TEMA 5 ÁLCOOIS E ÉTERES

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TEMA 5 – ÁLCOOIS E ÉTERES 
 
Grupo funcional: Átomo ou grupo de átomos que caracteriza uma família de compostos 
orgânicos. 
Essencialmente, o grupo funcional de uma molécula é a porção não hidrocarbonada da 
mesma. 
Os grupos funcionais determinam em grande medida as propriedades físicas e a 
reatividade das moléculas orgânicas. As cadeias hidrocarbonadas ligadas aos grupos 
funcionais modificam (modulam) as propriedades das moléculas. 
O conhecimento da estrutura e tipo de ligação das moléculas orgânicas permite entender 
sua reatividade e suas propriedades, bem como agrupar os milhões de moléculas 
orgânicas em um reduzido número de famílias. 
Os grupos funcionais simples estão formados pela união de um heteroátomo (X, O, S, 
N...) ao carbono de um grupo alquila através de uma ligação covalente simples do tipo σ. 
Os diferentes heteroátomos levam a diferentes famílias de compostos orgânicos. 
As famílias de compostos com grupos funcionais simples nas que o heteroátomo é o 
oxigênio são: 
- Álcoois: R-O-H 
- Éteres: R-O-R´ 
 
Os grupos funcionais com ligações múltiplas estão formados pela união de um 
heteroátomo ao carbono de um grupo alquila através de uma ligação covalente dupla do 
tipo σ + π. 
As famílias mais importantes de compostos com grupos funcionais com ligações duplas 
nas que o único heteroátomo é o oxigênio são: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O 
 || 
 R-C-H 
 
Aldeídos 
 O 
 || 
 R-C-R´ 
 
Cetonas 
 O 
 || 
 R-C-OH 
 
Ácidos carboxílicos 
 O 
 || 
 R-C-O-R´ 
 
Ésteres 
E os nomes dos grupos funcionais são: 
 
 
 
 
 
ÁLCOOIS (R-OH, R = grupo alquila) 
Os álcoois podem ser considerados como hidroxiderivados de alcanos ou como derivados 
de substituição de um H da água por um grupo alquila. 
Ex.: CH3-OH 
 
Ligação química nos álcoois 
C: 1s22s22p2 => 4 OH sp3 cada um com um e- 
O: 1s22s22p4 => 4 OH sp3, dois com 1e- e dois com 2 e-. 
 
 
 
 O 
 || 
 -C- 
 
Grupo carbonila 
 O 
 || 
 -C-OH 
 
Grupo carboxila 
 O 
 || 
 -C-O- 
 
Grupo (ou íon) 
carboxilato 
Ligações no H3C-OH 
- 1 lig. σ C(sp3)- O(sp3) 
- 1 lig. σ O(sp3)-H(1s) 
- 3 lig. σ C(sp3)-H(1s) 
- Restam no átomo de O 2 orbitais não 
 ligantes sp3, cada um com 2 e-. 
 
Etanol: 
 
 
Nomenclatura de álcoois 
 
Álcoois primários: -OH ligado a um C primário (ligado a 1 átomo de C): CH3-CH2OH 
Álcoois secundários: -OH ligado a um C secundário (ligado a 2 átomos de C): 
 CH3- CHOH-CH3 
Álcoois terciários: -OH ligado a um C terciário (ligado a 3 átomos de C): 
 CH3- C(CH3)2-OH 
 
- Os álcoois são nomeados como o alcano de origem terminado em “ol”, ou como o álcool 
alquílico correspondente. Ex.: 
CH3-OH: metanol ou álcool metílico 
CH3-CH2OH: etanol ou álcool etílico 
CH3- CH2-CH2OH: propan-1-ol ou álcool n-propílico 
CH3- CHOH-CH3: propan-2-ol ou álcool isopropílico 
CH3- CH(CH3)-CH2OH: 2-metil-propan-1-ol ou álcool isobutílico 
CH3- CH2-CHOH-CH3: butan-2-ol ou álcool secbutílico 
CH3- C(CH3)2-OH: 2-metil-propan-2-ol ou álcool tercbutílico 
- Para nomear álcoois complexos é escolhida como cadeia principal a mais longa a conter 
o maior número possível de grupos OH, mesmo se não for a cadeia mais longa da 
molécula. A numeração da cadeia começa pelo carbono que dê o menor número ao C 
ligado ao grupo hidroxila. Os grupos hidroxila prevalecem sobre ligações dupla e triplas. 
Ex.: 
CH3- CH2-CH2-CH-CH2-CH3 2-etil-pentan-1-ol 
 | 
 CH2OH 
 
- Existem compostos com mais de um grupo OH, sendo chamado polióis. Com dois 
grupos OH, são chamados de dióis ou glicóis: 
 
CH2OH-CH2OH: etanodiol ou etilenoglicol 
CH2OH-CHOH-CH2OH: propano-1,2,3-triol, glicerina ou glicerol 
CH2OH-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH3 2-butil-butano-1,4-diol 
 | 
 CH2OH 
 
- Nos casos em que o composto possui grupos funcionais prevalecentes sobre o grupo 
OH, este último é nomeado como substituinte, com o nome “hidroxi”. Ex.: 
CH3- CHOH-CH2-COOH: ácido 3-hidroxi-butanoico 
 
Propriedades dos álcoois 
 
Os álcoois são em geral líquidos a temperatura ambiente e os de peso molecular 
relativamente baixo são solúveis em água. 
Os álcoois têm pontos de ebulição muito mais elevados que os correspondentes 
hidrocarbonetos ou compostos de peso molecular análogo: 
 
Composto P.E (ºC) P.M. Forças intermoleculares 
n-pentano 36 72 
van der Waals 
(muito fracas) 
Cloreto de n-propila 46 78 dipolo-dipolo (fracas) 
Butan-1-ol 118 74 
Ligação de hidrogênio 
(moderadamente fortes) 
 
Nos álcoois, a ligação O-H é covalente polar => forças intermoleculares via ligação de 
hidrogênio. 
P.E.: temperatura na que existe energia necessária para quebrar as forças intermoleculares 
(passagem de líquido para vapor). 
Quanto mais fortes as ligações intermoleculares, mais energia é necessária para quebrá-
las e maior o P.E. Por isso os álcoois são líquidos a temperatura ambiente. 
 
As forças intermoleculares na água também são ligação de hidrogênio => formação de 
ligações intermoleculares mistas H2O/álcool => álcoois solúveis em água. 
 
 
 
A solubilidade em água dos álcoois diminui a medida que aumenta o comprimento da 
cadeia carbonada, devido a que vá predominando a parte apolar sobre a parte polar da 
molécula. 
 
Composto 
P.F. (ºC) P.E. (ºC) 
Solubilidade em água 
(g/100 mL H2O) 
Metanol -97 64,7 ∞ 
Etanol -117 78,3 ∞ 
Propanol -126 97,2 ∞ 
Butan-1-ol -90 117,7 8,3 
Pentan-1-ol -78,5 138 2,4 
Octan-1-ol -15 195 0,05 
 
 
Reatividade de álcoois 
 
- Desidratação: Na presença de um agente desidratante, como o ácido sulfúrico, os álcoois 
perdem água para formar alcenos (desidratação intramolecular): 
 
 H2SO4 
CH3-CH2OH CH2=CH2 + H2O 
 Temp. > 1800 
 
- Formação de éteres: A reação com ácido sulfúrico a menor temperatura leva à formação 
de éteres por desidratação intermolecular 
 
 H2SO4 
2 CH3-CH2OH CH3-CH2-O-CH2-CH3 + H2O 
 Temp. < 1400 
 
 
- Reações de oxidação 
 
• Álcoois primários são oxidados a aldeídos e posteriormente a ácidos carboxílicos. 
Em processos de combustão são oxidados a CO2 e H2O: 
 Q 
CH3-CH2OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O 
 
• Álcoois secundários são oxidados a cetonas. 
• Álcoois terciários não são oxidados em condições normais. 
 
- Reações de formação de ésteres 
 
Ácido carboxílico + álcool → éster + água 
 
CH3-COOH + CH3OH → CH3-COO-CH3 + H2O 
 
- Reações com haletos de hidrogênio: São formados haletos de alquila 
 H+ 
R-OH + HX → R-X + H2O 
 
Obtenção de álcoois 
 
- Hidratação de alcenos catalisada por ácidos, geralmente ácido sulfúrico: 
 H+ 
>C=C< + H2O → >C--C< 
 | | 
 H OH 
 
A adição de água segue a regra de Markovnikov =>com exceção do caso do etileno, são 
obtidos álcoois secundários ou terciários (o grupo OH é adicionado ao átomo de carbono 
mais substituído). 
Ex.: 
 H+ 
CH3-CH2-CH=CH2 + H2O → CH3-CH2-CH—CH2 
 | | 
 OH H 
 
- Hidroboração-Oxidação de alcenos 
 
Método para obtenção de álcoois anti-Markovnikov, por exemplo, para obter butan-1-ol 
a partir de but-1-eno: 
 
 1º) THF:BH3 
CH3-CH2-CH=CH2 CH3-CH2-CH2-CH2OH 
 2º) H2O2, OH
- 
 
A reação acontece em duas etapas: 
1ª) Hidroboração: adição de boro ao carbono menos substituído para evitar impedimentos 
estéricos entre o boro e os substituintes do carbono 
 
 THF:BH3 
3 CH3-CH2-CH=CH2 (CH3-CH2-CH2-CH2)3B 
 
2ª) Oxidação e hidrólise do intermediário organoborado por peróxido de hidrogênio em 
meio básico: 
 
 H2O2, OH
- 
(CH3-CH2-CH2-CH2)3B 3 CH3-CH2-CH2-CH2OH 
 
 
Usos dos álcoois 
Os álcoois são usados como solventes e intermediários químicos, podendo ser 
transformados em quase todas as outras classes de compostos alifáticos. 
 
Etanol: Uso como solvente, em aplicações farmacêuticas, como meio de reação. 
Componente de bebidas alcoólicas (fermentação). No homem, produz euforia em 
pequenas doses e em doses maiores deprime o sistema nervoso central (coma etílico). Seu 
uso mais importante é como combustível de veículos automotivos. A síntese industrial de 
etanol por fermentação da cana de açúcar será estudada no tema seguinte. 
 
Metanol: É o álcool de madeira. É muito tóxico, sua ingestão (15 mL) produz cegueira. 
Encontra-se em pequenas doses em licores destilados em presença de restos de galos ou 
caroços, produzindo dor de cabeça. Pode ser obtido por destilação da madeira. 
Comercialmente, é fabricado a partir de monóxido de carbono: 
 
 Pt/Q 
CO + 2H2 CH3OH 
 
Metanol é o combustível usado na fórmula Indy. 
 
Etilenoglicol: Usado como anticongelante em automóveis. 
Glicerina: Coproduto da produção de biodiesel. Múltiplos usos: umectante, espessante, 
médio dispersor, lubrificante, fluido de aquecimento em banho e anticongelante. Também 
pode ser utilizado como ingrediente em cosmética, artículos de asseio, medicamentos y 
produtos alimentícios. Está sendo testado como fonte de carbono para fermentações com 
microrganismos. 
 
 
 
ÉTERES 
 
Os éteres podem ser considerados formalmente derivados da água, por substituição dos 
dois H por grupos alquila: 
 
R-O-R´ 
Ex.: H3C-O-CH3 
 
Ligação nos éteres 
 
 
Os dados experimentais indicam que a hibridação dos OA do oxigênio é sp3. 
 
O: 1s22s22p4 CLOA 1s2 + 4 OH sp3 (2 com 1 e- e 2 com 2 e-) 
C: 1s22s22p2 CLOA 1s2 + 4 OH sp3 (com 1 e- cada) 
 
As ligações covalentes na molécula H3C-O-CH3 são: 
- 2 ligações covalentes σ C(sp3)-O(sp3) 
- 6 ligações covalentes σ C(sp3)-H(1s) 
- Restam 2 pares de e- solitários em 2 OH do oxigênio, que não fazem parte de ligação. 
 
 
Nomenclatura dos éteres 
 
- Os éteres são comumente tratados como substituintes, adicionando o prefixo alcoxi 
(metoxi, etoxi, propoxi, butoxi) ou alquiloxi (pentiloxi, hexiloxi, etc.) ao nome da cadeia 
principal. Para determinar qual das duas cadeias é a principal, seguem-se os critérios 
estabelecidos nas normas gerais: em ausência de outros grupos funcionais, a mais longa; 
a mais longa a conter ligações duplas em ausência de outros grupos funcionais; a mais 
longa a conter grupo hidroxila, etc. 
Ex.: 
H3C-O-CH2-CH3 metoxietano 
CH3-CH2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-CH2Cl 1-cloro-4-propoxibutano 
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-O-CH=CH2 pentiloxieteno 
CH3-CH2-CH(CH2-CH3)-CH(OCH3)-CH3 3-etil-2-metoxipentano 
CH3-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH3 1,2-dietoxietano 
 
- Os éteres também podem ser nomeados utilizando o termo éter seguido dos nomes dos 
dois substituintes ligados ao átomo de oxigênio, em ordem alfabética, e adicionando o 
sufixo “ílico” ao nome do último. Nos éteres simétricos (os dois substituintes iguais) 
utiliza-se o prefixo “di” e a terminação “ílico”. 
Ex: 
H3C-O-CH3 Éter dimetílico 
H3C-O-CH2-CH3 Éter etilmetílico 
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-O-CH=CH2 Éter etenilpentílico 
 
Propriedades físicas e usos dos éteres 
 
- P.F. e P.E. baixos, comparáveis aos dos hidrocarbonetos de análogo peso molecular, ou 
levemente maiores, devido a que o átomo de oxigênio confere aos éteres um caráter 
levemente polar: 
Composto P.E. (ºC) 
H3C-O-CH3 -25 
CH3-CH2-CH3 -45 
CH3-CH2-O-CH2-CH3 34,6 
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 36 
 
- Imiscíveis em água, com exceção de dioxano e tetra-hidrofurano, que são solúveis em 
água; 
 
 Dioxano 
 
 Tetraidrofurano (THF) 
 
- Bons solventes de compostos orgânicos. Não dissolvem os compostos inorgânicos; 
- Pouco reativos (por isso são usados como solventes); 
- São usados em processos de extração com solventes (por ex., para extrair o óleo 
remanescente na torta após a prensagem das sementes das plantas oleaginosas); 
- O éter mais importante é o éter dietílico, muito volátil (P.E. 34,6 ºC) e inflamável. 
Quando exposto ao ar, forma peróxidos explosivos, pelo que, para impedir sua formação, 
o éter comercial é aditivado com algo de etanol e água. É usado como anestésico. 
 
Reatividade dos éteres 
 
Os éteres são pouco reativos. Apenas reagem com os ácidos HI e HBr para formar álcoois 
e derivados halogenados: 
 
R-O-R´ + HI → R-OH + I-R´ 
 
Os éteres com grupos alquila primários e secundários formam o álcool estericamente mais 
impedido: 
 
 
 
Já os éteres terciários, benzílicos e alílicos formam o álcool menos impedido: 
 
(CH3)3C-O-CH2-CH2-CH3 + HBr → (CH3)3C-Br + HO-CH2-CH2-CH3 
 
Preparação de éteres 
 
- Desidratação de álcoois catalisada por ácido sulfúrico 
 
 H2SO4 
2 CH3-CH2OH CH3-CH2-O-CH2-CH3 + H2O 
 Temp. < 1400 
 
O método é útil para preparar industrialmente éteres simétricos de álcoois primários. 
 
- Síntese de Williamson 
 
Útil para preparar éteres simétricos e assimétricos. 
Consiste na reação de um alcóxido metálico com um haleto de alquila: 
 
R-O-Na+ + CH3-I → R-O-CH3 + NaI 
 
Para formar o alcóxido, o álcool correspondente é tratado com uma base forte, como o 
hidreto de sódio: 
 
R-OH +NaH → R-O-Na+ + H2 
 
Pode também ser usado Ag2O para formar o alcóxido e a reação transcorre em uma única 
etapa. 
Os éteres assimétricos devem ser sintetizados a partir do alcóxido estericamente mais 
impedido e do haleto de alquila menos impedido: 
 
(CH3)3C-O
- + CH3-I → (CH3)3C-O-CH3 + I- 
 
O éter terc-butilmetílico é usado como aditivo das gasolinas para aumentar seu índice de 
octanas.