13.1 Estrutura e Propriedades dos Álcoois

Antes de avançar, tenha certeza de que você compreendeu os tópicos citados a seguir. Se for necessário,

revise as seções sugeridas para se preparar para este capítulo.

 

• Acidez de Brønsted-Lowry (Seções 3.3-3.4)

 

• Atribuir a Con guração de um Centro de Quiralidade (Seção 5.3)

 

• Mecanismo e Setas Curvas (Seções 6.8-6.11)

 

• Reações SN2 e SN1 (Seções 7.4-7.8)

 

• Reações E2 e E1 (Seções 8.6-8.11)

 

13.1 Estrutura e Propriedades dos Álcoois

 

Álcoois são substâncias que possuem um grupo hidroxila (OH) e são

caracterizados por nomes que terminam em “ol”:

 

Um grande número de substâncias que ocorrem naturalmente contêm o

grupo hidroxila. Aqui estão apenas alguns exemplos.

O fenol é um tipo especial de álcool. Ele é constituído por um grupo

hidroxila ligado diretamente a um anel fenila. Fenóis substituídos são muito

comuns na natureza e exibem uma grande variedade de propriedades e

funções, como pode ser visto nos exemplos a seguir.

Nomenclatura

Lembre-se de que são necessárias quatro etapas discretas para nomear os

alcanos, alquenos e alquinos.

 

1. Identificar e nomear a cadeia principal.

2. Identificar e nomear os substituintes.

3. Atribuir um localizador para cada substituinte.

4. Distribuir o nome dos substituintes em ordem alfabética.

 

Álcoois são nomeados com as mesmas quatro etapas e aplicando as regras

vistas a seguir.

 

• Quando nomear a cadeia principal, substituir o sufixo “o” por “ol”,

para indicar a presença de um grupo hidroxila:

• Ao escolher a cadeia principal de um álcool, identifique a cadeia

mais longa, que inclui o átomo de carbono ligado ao grupo

hidroxila.

 

• Quando numerar a cadeia principal de um álcool, o grupo hidroxila

deve receber o menor número possível, apesar da presença de

substituintes alquila ou ligações π.

 

• A posição do grupo hidroxila é indicada através de um localizador.

As regras da IUPAC, publicadas em 1979, dizem que este

localizador tem de ser colocado imediatamente antes do nome

principal, enquanto as recomendações da IUPAC publicadas em

1993 e 2004 permitem que o localizador seja colocado antes do

sufixo “ol”. Ambos são nomes aceitáveis pela IUPAC.

 

• Quando um centro de quiralidade está presente, a configuração

deve ser indicada no início do nome, por exemplo:

• Álcoois cíclicos são numerados a partir da posição que suporta o

 

grupo hidroxila, de modo que não há necessidade de indicar a

posição do grupo hidroxila, que é entendida como estando em C-1.

 

A nomenclatura da IUPAC reconhece os nomes comuns de muitos álcoois,

tais como os três exemplos vistos a seguir:

 

Os álcoois são também designados como primário, secundário ou

terciário, dependendo do número de grupos alquila ligados diretamente à

posição alfa (α) (o átomo de carbono ligado ao grupo hidroxila).

 

O termo “fenol” é usado para descrever uma substância específica

(hidroxibenzeno), mas também é utilizado como o nome principal quando

existem substituintes.

DESENVOLVENDO A APRENDIZAGEM

 

13.1 NOMEANDO UM ÁLCOOL

APRENDIZAGEM

Dê um nome IUPAC para o álcool visto a seguir.

 

SOLUÇÃO

 

Começamos identi cando e nomeando a cadeia principal. Escolhemos a cadeia mais longa, que

inclui o átomo de carbono ligado ao grupo hidroxila, e, em seguida, numeramos a cadeia de

modo que o grupo hidroxila tenha o menor número possível.

 

ETAPA 1

Identi car e nomear a cadeia principal.

A seguir, identificamos os substituintes e atribuímos os localizadores.

 

ETAPAS 2 E 3

Identi cação dos substituintes e atribuição das suas localizações.

 

ETAPA 4

Distribuição dos substituintes alfabeticamente.

 

Em seguida, distribuímos os substituintes alfabeticamente: 4,4-Dicloro-

6-etil-3-nonanol. Antes de concluir, devemos sempre verificar para ver

se há algum centro de quiralidade. Essa substância tem dois centros de

quiralidade. Usando o que aprendemos na Seção 5.3, podemos atribuir a

configuração R para os dois centros de quiralidade.

 

ETAPA 5

Atribuição da con guração de qualquer centro de quiralidade.

 

Portanto, o nome completo é: (3R,6R)-4,4-Dicloro-6-etil-3-nonanol.

 

PRATICANDO

o que você aprendeu

 

13.1 Forneça um nome IUPAC para cada um dos seguintes álcoois:

APLICANDO

o que você aprendeu

 

13.2 Represente a estrutura de cada uma das seguintes substâncias:

 

(a) (R)-3,3-Dibromociclo-hexanol

 

(b) (S)-2,3-Dimetil-3-pentanol

 

é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver os Problemas 13.30-13.31a-d,f, 13.32

 

Álcoois Importantes Comercialmente

Metanol (CH OH) é o mais simples dos álcoois. É tóxico e a sua ingestão, 3

mesmo em pequenas quantidades, pode causar cegueira e morte. O metanol

pode ser obtido a partir do aquecimento de madeira na ausência de ar, sendo

por isso chamado de “álcool de madeira”. Industrialmente, o metanol é

preparado através da reação entre o dióxido de carbono (CO2) e o

hidrogênio gasoso (H ) na presença de catalisadores apropriados. A cada 2

ano, os Estados Unidos produzem cerca de 7 milhões de litros de metanol,

que é usado como um solvente e como um precursor para a produção de

outras substâncias comercialmente importantes.

O metanol pode também ser usado como um combustível para motores

de combustão de grande potência. Na segunda volta da corrida de 500

Milhas de Indianápolis em 1964, um acidente grave envolvendo sete carros resultou em um grande incêndio que causou a morte de dois pilotos. Esse

acidente foi a origem da decisão de que todos os carros de corrida

mudassem de motores à gasolina para motores movidos a metanol, porque

incêndios com metanol não produzem fumaça e são mais facilmente

extintos. Em 2006, a corrida de 500 Milhas de Indianápolis esteve ligada

novamente à escolha de combustíveis para os carros de corrida, neste caso

substituindo-se o metanol pelo etanol.

Etanol (CH3CH2OH), também chamado álcool de grãos, é produzido a

partir da fermentação de cereais, frutos, ou cana-de-açúcar, um processo

que tem sido largamente utilizado há milhares de anos. Industrialmente, o

etanol é obtido através da hidratação de etileno catalisada por ácido. Todos

os anos, os Estados Unidos produzem cerca de 18 bilhões de litros de

etanol, que é utilizado como solvente e como um precursor para a produção

de outras substâncias comercialmente importantes. O etanol, que é próprio

para beber, é altamente tributado pela maioria dos governos. Para evitar

esses impostos, o etanol de grau industrial é contaminado com pequenas

quantidades de substâncias tóxicas (tais como metanol) que tornam a

mistura imprópria para consumo humano. A solução resultante é chamada

de “álcool desnaturado”.

O isopropanol, também chamado de álcool isopropílico, é produzido

industrialmente por meio da hidratação de propileno catalisada por ácido. O

isopropanol tem propriedades antibacterianas e é utilizado como um

antisséptico local. Produtos de esterilização contêm normalmente uma

solução de isopropanol em água. O isopropanol também é usado como um

solvente industrial e como um aditivo de gasolina.

 

Propriedades Físicas dos Álcoois

As propriedades físicas dos álcoois são bastante diferentes das propriedades

físicas dos alcanos ou haletos de alquila. Por exemplo, compare os pontos

de ebulição do etano, do cloroetano e do etanol.

O ponto de ebulição do etanol é muito mais elevado do que os das outras

 

duas substâncias por causa das interações, através de ligação de hidrogênio,

que ocorrem entre as moléculas de etanol.

 

Essas interações são forças intermoleculares bastante fortes, e elas

também são críticas para a compreensão de como os álcoois interagem com

a água. Por exemplo, o metanol é miscível com água, o que significa que o

metanol pode ser misturado com água em qualquer proporção (nunca irá se

separar em duas camadas, como uma mistura de água e óleo). No entanto,

nem todos os álcoois são miscíveis com água. Para entender o motivo,

temos de perceber que cada álcool tem duas regiões. A região hidrofóbica

não interage bem com água, enquanto a região hidrofílica interage com a

água através de ligação de hidrogênio. A Figura 13.1 mostra as regiões

hidrofóbicas e hidrofílicas do metanol e do octanol. No caso do metanol, a

extremidade hidrofóbica da molécula é relativamente pequena. Isso é

verdade mesmo para o etanol e o propanol, mas isso não é verdade para o

butanol. A extremidade hidrofóbica da molécula de butanol é

suficientemente grande para impedir a miscibilidade. A água ainda pode ser

misturada com butanol, mas não em todas as proporções. Em outras

palavras, o butanol é considerado solúvel em água, em vez de miscível. O

termo solúvel significa que apenas um determinado volume de butanol se

dissolve em uma quantidade especificada de água à temperatura ambiente.