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Química orgânica
Curso: Química orgânica > Unidade 5
Lição 6: Reações de E1 e E2- Mecanismo E1: cinética e substrato
- Eliminação E1: regiosseletividade
- Mecanismo E1: estereosseletividade
- Mecanismo E1: carbocátions e reorganizações
- Mecanismo E2: cinética e substrato
- Mecanismo E2: regiosseletividade
- Eliminação E2: estereosseletividade
- Eliminação E2: estereoespecificidade
- Eliminação E2: cicloexanos substituídos
- Regiosseletividade, estereosseletividade e estereosseletividade
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Mecanismo E2: cinética e substrato
Mecanismo de uma reação de eliminação E2. Versão original criada por Jay.
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Transcrição de vídeo
RKA3JV - No nosso mecanismo de reação E2,
nós temos o nosso halogeneto de alquilo, e temos a nossa base e nós temos este
carbono aqui que está ligado ao halogênio. E ele é o carbono alfa. E o carbono que está aqui à esquerda, nós chamamos de carbono beta. E nós precisamos também de um hidrogênio
para que a reação ocorra. Nós também temos estes
quatro átomos aqui no mesmo plano. Por isso, nós representamos
por essas linhas aqui, que são essas linhas retas que representam o mesmo
plano dos nossos átomos. E nós precisamos também
que este hidrogênio e o nosso halogênio, sejam opostos. Eu posso desenhar pontilhados entre os carbonos e posso dizer
que isso é antiperiplanar. Ou seja, o nosso hidrogênio e o nosso
halogênio são antiperiplanares, mas eles estão no mesmo plano. E este é o mecanismo que chamamos
de mecanismo consertado, isso porque a nossa base fraca
vem e pega este próton aqui. E aí, os elétrons dessa ligação
vão se mover para essa ligação. Ao mesmo tempo, estes elétrons aqui se
movem para o nosso halogênio, por isso é um mecanismo consertado. E se eu for observar o movimento
dos meus elétrons, ou seja, estes elétrons aqui se moveram aqui para essa ligação
e formou o nosso alceno. E quando você olha para as
taxas globais da nossa reação, e você pensa na cinética, ou seja, na velocidade da nossa reação, eu posso colocar aqui
que a nossa velocidade vai ser igual à constante de velocidade, vezes a concentração do nosso substrato. E isso elevado à primeira potência. E o nosso substrato é
este halogeneto aqui. Nós multiplicamos isso pela
concentração da nossa base, também à primeira potência. E a nossa base é essa base forte aqui. E essa é uma reação de eliminação, que ela depende dos dois. Ou seja, do nosso substrato
e também da nossa base. Eu posso escrever o significado
de E2 para você aqui. Então, E2 porque o "E" significa eliminação, já o 2 vem de biomolecular. Ou seja, depende tanto do substrato, quanto da nossa base. Ou seja, do nosso substrato
e da nossa base. Então, vamos dizer que você aumenta
a concentração do seu substrato por um fator 2. Eu vou colocar aqui, vezes um fator 2. E você aumente a sua concentração
de base por um fator 2. O que acontece com
a taxa global da reação? O que acontece é que você vai aumentar
a sua velocidade de reação por um fator 4. Ou seja, nós temos aqui
a velocidade da reação da primeira. Por causa do substrato, ela
vai ser aumentada em 2. E vai multiplicar por 2 também, pelo aumento de 2 da nossa base. Por isso, a nossa velocidade global
vai ser aumentada por um fator 4. E aí, essa reação é parecida
com a reação Sn2, em termos de cinética. Ou seja, de velocidade, de movimento. E lembre-se, que em um mecanismo Sn2 tanto substrato como a base
também estão lá. Isso porque também é biomolecular. Aqui nós temos o nosso halogeneto e o carbono que está ligado ao halogênio é este carbono, que nós
chamamos de carbono alfa. E os outros carbonos,
este carbono aqui é o carbono beta. E estes também são carbonos beta, mas eu vou utilizar somente
este carbono aqui. Porque, neste caso, os carbonos
beta são equivalentes. E nós também temos como base
o nosso hidróxido. Então, redesenhando aqui a minha cadeia. Eu tenho aqui o meu bromo. Eu vou colocar os elétrons
de valência nele e vou redesenhar também a minha base. Aqui a minha base e vou colocar os seus elétrons de valência e também a sua carga negativa. Agora, eu vou pegar o próton
deste carbono beta aqui. Então, eu vou desenhar um hidrogênio,
aqui o hidrogênio. Acontece que os elétrons dessa base vão atrair o próton hidrogênio, e, ao mesmo tempo, os elétrons
dessa ligação aqui vão se mover para cá,
formando uma ligação dupla. E, ao mesmo tempo,
estes elétrons aqui vão se mover para o bromo. E aí, nós vamos formar um brometo. Aí, o seu produto final
eu vou colocar aqui em cima. Então, eu vou ter aqui o meu alceno. Agora, eu vou ter a minha ligação dupla e a ligação entre os meus carbonos. Eu posso representar
o movimento dos elétrons. Ou seja, estes elétrons aqui agora se moveram e formaram
essa ligação dupla. Ou seja, mais uma ligação aqui. Eu também posso colocar o meu brometo. Eu vou colocar na mesma cor. Ou seja, eu tenho aqui o meu bromo. E o meu bromo tem os seus
elétrons de valência. Agora, ele ganhou mais um par de elétrons e, por isso, ele ficou com
uma carga negativa. Eu vou mostrar para vocês
o movimento dos elétrons. Ou seja, estes elétrons aqui se moveram e foram para o bromo, que são estes elétrons aqui. Eu também possa adicionar
os prótons ao meu hidróxido. Ou seja, este hidrogênio aqui
eu posso adicionar ao meu hidróxido. E aí, eu vou ter a água. Eu posso representar aqui
somando com o meu H₂O. E aqui, nós estamos apenas pensando em como o nosso alceno foi formado. E quando nós falamos de cinética, nós temos algo semelhante
ao nosso mecanismo Sn2. Ou seja, ambos são biomoleculares. Mas quando você está falando da estrutura, E2 é muito diferente de Sn2. Ou seja, reações do tipo Sn2 não ocorriam quando você tinha um substrato terciário. E isso era por causa
do impedimento estérico Ou seja, se você pensa no nosso
nucleófilo, que é o nosso hidróxido atacando, você vai ter muitos
impedimentos estéricos. Ou seja, os grupos de metil. Já no mecanismo E2, o nosso hidróxido não depende
deste carbono aqui. Ou seja, ele só precisa deste próton. Eu vou te mostrar um vídeo para você
ver a diferença entre essas duas reações. Aqui nós temos o nosso
halogeneto de alquilo primário, com este halogênio em amarelo, que está ligado diretamente
a este carbono. E tem três grupos de metil
em torno dele. Se nós pensarmos neste halogeneto
tentando participar de um mecanismo Sn2, o hidróxido tentou funcionar como
nucleófilo e atacar este carbono. E aí, nós temos esses grupos
de metil volumosos que bloqueiam o hidróxido. Por isso, temos o impedimento estérico a partir desses grupos
de metil volumosos aqui. Se nós pensarmos em um mecanismo E2, nós estamos tentando tirar um próton, a partir dos átomos do carbono beta. E vamos dizer que nós tentamos
pegar este próton aqui. Nós precisamos obter estes quatro
átomos no mesmo plano. E é fácil de ver na projeção de Newman. Então, se eu virar, nós vamos ter uma visão
um pouco diferente. E agora, nós podemos ver que estes quatro
átomos estão no mesmo plano. Ou seja, é fácil para o hidróxido vir aqui e pegar este próton do carbono beta. Não há muito impedimento estérico e,
por isso, é possível o mecanismo E2. Acabamos de ver que um halogeneto
de alquilo terciário pode se submeter a um mecanismo E2. E nós vimos também que quando você vai
de um primário para um secundário, para um terciário, você causa um aumento
na taxa de reatividade. E, para explicar isso, nós vamos olhar
para os produtos de um terciário e de um secundário. E eu vou começar por um terciário. Então, eu vou colocar aqui meu carbono
beta ligado a um hidrogênio. E aí, nós temos a base
que vai pegar o próton. Então, eu vou desenhar a base aqui. Os elétrons e também sua carga negativa. E aí, ela vai pegar próton de hidrogênio, e, ao mesmo tempo, estes elétrons aqui vão se mover para cá, formando uma ligação dupla. E os elétrons dessa ligação vão para o nosso halogênio,
que vai ser o nosso grupo de saída. Eu posso desenhar o produto disso, aqui embaixo, que vai ser nosso alceno. Então, eu tenho a minha ligação dupla,
que agora foi formada, e a ligação com os outros carbonos. Eu posso representar o movimento
dos elétrons para vocês em outra cor, para ficar claro. Então, estes elétrons desta ligação
vieram parar aqui e formamos essa ligação dupla. Agora, eu posso desenhar também do meu secundário e vai ser a mesma coisa. Eu vou colocar na mesma cor. E eu posso desenhar aqui o meu
hidrogênio no meu carbono beta. Este hidrogênio, de novo,
eu coloco a minha base com os seus elétrons e a carga negativa. E nós temos que os elétrons
vão pegar estes prótons. E o que acontece é que estes elétrons
vão se mover para cá e vão formar uma ligação dupla. E os elétrons desta ligação
vão se mover para o nosso halogênio, que vai formar o nosso grupo de saída. E eu posso desenhar o produto disso
aqui embaixo. Então, eu vou ter uma ligação dupla
entre os meus carbonos. Esta ligação dupla aqui. E eu posso destacar
o movimento dos elétrons, novamente, em rosa para ficar claro. Ou seja, estes elétrons aqui da ligação entre o carbono e hidrogênio,
vieram parar aqui. E aí, nós formamos o nosso alceno. Eu quero que vocês repararem
em uma coisa bem importante. Aqui na esquerda, nós temos este carbono
que está ligado a um grupo de alquilo. Por isso, este alceno aqui
é um alceno monossubstituído. Já à direita, nós temos este carbono
ligado a dois grupos de alquilo. Por isso, este alceno aqui é um alceno dissubstituído. E aí, a ligação dupla é formada, e ela é estabilizada, pela presença
destes dois alquilos. Por isso, eu posso dizer que
este alceno é mais estável. Então, eu posso colocar aqui uma setinha e colocar maior estabilidade. Ou seja, neste alceno nós temos
estes dois grupos de alquilo, que eles estabilizam
essa ligação dupla formada. Já aqui na esquerda, nós temos um grupo de alquilo apenas, e, por isso, estabiliza menos
a nossa ligação formada. Ou seja, a nossa ligação dupla. E essa é uma boa maneira de pensar
por que um aleto de alquilo terciário reage mais rápido. Agora, é possível o halogeneto de alquilo
primário se submeter a um mecanismo E2. E nós vamos falar de exemplo disso
em futuros vídeos.