Dentre os cinco álcoois listados a seguir, um não pode ser obtido via redução de compostos carbonílicos com NaBH4. Indique qual é este álcool e explique por que ele não pode ser obtido através desta estratégia.
a) 1-butanol
b) 2-butanol
c) 2-metil-2-butanol
d) álcool benzílico
e) metanol

Passo 1

O enunciado pede que eu identifique, entre cinco álcoois listados, qual deles não pode ser obtido por redução de compostos carbonílicos usando \text{NaBH}_4, e que eu explique por que esse álcool não pode ser obtido por essa estratégia. Informações relevantes do enunciado:
  • Reagente de redução: \text{NaBH}_4.
  • Álcoois candidatos:
    a) 1-butanol
    b) 2-butanol
    c) 2-metil-2-butanol
    d) álcool benzílico
    e) metanol
  • Pergunta: qual desses não pode ser obtido por redução de um composto carbonílico com \text{NaBH}_4 e por quê.

Passo 2

Conceito básico (aula rápida e prática): o que faz o \text{NaBH}_4 e como reage com carbonilas.
  • O \text{NaBH}_4 é uma fonte de hidrureto ( \text{H}^-), ou seja, um doador de “hidreto” que ataca o carbono eletrofílico da função carbonila (C=O).
  • Mecanismo esquemático e o que isso produz:
    • O hidrureto ataca o carbono da carbonila, transformando o carbono sp^2 (C=O) em carbono sp^3 ligado a um hidrogênio e formando um alcóxido.
    • Depois ocorre protonação (p. ex. pelo solvente), gerando o álcool.
  • Consequência prática importantíssima:
    • Se a carbonila é um aldeído ( \text{R-CHO}), a redução com \text{NaBH}_4 dá um álcool primário ( \text{R-CH}_2\text{OH}).
    • Se a carbonila é uma cetona ( \text{R}^1\text{-CO-}\text{R}^2), a redução com \text{NaBH}_4 dá um álcool secundário ( \text{R}^1\text{-CH(OH)-}\text{R}^2).
  • Ponto-chave para o problema: a adição de \text{H}^- ao carbono carbonílico só acrescenta hidrogênio, não substitui por um grupo orgânico. Portanto a redução direta de uma carbonila por \text{NaBH}_4 nunca gera um carbono que passe a ter três substituintes carbonados (ou seja, não gera, via simples redução, álcoois terciários cuja formação exigiria adicionar um grupo orgânico ao carbono carbonílico).

Passo 3

Aplicando isso aos candidatos — vou indicar para cada álcool um precursor carbonílico plausível e dizer se \text{NaBH}_4 faria a transformação.
  • a) 1-butanol: pode ser obtido reduzindo-se o aldeído butanal \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CHO} com \text{NaBH}_4, que dá \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_2\text{OH}. Conclusão: possível com \text{NaBH}_4.
  • b) 2-butanol: pode ser obtido reduzindo-se a cetona 2-butanona (metil-etil-cetona) \text{CH}_3\text{COCH}_2\text{CH}_3 com \text{NaBH}_4, que dá \text{CH}_3\text{CH(OH)CH}_2\text{CH}_3. Conclusão: possível com \text{NaBH}_4.
  • d) álcool benzílico: é \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_2\text{OH} e pode ser obtido por redução do aldeído benzaldeído \text{C}_6\text{H}_5\text{CHO} com \text{NaBH}_4. Conclusão: possível com \text{NaBH}_4.
  • e) metanol: pode ser obtido por redução da formaldeído \text{HCHO} com \text{NaBH}_4, que dá \text{CH}_3\text{OH}. Conclusão: possível com \text{NaBH}_4.

Passo 4

Análise do caso c) 2-metil-2-butanol com detalhe didático.
  • Estrutura do álcool: o carbono que porta o OH em 2-metil-2-butanol é terciário; esse carbono está ligado a três grupos carbonados (por exemplo, etil e dois metil) e a um OH.
  • Para obter esse carbono terciário por redução direta, o carbono correspondente no precursor teria que ser uma carbonila ligada a três grupos carbonados. Mas uma carbonila (aldeído ou cetona) só pode estar ligada a no máximo dois grupos carbonados (no caso de cetona) porque ela já tem dupla ligação ao oxigênio — geometricamente/valentemente não existe uma “cetona com carbono ligado a três carbonos”.
  • Portanto, a redução direta por hidrureto ( \text{H}^-) de uma carbonila só pode acrescentar um hidrogênio naquele carbono e transformar uma aldeído em álcool primário ou uma cetona em álcool secundário. Nunca transforma um carbono carbonílico em um carbono ligado a três carbonos (ternário) + OH — ou seja, não gera um álcool terciário como produto direto.
  • Conclusão lógica: não existe um precursor carbonílico simples que, ao ser reduzido com \text{NaBH}_4, dê o álcool terciário 2-metil-2-butanol.

Passo 5

Esclarecimento final e alternativa de síntese (útil pra prova):
  • Por que isso é intuitivo: \text{NaBH}_4 fornece apenas \text{H}^-. Para formar um álcool terciário a partir de uma carbonila seria preciso acrescentar um grupo orgânico (por exemplo, um grupo metil) ao carbono carbonílico — isto é uma reação de adição de nucleófilo organometálico (como reagente de Grignard ou organolitio), não uma simples redução com hidrureto. Exemplo prático: 2-metil-2-butanol pode ser obtido pela adição de \text{CH}_3^- (na prática via \text{CH}_3\text{MgBr}, metilmagnesiano) sobre 2-butanona, seguida de protonação; mas isso não é redução por \text{NaBH}_4.
  • Em resumo: \text{NaBH}_4 é seletivo para transformar carbonilas em álcoois primários (aldeídos) ou secundários (cetonas), não em álcoois terciários.

Resposta

c) 2-metil-2-butanol

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