Nesse blog, vamos continuar o falando sobre Reações de Oxirredução envolvendo hidrocarbonetos. Já começamos o assunto em um blog anterior, se você ainda não leu clique aqui.
Oxirredução enérgica de alcenos pela ozonólise
Outra possibilidade de realizar a oxidação de alcenos é através do gás ozônio, um poderoso oxidante: numa primeira etapa, e na ausência de água, o O3 se adiciona aos carbonos da dupla ligação para formar um composto instável conhecido como ozoneto.
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Na segunda etapa, a água é adicionada ao ozoneto e ocorre a reação de hidrólise (ozonólise = ozonização + hidrólise) com a formação de aldeídos e cetonas conforme sejam os dois carbonos da dupla ligação:
O carbono sp2 primário produz aldeído fórmico. O carbono sp2 secundário produz outro aldeído, e o carbono sp2 terciário produz cetona.
O subproduto da hidrólise é H2O2, que é capaz de oxidar qualquer aldeído formado a ácido carboxílico. Para garantir a formação do aldeído empregamos zinco em pó que elimina o peróxido de hidrogênio
FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.
A primeira etapa é a reação de ozonização. A segunda é a reação de hidrólise do ozoneto. Veja os NOx dos átomos de carbono assinalados.
As reações de oxirredução mostradas para os alcenos podem ser estendidas, com as mesmas regras, a qualquer outro composto orgânico cuja cadeia carbônica apresenta dupla ligação entre carbonos, como dienos, álcoois, os ácidos carboxílicos e os ésteres insaturados etc.
Os anéis benzênicos, pela grande estabilidade, reagem um pouco diferente. Isso será mostrado oportunamente.
Oxirredução envolvendo triplas ligações
O reagente de Baeyer também produz teste positivo com os alcinos (ou qualquer outro composto com tripla entre carbonos) formando uma cetona se o carbono sp for secundário. Se o carbono sp for primário (alcino verdadeiro) forma-se um aldeído.
O exemplo mostra a equação da reação de Baeyer com um alcino genérico. Fica claro que a troca de Re/ou R’ por hidrogênio, produzirá o grupo aldeído, que poderá se converter em ácido carboxílico.
FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.
Quando a oxirredução é enérgica, a cadeia é quebrada no local da tripla ligação, formando-se uma mistura de ácidos carboxílicos. Se os grupos R e/ou R’ forem substituídos por H o produto final será gás carbônico e água.
FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.
Oxirredução envolvendo compostos cíclicos
Ciclanos
Pela teoria das tensões, os anéis formados com três e com quatro átomos de carbono são quebrados com relativa facilidade. Os anéis maiores exigem condições mais severas. Entretanto, em todos os casos, o agente oxidante é empregado em condições enérgicas.
FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.
Aromáticos
O anel benzênico tem grande estabilidade e o seu rompimento se dá com a ozonólise, na presença de zinco:
FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.
Quando há cadeia lateral, a oxirredução do hidrocarboneto benzênico é realizada em condições enérgicas com o KMnO4, formando o ácido benzoico:
FELTRE, R. Química, volume 3. São Paulo: Moderna, 2004.
Questão 01
(ENEM 2015) O permanganato de potássio (KMnO4) é um agente oxidante forte muito empregado tanto em nível laboratorial quanto industrial. Na oxidação de alcenos de cadeia normal, como o 1-fenil-1-propeno, ilustrado na figura, o KMnO4 é utilizado para a produção de ácidos carboxílicos.
Os produtos obtidos na oxidação do alceno representado, em solução aquosa de KMnO4, são:
- Ácido benzoico e ácido etanoico.
- Ácido benzoico e ácido propanoico.
- Ácido etanoico e ácido 2-feniletanoico.
- Ácido 2-feniletanoico e ácido metanoico.
- Ácido 2-feniletanoico e ácido propanoico.
RESOLUÇÃO:
O permanganato de potássio (KMnO₄) é um agente oxidante, que é um composto homólogo do benzeno, que só por isso nos já identificamos que é ramificado.
Durante a oxidação de alcenos de cadeia normal, como o 1-fenil-1-propeno o permanganato de potássio é usado como uma solução aquosa para produzir ácidos carboxílicos.
Já que é ramificado, a oxidação vai ocorrer no carbono mais próximo ao anel, e quebra a ligação dupla do propeno, por isso, se forma formam dois radicais, que após de que sofrer uma oxidação total, geram dois ácidos carboxílicos que são Ácido benzoico e ácido etanoico.
RESPOSTA: LETRA A
Questão 02
(ENEM 2017) A ozonólise, reação utilizada na indústria madeireira para a produção de papel, é também utilizada em escala de laboratório na síntese de aldeídos e cetonas. As duplas ligações dos alcenos são clivadas pela oxidação com o ozônio (O3), em presença de água e zinco metálico, e a reação produz aldeídos e/ou cetonas, dependendo do grau de substituição da ligação dupla. Ligações duplas dissubstituídas geram cetonas, enquanto as ligações duplas terminais ou monossubstituídas dão origem a aldeídos, como mostra o esquema.
Considere a ozonólise do composto 1-feni1-2-metilprop-1-eno:
MARTINO, A. Química, a ciência global. Goiânia: Editora W, 2014 (adaptado).
Quais são os produtos formados nessa reação?
- Benzaldeído e propanona.
- Propanal e benzaldeído.
- 2-fenil-etanal e metanal.
- Benzeno e propanona.
- Benzaldeído e etanal.
RESOLUÇÃO
O enunciado informa que em relação aos produtos formados:
Duplas dissubstituídas: geram cetonas
Duplas monosubstituídas ou terminais: geram aldeídos
Em duplas dissubstituídas: temos o carbono terciário.
Em duplas monossubstituídas: temos carbono secundário e nas duplas, terminais, carbonos primários.
O reagente 1-fenil-2-metilprop-1-eno: Tem ligação dupla entre um carbono terciário e em um carbono secundário.
Na reação de ozonólise, a ligação será quebrada onde tem a dupla, e levará a formação de:
No carbono secundário: será gerado um aldeído no benzeno. (Circulo laranja)
No carbono terciário: será gerada uma cetona, a mais simples de todas, propanona. (Circulo azul)
RESPOSTA: LETRA A
Bons estudos!
Beijos,
Flávia
