Qual cetona em cada par é mais reativa?
Heptan-2-ona ou heptan-4-ona
Heptan-2-ona ou heptan-4-ona
Passo 1
O enunciado pergunta: “Qual cetona em cada par é mais reativa?” e fornece o par formado por heptan-2-ona e heptan-4-ona.
Informações dadas (explicitamente do enunciado): os dois compostos são cetonas lineares com fórmula geral C7H14O, só que a função carbonila está em posições diferentes: em uma no carbono 2 (heptan-2-ona) e em outra no carbono 4 (heptan-4-ona).
O que precisamos responder: identificar qual das duas cetonas é mais reativa (no contexto típico de reatividade de carbonilas para adição nucleofílica) e justificar passo a passo.
Informações dadas (explicitamente do enunciado): os dois compostos são cetonas lineares com fórmula geral C7H14O, só que a função carbonila está em posições diferentes: em uma no carbono 2 (heptan-2-ona) e em outra no carbono 4 (heptan-4-ona).
O que precisamos responder: identificar qual das duas cetonas é mais reativa (no contexto típico de reatividade de carbonilas para adição nucleofílica) e justificar passo a passo.
Passo 2
Relembrando, de forma bem didática, o que faz uma cetona ser “reativa” em reações de adição nucleofílica: duas coisas importam muito — a eletronegatividade/eletrofilia do carbono carbonílico e a facilidade com que um nucleófilo consegue se aproximar desse átomo (hinderância estérica). Vou explicar cada item com calma.
Passo 3
Eletrófilo do grupo carbonila (por que o carbono da C=O é atacado): a ligação C=O é polar porque o oxigênio é mais eletronegativo que o carbono. Assim, o carbono tem deficiência parcial de carga positiva e atrai nucleófilos. Fatores eletrônicos que diminuem essa deficiência (ou seja, tornam o carbono menos eletrofílico) reduzem a reatividade:
- Efeito indutivo e hiperconjugação de grupos alquila: grupos alquila doam densidade eletrônica para o carbono por hiperconjugação/efeito indutivo leve, estabilizando a carga positiva parcial e tornando o carbono menos eletrofílico. Quanto mais “doadores” ou quanto mais grupos doadores próximos, menor a reatividade.
- Em resumo: mais substituição alquila no carbono carbonílico → geralmente menos eletrofílico → menor reatividade à adição nucleofílica.
Passo 4
Hinderância estérica (por que o nucleófilo pode ter dificuldade de atacar): o nucleófilo precisa se aproximar do plano da carbonila para atacar o carbono. Grupos volumosos ligados diretamente ao carbono carbonílico bloqueiam a aproximação, diminuindo a velocidade da adição nucleofílica. Portanto:
- Substituente pequeno ligado ao carbono carbonílico → ataque mais fácil → mais reatividade cinética.
- Substituente grande ou dois substituintes volumosos → ataque dificultado → menor reatividade.
Passo 5
Agora olhamos as estruturas concretas (descrevo em palavras simples):
- Heptan-2-ona: estrutura linear com a carbonila no carbono 2; o carbono carbonílico está ligado a um grupo metila (–CH3) de um lado e a um grupo –CH2– que continua a cadeia do outro lado. Ou seja, os substituintes diretos no carbono carbonílico são um metil e um grupo metileno ligado a uma cadeia maior. Isso dá um lado bem acessível (o metil é pequeno).
- Heptan-4-ona: carbonila no carbono 4 (no meio da cadeia); o carbono carbonílico está ligado a dois grupos –CH2– (ambos lados são cadeias propílicas simétricas). Logo os dois substituintes diretos são grupos metileno que levam a cadeias de tamanho médio — ambos os lados têm ambiente relativamente semelhante e nenhum lado muito pequeno como um metil terminal.
Passo 6
Aplicando os conceitos:
- Eletrônico: ambos são cetonas alifáticas sem ramificações; o efeito de doação eletrônica dos grupos alquila é parecido, mas em heptan-4-ona há dois lados similares (dois grupos –CH2–) doando, enquanto em heptan-2-ona um dos lados é um –CH3 (menor contribuição de hiperconjugação comparada a um grupo mais extenso?). Portanto, do ponto de vista puramente eletrônico, heptan-4-ona pode doar um pouco mais (simetricamente) e assim ser ligeiramente menos eletrofílica — mas essa diferença eletrônica é pequena.
- Estérico (mais importante aqui): heptan-2-ona tem um lado muito pequeno (o –CH3), o que deixa uma das faces da carbonila mais acessível ao nucleófilo. Heptan-4-ona tem substituintes de tamanho médio em ambos os lados, oferecendo mais bloqueio estérico ao ataque por nucleófilo. Na prática cinética da adição nucleofílica, essa diferença de acesso é relevante: um lado mais livre facilita o ataque e aumenta a velocidade da reação.
Portanto a contribuição estérica favorece heptan-2-ona como mais facilmente atacável por nucleófilos.
Passo 7
Conclusão e dica prática para prova: quando comparar cetonas lineares deslocadas da extremidade (substituição próxima à extremidade) com cetonas mais internas (carbonila no meio da cadeia), prefira a cetona com um substituinte menor (metil) diretamente ligado ao carbono carbonílico como a mais reativa para adição nucleofílica. Em outras palavras, menos hinderância → mais reatividade. Use esse raciocínio rápido: verificar quem tem o substituinte diretamente ligado menor e quem tem dois substituintes semelhantes e mais volumosos.
Resposta
Heptan-2-ona.