(UNESP) Sabendo-se que os aldeídos são reduzidos a álcoois primários e as cetonas a álcoois secundários, escreva as fórmulas estruturais e os nomes dos compostos utilizados na preparação de butan-1-ol e butan-2-ol por processos de redução.
Passo 1
O enunciado pede que eu escreva as fórmulas estruturais e os nomes dos compostos utilizados na preparação de butan-1-ol e butan-2-ol por processos de redução. Foi dada a informação importante: aldeídos são reduzidos a álcoois primários e cetonas são reduzidas a álcoois secundários. Portanto preciso listar, para cada álcool alvo, o composto carbonila que ao ser reduzido fornece esse álcool, e apresentar a fórmula estrutural e o nome desse composto.
Passo 2
Identificar o precursor de
e escrever sua fórmula e nome.
Raciocínio: para obter um álcool primário com quatro carbonos pela redução de uma carbonila, o precursor deve ser um aldeído com a mesma cadeia de quatro carbonos (o grupo funcional aldeído tem fórmula geral e dá origem a
após redução). O aldeído de quatro carbonos linear é o butanal (também chamado de butiraldeído).
Fórmula estrutural condensada do precursor (tirada do próprio raciocínio): (butanal).
Reação de redução genérica (mostrando o produto):
Raciocínio: para obter um álcool primário com quatro carbonos pela redução de uma carbonila, o precursor deve ser um aldeído com a mesma cadeia de quatro carbonos (o grupo funcional aldeído tem fórmula geral
Fórmula estrutural condensada do precursor (tirada do próprio raciocínio):
Reação de redução genérica (mostrando o produto):
Aqui
representa um agente redutor. Exemplos de reagentes práticos que realizam essa transformação:
(em meio alcoólico) ou
(em éter anidro com posterior hidrólise), ou hidrogenação catalítica
. Mecanismo (explicado didaticamente): o ânion hidreto (do reagente) ataca o carbono carbonílico (que é eletrofílico), formando um íon alcóxido
, que é protonado no trabalho final para dar o álcool
. Não há centro quiral formado aqui (butan-1-ol não é quiral).
Passo 3
Identificar o precursor de
e escrever sua fórmula e nome.
Raciocínio: para obter um álcool secundário com quatro carbonos pela redução de uma carbonila, o precursor deve ser uma cetona com a carbonila no carbono 2 da cadeia de quatro carbonos (grupo funcional cetona ligado a dois carbonos dá origem a
ligado a dois carbonos, ou seja, álcool secundário). A cetona correspondente é a butan-2-ona (também chamada 2-butanona ou metil-etil-cetona).
Fórmula estrutural condensada do precursor: (butan-2-ona).
Reação de redução genérica (mostrando o produto):
Raciocínio: para obter um álcool secundário com quatro carbonos pela redução de uma carbonila, o precursor deve ser uma cetona com a carbonila no carbono 2 da cadeia de quatro carbonos (grupo funcional cetona
Fórmula estrutural condensada do precursor:
Reação de redução genérica (mostrando o produto):
Exemplos de reagentes:
,
ou
, que adicionam hidreto ao carbono carbonílico e, após protonação, formam o álcool secundário. Mecanismo (didático): o hidreto ataca o carbono da carbonila formando um alcóxido secundário; após protonação obtém-se
. Observação importante sobre estereoquímica: o carbono 2 torna-se um centro quiral na butan-2-ol; como a adição de hidreto ocorre de ambos os lados do plano da carbonila com igual probabilidade, a redução não assimétrica gera uma mistura racêmica (uma mistura 50:50 dos enantiômeros R e S) se não houver controle estereosseletivo.
Passo 4
Comparação prática entre reagentes (o que lembrar para a prova):
-
é seletivo e reduz aldeídos e cetonas em condições suaves (metanol ou etanol) — boa escolha quando há outros grupos redutíveis sensíveis. -
é mais forte e reduz também ésteres, ácidos carboxílicos, amidas; exige solvente anidro (éter) e trabalho final com água/ácido para protonação. -
com catalisador (Pt, Pd, Ni) reduz carbonilas e também ligações C=C; é uma rota útil, mas menos seletiva se houver duplas ligações presentes.
Na prova: identifique o grupo carbonila e escolha um redutor apropriado (NaBH4 é a resposta segura para transformar aldeídos em álcoois primários e cetonas em álcoois secundários sem tocar muito no resto da molécula).
Passo 5
Resumo final das fórmulas e nomes dos compostos precursores pedidos (tome como “compostos utilizados na preparação” = os carbonilas que são reduzidas):
Resposta
Butanal (butiraldeído):
— reduzido a butan-1-ol
.
Butan-2-ona (2-butanona, metil-etil-cetona): — reduzida a butan-2-ol
.
Butan-2-ona (2-butanona, metil-etil-cetona):