Quais os produtos formados na reação de oxidação com
dos seguintes compostos:
ácido 4-hidroxipentanóico
ácido 4-hidroxipentanóico
Passo 1
O enunciado pede: determinar os produtos formados na oxidação com
do composto “ácido 4-hidroxipentanóico”. Informações dadas que vamos usar: o substrato é um ácido carboxílico que tem um grupo hidroxila ligado ao carbono 4 da cadeia pentanoica; o agente oxidante é dicromato em meio ácido (
), um oxidante forte que age sobre álcoois. Não há outras informações no enunciado (temperatura, solvente, etc.), portanto usaremos a reatividade típica em meio ácido.
Passo 2
Identificar a estrutura e numerar os carbonos claramente. Vou escrever a cadeia mostrando o grupo carboxila no fim (para facilitar a visualização):
Aqui, numerando a partir do carbono da carboxila como
:
Ou seja, o grupo
está ligado ao carbono
, e esse carbono é um carbono secundário (ligado a dois outros carbonos:
e
). O composto, portanto, contém duas funções importantes: uma carboxila (
) em
e um álcool secundário em
.
Passo 3
Reatividade geral do agente oxidante e regras práticas (aula rápida e prática).
- Em meio ácido, o
do dicromato oxida álcoois. Regra prática: - álcool primário (
) → primeiro aldeído → em meio oxidante forte e aquecido → ácido carboxílico; - álcool secundário (
) → cetona; - álcool terciário geralmente não é oxidado sem quebra de ligação C–C.
- álcool primário (
- Grupos já oxidados, como a carboxila (
), são resistentes à oxidação adicional por dicromato nas condições normais (não são facilmente oxidados para algo além sem condições muito mais drásticas). - Mecanismo básico (sem entrar em todos os detalhes do estado de oxidação): o álcool forma um éster de crômio (espécie ligada ao Cr(VI)) e depois ocorre eliminação de hidrogênio (perda de
do carbono ligado ao ) levando à formação da carbonila (cetona, no caso de álcool secundário) e redução do Cr(VI) a Cr(III).
Passo 4
Aplicando isso ao nosso composto: o grupo a ser oxidado é o álcool em
, que é secundário. Pela regra, esse álcool será oxidado a uma cetona no mesmo carbono
. Escrevendo a transformação:
substrato
substrato
é oxidado em
No nome: a cetona no carbono 4 (contando a partir do ácido como
) recebe o nome ácido 4-oxopentanóico. Esse composto também é conhecido por um nome trivial muito usado: ácido levulínico.
Passo 5
Observações práticas e possíveis confusões (com leve incentivo):
- Não espere que a carboxila (
) se transforme em algo mais oxidado sob essas condições típicas; ela é estável aqui. - Alguns hidroxiácidos podem ciclar formando lactonas em meio ácido, mas o agente oxidante tende a oxidar o álcool secundário a cetona; portanto, o produto mais direto e esperado é a cetona (ácido 4-oxopentanóico).
- Mecanisticamente, a oxidação de álcool secundário a cetona é simples e rápida com
; então para uma prova memorize: álcool secundário → cetona, álcool primário → ácido (via aldeído).