5- Como você explica a formação do hidreto na reação de obtenção do álcool benzílico?

Passo 1

O enunciado pede que eu explique a formação do “hidreto” na reação de obtenção do álcool benzílico. Informações dadas (implícitas pelo enunciado): normalmente a transformação envolve a redução de um carbonilo aromático (por exemplo, a conversão de \mathrm{C_6H_5CHO} — benzaldeído — em \mathrm{C_6H_5CH_2OH} — álcool benzílico). O enunciado não especifica o agente redutor, portanto vou considerar os reagentes típicos usados nessa redução seletiva: \mathrm{NaBH_4} (borohidreto de sódio) e \mathrm{LiAlH_4} (alumineto de lítio). A pergunta central é: de onde vem o “hidreto” ( \mathrm{H^-}) e como ele age para formar o álcool benzílico?

Passo 2

O que é “hidreto” e por que ele existe nesses reagentes?
  • “Hidreto” refere-se ao íon ou espécie com par de elétrons associado ao hidrogênio, representado por \mathrm{H^-}. É um doador de par eletrônico (nucleófilo) que pode formar uma ligação C–H.
  • Em reagentes como \mathrm{NaBH_4} e \mathrm{LiAlH_4} o hidrogênio aparece ligado a um elemento menos ou muito menos eletronegativo (B ou Al), o que polariza a ligação e confere ao hidrogênio caráter parcialmente negativo. Por exemplo, as eletronegatividades (aproximadas) são: H = 2,20, B = 2,04, Al = 1,61. Assim, na ligação B–H o hidrogênio fica levemente negativo ( H^{\delta-}) e em Al–H esse caráter negativo é ainda mais pronunciado. É essa polarização que torna possível a transferência de um “hidreto” ao substrato eletrofílico.

Passo 3

Estrutura e espécie redutora (mecanismo conceitual da origem do hidreto):
  • No caso do \mathrm{NaBH_4} existe o ânion tetraédrico \mathrm{BH_4^-} associado a \mathrm{Na^+}. Esse ânion possui quatro ligações B–H, cada uma podendo, em contexto reacional, doar um par de elétrons como um hidreto. Esquematicamente:
\mathrm{NaBH_4} \longrightarrow \mathrm{Na^+} + \mathrm{BH_4^-}
  • A ideia prática é que uma das ligações B–H atua como fonte de \mathrm{H^-} numa transferência concertada; não é que primeiro se forme um íon \mathrm{H^-} livre e isolado (isso seria extremamente instável), mas que a transferência ocorra em um único passo coordenado do B–H ao centro eletrofílico do substrato.

Passo 4

Por que o carbonilo é o alvo e como ocorre a atração?
  • O grupo carbonila \mathrm{C=O} tem polarização: o oxigênio é mais eletronegativo que o carbono, então a nuvem eletrônica da dupla ligação é deslocada para o oxigênio, deixando o carbono com caráter parcialmente positivo ( C^{\delta+}). Isso torna o carbono carbonílico eletrofílico, ou seja, suscetível a ataques de nucleófilos como o hidreto.
  • Representação qualitativa da polarização:
\mathrm{C=O} \rightleftharpoons \mathrm{C^{\delta+}-O^{\delta-}}

Passo 5

Mecanismo passo a passo (transferência de hidreto e formação do álcool) — escrevo a sequência para a redução do benzaldeído por \mathrm{BH_4^-}:
  • Ataque nucleofílico (transferência de hidreto): o par de elétrons da ligação B–H é movimentado para o hidrogênio, que forma uma nova ligação C–H com o carbono carbonílico; simultaneamente, os elétrons da ligação dupla C=O deslocam-se para o oxigênio, formando um alcóxido (oxyânion). Esquematicamente:
\mathrm{C_6H_5CHO} + \mathrm{BH_4^-} \xrightarrow{\text{transferência de } \mathrm{H^-}} \mathrm{C_6H_5CH(O^- )H} + \mathrm{BH_3}ê
  • Nota sobre a equação: ela mostra conceitualmente que um B–H “doa” um par para formar a ligação C–H; o boro fica com menos um hidrogênio (representado aqui simplificadamente como \mathrm{BH_3} ou outros boranos complexos que realmente se formam no meio reacional).

Passo 6

Protonação (work-up) — transformação do alcóxido no álcool:
  • O intermedário formado é o alcóxido \mathrm{C_6H_5CH(O^- )H}. Para obter o álcool neutro é necessário protonar esse oxigênio com um ácido fraco ou água no trabalho de acabamento (work-up). A protonação fornece o hidrogênio do grupo hidroxila:
\mathrm{C_6H_5CH(O^- )H} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{C_6H_5CH_2OH} + \mathrm{OH^-}
  • Assim obtemos o álcool benzílico \mathrm{C_6H_5CH_2OH}.

Passo 7

Comentário sobre o papel do solvente e do tipo de redutor (dicas práticas para prova):
  • \mathrm{NaBH_4} é suficientemente reativo para reduzir aldeídos e cetonas de forma seletiva e costuma ser usado em solventes proticos leves (álcoois, metanol) ou em meio aquoso com cuidado. Ele libera hidretos que atacam o carbonilo conforme acima.
  • \mathrm{LiAlH_4} é mais reativo (Al–H mais nucleofílico) e reduz também ésteres, ácidos carboxílicos, etc.; precisa de solventes apróticos e trabalho de acabamento cuidadosamente controlado porque reage vigorosamente com água.
  • Em ambos os casos não existe um “hidreto livre” isolado no sentido de um íon H− solto no solvente; a transferência é concertada a partir da ligação B–H ou Al–H para o carbonilo.

Passo 8

Exemplo simples análogo (para fixar):
  • Redução do formaldeído \mathrm{HCHO} por \mathrm{BH_4^-}:
\mathrm{HCHO} + \mathrm{BH_4^-} \longrightarrow \mathrm{HCH(O^- )H} + \mathrm{BH_3}
\mathrm{HCH(O^- )H} + \mathrm{H_2O} \longrightarrow \mathrm{CH_3OH} + \mathrm{OH^-}
  • O padrão é o mesmo: transferência nucleofílica de um hidreto ao carbono carbonílico e posterior protonação do alcóxido.

Passo 9

Resumo didático e motivacional (pra prova):
  • Pense o seguinte na hora da prova: o “hidreto” vem das ligações B–H ou Al–H do agente redutor; essas ligações são polarizadas de tal forma que o hidrogênio tem caráter parcialmente negativo e pode ser “transferido” ao carbono carbonílico. Essa transferência cria um alcóxido, que depois é protonado para dar o álcool benzílico. Se você desenhar as setas curvas (do par de elétrons da ligação B–H para o carbono, e da dupla C=O para o oxigênio) e depois a protonação, resolve a questão de mecanismo passo a passo. Força aí — você consegue!

Resposta

O hidreto ( \mathrm{H^-}) não aparece como um íon livre, mas é transferido diretamente a partir das ligações B–H em \mathrm{NaBH_4} (ou Al–H em \mathrm{LiAlH_4}), pois essas ligações são polarizadas ( H^{\delta-}). Esse hidreto ataca nucleofilicamente o carbono carbonílico de \mathrm{C_6H_5CHO}, formando o alcóxido \mathrm{C_6H_5CH(O^- )H} e um borano reduzido; em seguido trabalho de protonação esse alcóxido é protonado e gera o álcool benzílico \mathrm{C_6H_5CH_2OH}.

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