O enunciado pede: “Forneça duas formas de obtenção de cetonas.”
Informações dadas (implícitas): devo apresentar duas rotas sintéticas distintas que levem a cetonas, explicando como elas funcionam e dando exemplos concretos. Não há restrição sobre tipo de substrato (alifático, aromático, etc.), então vou escolher duas rotas clássicas e úteis na prova: (1) oxidação de álcoois secundários e (2) reação de acilação de Friedel–Crafts (para obter cetonas aromáticas). A resolução começará explicando cada método passo a passo, com exemplos e comentários práticos.
Passo 2
Método 1 — Oxidação de álcoois secundários: o que é e por que funciona.
O que é uma cetona? É um composto com o grupo carbonila ligado a dois carbonos: \mathrm{R-CO-R'}.
O que é um álcool secundário? É uma função \mathrm{R-CH(OH)-R'}, ou seja, o carbono ligado ao \mathrm{OH} tem também duas ligações a carbonos.
Por que a oxidação funciona? Oxidar um álcool secundário significa remover um átomo de hidrogênio do grupo \mathrm{OH} e outro hidrogênio do carbono ligado ao \mathrm{OH}, formando a dupla ligação C=O (carbonila). O resultado é a cetona \mathrm{R-CO-R'}.
Reagentes típicos: PCC (\mathrm{PCC}), reagentes à base de cromo como reagente de Jones (\mathrm{CrO_3 / H_2SO_4}), ou permanganato (\mathrm{KMnO_4}) em condições controladas. PCC é mais suave (evita oxidação além da cetona), Jones e KMnO4 são mais fortes e podem oxidar substratos sensíveis.
Exemplo concreto (fácil de lembrar): isopropanol → acetona. Escrito com a seta:
Aqui o álcool secundário \mathrm{(CH_3)_2CH-OH} perde dois hidrogênios e vira a cetona \mathrm{(CH_3)_2C=O} (acetona).
Observações práticas para prova: identificar carbono secundário é chave; se for álcool primário, produto típico é aldeído (e depois ácido carboxílico se oxidado mais); álcool terciário não oxida facilmente sem quebrar a cadeia.
Passo 3
Método 1 — Mecanismo/ideia passo a passo (didático, sem detalhes mecanísticos complexos):
O agente oxidante aceita eletróns/hidrogênios do álcool. Pense que uma ligação C–H do carbono ligado ao OH e o H do grupo OH são removidos.
Forma-se a dupla ligação C=O no lugar do \mathrm{C-OH}.
Produtos: cetona + forma reduzida do agente oxidante (ex.: cromo reduzido).
Dica prática: na prova, ao ver um álcool secundário e um oxidante forte, já escreva diretamente a cetona correspondente; não perca tempo com etapas intermediárias.
Passo 4
Método 2 — Acilação de Friedel–Crafts (obter cetonas aromáticas): o que é e por que funciona.
Situação típica: queremos uma cetona onde um anel aromático está ligado ao carbonil, ou seja, \mathrm{Ar-CO-R} (cetonas aromáticas).
Reagentes típicos: cloreto de ácido (\mathrm{RCOCl}) e um catalisador de Lewis forte, usualmente \mathrm{AlCl_3}, em solvente anidro.
Passo essencial: o cloreto de ácido forma um íon acilônio (ou acylium) eletrofílico na presença de \mathrm{AlCl_3}:
Esse íon acilônio \mathrm{RCO^+} é o eletrófilo que atacará o anel aromático.
Reação com o anel: o anel aromático (ex.: benzeno) faz uma substituição eletrofílica aromática sobre o acilônio, formando inicialmente um complexo sigma (perda momentânea da aromaticidade) e depois é restaurada por perda de um protão, dando a cetona aromática:
Observações práticas: funciona bem para formar cetonas aromáticas sem rearranjos (ao contrário de algumas alcilações que rearranjam). Não funciona em anéis fortemente desativados (ex.: com nitro) e exige condições anidras (sem água).
Passo 5
Método 2 — Mecanismo resumido e dicas de prova:
Geração do eletrófilo acilônio (\mathrm{RCO^+}) por coordenação do \mathrm{Cl} do cloreto de ácido ao \mathrm{AlCl_3}.
Ataque do anel aromático no acilônio formando o complexo sigma.
Deprotonação para restaurar aromaticidade e liberação do produto cetona; \mathrm{AlCl_3} é regenerado parcialmente após trabalho-up (adição de água ao final).
Dica rápida: na prova, ao ver um anel aromático e um cloreto de ácido com \mathrm{AlCl_3}, escreva imediatamente o produto \mathrm{Ar-CO-R}.
Passo 6
Comparação prática entre os dois métodos (como escolher na prova):
Se o substrato inicial for um álcool secundário simples e você tem um oxidante listado → use oxidação de álcool secundário. É direta e comum em questões de síntese.
Se o objetivo é introduzir um grupo acilo em um anel aromático → pense em Friedel–Crafts acylation (cloreto de ácido + \mathrm{AlCl_3}). Isso gera cetonas aromáticas limpas, sem rearranjo.
Memorize um exemplo curto de cada (isopropanol → acetona; benzeno + \mathrm{CH_3COCl}/\mathrm{AlCl_3} → acetofenona) — isso ajuda muito na prova quando o tempo é curto.
Resposta
Oxidação de álcool secundário (ex.: \mathrm{(CH_3)_2CH-OH \xrightarrow{PCC\\ \text{ou}\\ Jones} (CH_3)_2C=O}).
Acilação de Friedel–Crafts (ex.: \mathrm{C_6H_6 + CH_3COCl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5COCH_3}).