Reação aldólica

RKA22JL - Vamos iniciar mais uma aula da Khan Academy Brasil. Neste vídeo, quero falar sobre um mecanismo conhecido como reação aldólica. Este é um dos mecanismos e reações mais importantes em toda a química orgânica, porque é uma forma poderosa de criar ligações carbono-carbono. Isso será uma pequena revisão do que vimos com o enol e os íons enolato e o tautomerismo ceto-enól. Vamos começar com alguns aldeídos. Por conveniência, vou fazê-los idênticos. Digamos que este é um dos aldeídos. Ele só tem uma cadeia de carbono ali, onde está o R. Pode ser de qualquer comprimento e, eu tenho outro carbono aqui. Ele está ligado ao grupo carbonila e vamos torná-lo um aldeído, apesar de você poder ter essa reação com uma cetona também. Só para esclarecer, normalmente não precisamos colocar os hidrogênios. Apenas como uma pequena revisão, o carbono que está ao lado do carbono da carbonila é chamado de carbono alfa. Se tivéssemos uma cetona, isso também poderia ser um carbono alfa. Claro, se isso fosse um carbono. E o que nós vamos ver nessa reação é que esses hidrogênios são muito mais ácidos do que os hidrogênios tradicionais ligados a carbonos no resto da cadeia. Isso vem do fato de que este próton pode ser dado a outra coisa. O elétron pode ir para esse carbono e ele será estabilizado por ressonância. Eu disse que desenharia duas moléculas disso porque precisamos de duas moléculas. Vou desenhar outro aldeído aqui. Vou fazer simétrico a este, porque vai ser mais fácil de visualizar as duas moléculas Então temos o grupo R e o oxigênio. Eu não vou desenhar todos os hidrogênios aqui. Mas esta e esta são exatamente a mesma molécula. Vamos ver a reação aldólica. Nós estaremos em um ambiente básico, então você pode imaginar que isso será catalisado por uma base. Agora, imagine que temos um pouco de hidróxido ao redor, um pouco de ânion hidróxido flutuando em torno da carga negativa assim. Eu disse que esses hidrogênios são muito mais ácidos do que todos os outros hidrogênios em toda a cadeia de carbono. São hidrogênios alfa. Então você pode imaginar uma situação em que um elétron do hidróxido é dado a um desses prótons do hidrogênio. O elétron que estava associado a esse hidrogênio é devolvido a este carbono alfa. Então, os produtos desta etapa estariam em equilíbrio com... Temos a cadeia de carbono ou o resto da molécula ali. Ele está ligado aqui ao carbono alfa, que agora será negativo, que está ligado ao grupo carbonila, que está ligado um hidrogênio. Não vou mais fazer esse hidrogênio. Sabemos que está lá, mas vou continuar fazendo esse hidrogênio bem aqui. O outro hidrogênio foi tirado e esse carbono alfa agora tem uma carga negativa, porque ele pegou o elétron daquele próton, e é claro que temos o hidróxido que pegou esse hidrogênio, e agora é água. A razão pela qual isso era ácido é porque está estabilizado por ressonância, e eu vou mostrar isso. Este carbono alfa pode doar seu elétron para o carbono carbonila e, se a carbonila receber um elétron, ele pode doar um elétron para este oxigênio aqui e vai quebrar a ligação dupla. Então esta configuração é estabilizada por ressonância com isto. Eu poderia desenhar assim, temos o R e temos uma ligação simples com este oxigênio. Agora ganhou um elétron e é negativo. Agora temos uma ligação dupla assim, e eu poderia desenhar esse hidrogênio. Já está implícito ali. Este é o íon enolato, se tivéssemos um hidrogênio aqui seria um enol, e diríamos que essa é a forma cetônica. Essa é a forma enol. O íon enolato pode atuar como um nucleófilo. Ele pode fazer um ataque nucleofílico em outros aldeídos do grupo carbonila. Mas ele faz de uma forma não convencional. Vamos ver. Ele ataca assim. Temos o grupo carbonila e o carbono alfa. Depois, temos um grupo R. Vou deixar claro que esses dois são formas de ressonantes. E, mais uma vez, essa é a razão pela qual é mais fácil pegar esse hidrogênio do que outros hidrogênios em uma cadeia de carbono tradicional. É mais fácil levar um hidrogênio alfa a um grupo carbonila porque temos essa estrutura de ressonância. mas esse íon enolato, especialmente essa configuração, você pode imaginar fazendo algo assim. Você pode imaginar esse oxigênio devolvendo o elétron para o carbono carbonila. E, quando isso acontece, esse aqui vai doar um elétron, esse elétron doado poderia fazer um ataque nucleofílico neste grupo carbonila. Se este carbono carbonila recebe um elétron, ele poderia doar um elétron para aquele oxigênio bem ali. Então, no próximo passo, depois disso, teríamos algo assim. Vou desenhar esse aqui da esquerda primeiro. Nós temos uma ligação dupla com este oxigênio e, então, temos o resto do que era um aldeído. E então temos o grupo R, mas agora esse elétron conseguiu um ataque nesse outro aldeído. Então esse aqui, esse carbono alfa, é o mesmo carbono alfa com que estamos lidando. O mesmo carbono alfa agora está ligado a este carbono carbonila. Então agora está ligado a este carbono carbonila aqui. E, então, vai ficar assim. Vou desenhar com as cores certas. Assim, esse carbono carbonila tem uma ligação simples com esse oxigênio. Ele pegou o elétron de volta, só que esse oxigênio agora tem uma carga negativa e está ligado ao seu carbono alfa. E ele está ligado a outro grupo. Provavelmente, a um grupo alquila. Na etapa final, este ânion pode se livrar de sua carga negativa essencialmente pegando o hidrogênio, talvez, desta água que foi formada antes. Claro, não será da mesma molécula e, é claro, tudo isso em um ambiente básico, de forma que ele possa doar um elétron para esse hidrogênio e o próton do hidrogênio doaria um elétron para o hidróxido e o hidróxido ficaria negativo novamente. Então qual será o produto final? O produto final será: temos esse grupo carbonila bem aqui. Ele está ligado a esse grupo radical logo acima. Vou fazer com as mesmas cores. Essa ligação bem aqui é essa ligação e este carbono está ligado a um carbono que está ligado a um grupo hidroxila agora. Então, vai ficar assim. Este oxigênio é agora este oxigênio, e ele apenas capturou este hidrogênio. É agora um grupo hidroxila. É “-OH”. Então, finalmente, isso aqui está ligado ao que era um carbono alfa, que está ligado a um grupo radical. Podemos lembrar que sempre houve um hidrogênio aqui. Então por que isso é chamado de reação aldólica? Por que isso é importante? É chamado de reação aldólica porque o que formamos é um aldeído. Note que isso é um aldeído e é um álcool. Daí vem a palavra aldólica. Mas o mais importante sobre isso é que você também poderia ter feito isso com uma cetona. Poderíamos ter um grupo metila ou um grupo etila. Poderíamos ter uma grande cadeia de carbono. Teria funcionado. Então a reação aldólica não forma apenas coisas que são aldeídos e álcoois. Ela poderia ter formado algo que é uma cetona e um álcool, mas a coisa mais importante sobre a reação aldólica é que mostra como o íon enolato pode ser um nucleófilo, mostra porque os hidrogênios alfa são mais ácidos do que o hidrogênio em outras partes das cadeias de carbono. Mas o lado mais útil disso tudo é que é uma forma útil de unir duas cadeias de carbono. Podemos juntar este carbono alfa a este carbono carbonila para formar este aldol. Ainda é um carbono alfa aqui, este é um carbono beta. Então algumas vezes isso será conhecido como beta-hidroxi. Provavelmente já usamos coisas da farmácia que continham esse nome. Este é alfa e este é beta, e tem um grupo hidroxila sobre o carbono beta: beta-hidroxi aldeído. Espero que tenha gostado da nossa aula e ficamos por aqui. Até a próxima!