Forneca os produtos que poderiam ser obtidos a partir das reaçoes entre o colesterol e cada um dos seguintes reagentes: (Dica: devido ao impedimento estérico dos grupos metila angulares, a face \alpha é mais suscetível ao ataque de reagentes que a face \beta.)
\mathrm{H}_{2}, \mathrm{Pd} / \mathrm{C}

Passo 1

O enunciado pede que eu indique quais produtos podem ser obtidos quando o \mathrm{colesterol} reage com \mathrm{H}_2 em presença de \mathrm{Pd}/\mathrm{C}.
Informações fornecidas: o reagente é \mathrm{H}_2/\mathrm{Pd}/\mathrm{C} (hidrogenação catalítica heterogênea) e a dica esterequímica: devido ao impedimento estérico dos grupos metila angulares, a face \alpha é mais acessível ao ataque do que a face \beta.
Não há outras restrições no enunciado (temperatura, solvente, tempo), então devo considerar a hidrogenação típica do duplo entre \mathrm{C5} e \mathrm{C6} do colesterol.

Passo 2

Identificando a função química do colesterol que reage: o colesterol tem um duplo entre \mathrm{C5} e \mathrm{C6} (designado como ligação \Delta^5). Além disso o colesterol tem um grupo hidroxila em \mathrm{C3} na orientação 3\beta (ou seja, 3\beta-OH). Portanto, o sítio reativo mais óbvio para \mathrm{H}_2/\mathrm{Pd}/\mathrm{C} é a dupla \Delta^5 (a hidrogenação vai reduzir o C=C a C–C). Vou focar nesse centro, enquanto o 3\beta-OH e os demais centros estereogênicos permanecem inalterados pela hidrogenação catalítica típica.

Passo 3

Breve aula: como funciona a hidrogenação catalítica sobre \mathrm{Pd}/\mathrm{C} (essencial para entender o produto e a estereoquímica).
  • Primeiro, \mathrm{H}_2 é adsorvido na superfície metálica do catalisador (palládio) e se dissocia em átomos de hidrogênio ativados.
  • Em seguida, a olefina (a ligação \Delta^5 do colesterol) também se adsorve na superfície do metal. Quando ambos (a dupla e os H ativados) estão no metal, os dois átomos de hidrogênio são transferidos à dupla praticamente ao mesmo tempo e a partir da mesma face da superfície metálica. Isso conduz tipicamente a uma adição sin (os dois hidrogênios entram pelo mesmo lado da dupla).
  • Consequência prática: a hidrogenação heterogênea tende a ser sin e a estereoquímica do produto é determinada da face da dupla que fica voltada para a superfície metálica (a face que “encaixa” melhor no catalisador é a que recebe os hidrogênios).

Passo 4

Aplicando a dica esterequímica: no núcleo esteroidal do colesterol existem metilas angulares (nos carbonos angulares do esqueleto) que estorvam a face \beta. Isso significa que, quando a molécula se aproxima do catalisador, a face \alpha da dupla \mathrm{C5}=\mathrm{C6} é mais livre e mais facilmente adsorvida sobre o metal. Logo, a adição de hidrogênio ocorrerá preferencialmente pela face \alpha. Como a adição é sin, ambos os átomos de hidrogênio se ligam às faces \alpha de \mathrm{C5} e \mathrm{C6}.

Passo 5

Descrevendo a configuração resultante: após a hidrogenação, a ligação \mathrm{C5}=\mathrm{C6} torna-se \mathrm{C5}-\mathrm{C6} saturada e os hidrogênios recém-adicionados em \mathrm{C5} e \mathrm{C6} ficam orientados para a face \alpha. O grupo 3\beta-OH do colesterol permanece como estava (não é reduzido pelo tratamento habitual com \mathrm{H}_2/\mathrm{Pd}/\mathrm{C}). Portanto, o produto principal é o análogo saturado no carbono 5 (ou seja, o colestanol), com os hidrogênios em \mathrm{C5} e \mathrm{C6} em orientação \alpha.

Passo 6

Nome e justificativa do produto: o produto principal é o isômero saturado com os hidrogênios introduzidos pela face \alpha, conhecido como 5\alpha-colestan-3 \beta-ol (nome comum: colestanol). De forma resumida: a hidrogenação converte o \Delta^5-colesterol em colestanol, preferencialmente a forma 5\alpha devido ao ataque pela face \alpha. Um produto minoritário possível seria o isômero 5\beta-colestan-3 \beta-ol se a adição ocorresse pela face \beta, mas esse é desfavorecido por impedimento estérico e pela preferência da superfície catalítica pela disposição que acomoda a face \alpha.

Passo 7

Resumo prático para a prova (como responder rápido): diga que a ligação \Delta^5 é hidrogenada por \mathrm{H}_2/\mathrm{Pd}/\mathrm{C} por adição sin na face mais acessível ( \alpha), mantendo o 3\beta-OH. Então escreva o nome do produto principal e, se quiser mencionar isômeros, cite o minoritário.

Resposta

5\alpha-colestan-3 \beta-ol) (colestanol)

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