênio ligado a um carbono adjacente, no caso
da reação de eliminação, neste segundo caso os produtos formados possuem
ligações múltiplas em sua cadeia. Existem fatores que influenciam a ocorrência de
uma dessas reações ou das duas ao mesmo tempo. (BRUICE, 2006)
Enquanto a reação de eliminação é responsável pela produção de
substâncias orgânicas com múltiplas ligações, segundo Bruice (2006), as reações
de substituição são importantes porque possibilitam a produção de uma gama de
outras substâncias partindo dos haletos de alquila, além de serem importantes nas
células de plantas e animais.
Um dos métodos mais utilizados para realizar a reação de eliminação em
haletos de alquila é a desidroalogenação, que consiste no aquecimento do
composto junto com uma base forte para formar alcenos e eliminar HX. E da mesma
forma que ocorre com a reação de substituição nucleofílica, existe um grupo
retirante e um grupo que é responsável por atacar o haleto de alquila, ele que
possui o par de elétron. (SOLOMONS, FRYHLE) Segundo Barbosa (2018) a base
ataca um hidrogênio ligado a um carbono vizinho ao carbono ligado ao grupo de
partida, o primeiro é chamado de carbono beta e o segundo de carbono alfa.
2. REAÇÃO DE ELIMINAÇÃO E2:
Segundo Barbosa (2018) a reação tipo E2 ocorre quando o mecanismo da
reação acontece em uma única etapa, ela é também chamada de eliminação
bimolecular, “E” significa eliminação e o “2” vem de bimolecular. Basicamente, esse
nome exemplifica que a velocidade desta reação depende da concentração dos dois
reagentes, ou seja:
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𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑘[ℎ𝑎𝑙𝑒𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑙𝑎][𝑏𝑎𝑠𝑒]
Como foi dito anteriormente, a base ataca o hidrogênio ligado a um carbono
vizinho ao carbono ligado ao grupo de partida (halogênio). Ao ser atacado pelos
elétrons não ligantes da base o hidrogênio quebra sua ligação com o carbono e os
elétrons da ligação C-H se movem para formar uma ligação dupla entre os carbonos
alfa e beta, promovendo a saída do grupo de partida ligado ao carbono alfa.
(BARBOSA, 2018)
Para haletos de alquila onde existam mais de um carbono beta é preciso
analisar se esses carbonos são iguais ou não. Quando são iguais apenas um
produto é formado, como é o caso do 2-bromopropano que forma apenas o
propeno. Quando esses carbonos não são iguais ocorre de serem formados dois
produtos distintos, que é o caso do 2-bromobutano que forma o 2-buteno e o
1-buteno, mas um desses produtos é formado em maior quantidade, o 2-buteno,
isso significa dizer que essa reação E2 é regiosseletiva. O químico russo Alexander
Zaitsev desenvolveu uma regra para prever qual alceno mais substituído seria
obtido. Segundo ele, o alceno substituído mais formado seria aquele que o
hidrogênio fosse removido do carbono beta que estivesse ligado ao menor número
de hidrogênio, essa regra ficou conhecida como Regra de Zaitsev. (BRUICE, 2006)
3. REAÇÃO DE ELIMINAÇÃO E1:
A reação de eliminação E1 é do tipo que ocorre em duas etapas e a
velocidade da reação depende da concentração de apenas um dos reagentes, o
substrato (BARBOSA, 2018), o “1” vem de unimolecular. A equação da velocidade
dessa reação é dada por:
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑘[ℎ𝑎𝑙𝑒𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑙𝑎]
2
Para que essa reação ocorra, precisa que haja um grupo de partida ligado a
um carbono terciário, não deve haver nenhum nucleófilo ou base forte e o solvente
deve ser polar prótico. Nesse tipo de situação é provável que haja competição entre
os mecanismos E1 e SN1, dessa forma os produtos da reação será uma mistura dos
produtos dos dois mecanismos, como pode ser visto na figura abaixo. Apesar de
possuírem o mesmo intermediário os mecanismos de eliminação e substituição
geram produtos diferentes, e isso se dá devido ao local de ataque da molécula de
água do solvente. No caso de E1 ele ataca o hidrogênio do carbono beta e na
reação SN1 o ataque é no carbocátion.(BARBOSA, 2018)
4. COMPETIÇÃO ENTRE SUBSTITUIÇÃO E ELIMINAÇÃO:
Sabendo que toda a parte reativa de um nucleófilo e de uma base são
iguais, o par de elétrons não ligantes, tanto um como o outro tem potencial para
promover a reação, por isso existe uma certa competição entre as reações de
eliminação e de substituição nucleofílica. (SOLOMONS, FRYHLE)
Para competição entre SN2 x E2, segundo Bruice (2006) as duas reações
competem entre si, já que a espécie carregada negativamente pode atacar tanto
pelo lado oposto do carbono alfa formando o produto da substituição quanto pode
remover o hidrogênio do carbono beta. O que vai definir qual reação vai ocorrer é a
reatividade relativa do substrato. Os haletos de alquila primários são mais reativos
em SN2 e menos reativos em reações E2, esse tipo de substrato forma
preferencialmente produtos de substituição em uma reação que as condições
favoreçam tanto SN2 quanto E2. Mas se houver impedimento estérico, o nucleófilo
terá dificuldade de atingir o lado oposto do carbono alfa, nesse caso a reação de
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eliminação vence a de substituição. Graças ao impedimento estérico que haletos
terciários não reagem por SN2.
Já no caso da SN1 e E1, como já foi explicado anteriormente, as duas
reações possuem a mesma etapa determinante para a velocidade, dissociação do
haleto de alquila formando um carbocátion, isso significa dizer que todos os haletos
de alquila reagem sob condições de SN1/E1 e fornecerão tanto produto de
substituição quanto de eliminação (BRUICE, 2006). Segundo Barbosa (2018) essas
reações são mais favorecidas quando usados substratos que formam carbocátions
mais estáveis, que são os carbocátions terciários que são originados de haletos de
alquila terciários. Normalmente é difícil influenciar a separação dos produtos de SN1
e E1.
5. REFERÊNCIAS:
[1] BRUICE, Paula. Química Orgânica. 4° ed. Volume 1. São Paulo, Pearson
Prentice Hall, 2006.
[2] SOLOMONS, T. W. Graham; FRYHLE, Craig B. Química Orgânica. 7° ed.
Volume 1. LTC Editora.
[3] BARBOSA, Camila G. Reação de Eliminação: E1 e E2. 2018. UNINOVE.
Disponível em
<https://www.passeidireto.com/arquivo/43971074/reacao-de-eliminacao-e-1-e-e-2>
Acesso em: 01.07.2021, 16:10.
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