Reações de redução nos compostos orgânicos e principais processos de fermentação AULAS 52 E 53

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QUÍMICA
F B O N L I N E . C O M . B R
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Professor(a): Mariano oliveira
assunto: Reações de redução nos CoMpostos orgâniCos; FerMentação
frente: QuíMiCa iii
AULAS 52 E 53
EAD – ITA/IME
018.201 – 143369/19
Resumo Teórico
REDUÇÃO EM QUÍMICA ORGÂNICA
1. Hidrogenação Catalítica em alcenos, alcinos, alcadieno...
A hidrogenação catalítica envolve a adição de hidrogênio molecular (H
2
) a uma dupla ligação na presença de um catalisador metálico 
finamente dividido (Ni, Pd, Pt), por exemplo:
H2
Pt
(100%)
HC CH CH CH
Alcino
H
P T catalisador
Alceno
H≡  → =    
2
2 2. .
22
3 3
1 2
P T catalisador
Alcanoadi o ad
CH CH. .
“ “
 → =
 →
  
çã ii oçã →
A 2ª adição é mais lenta. Se utilizado um catalisador forte (Ni ou Pt), a reação produz diretamente o alcano. Se utilizado um catalisador 
fraco (Pd misturado com BaSO
4
), a reação para no alceno.
2. Redução em aldeído e cetonas
 Corresponde, normalmente, à diminuição do grau de ligação do carbono a um átomo eletronegativo. [H] é utilizado para indicar uma 
reação de redução, sem especificar os reagentes.
Ex: CH
3
CH
2
CHO → CH
3
CH
2
CH
2
OH
 propanal 1-propanol
2.1. Adição de Hidreto, seguido de protonação
CH3CH2CH2CH
O
1. NaBH4
2. H+, H2O
CH3CH2CH2CH2
OH
Aldeído Álcool primário
CH CH CH CCH3
O
1. NaBH4
2. H+, H2O CH CH CH CHCH3
O
Cetona Álcool Secundário
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Módulo de estudo
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Redução Seletiva de Aldeídos e cetonas:
NaBH
4
CH3CCH2COCH3
O
1. NaBH4
2. H+, H2O
CH3CHCH2COCH3
OHO O
Cetona/Aldeído na presença de Éster
CH3CH=CHCH2CCH3
1. NaBH4
2. H+, H2O
CH3CH=CHCH2CHCH3
OH OO OH
Cetona/Aldeído na presença de ligação C=C
2.2. Redução de Compostos Carboxílicos: LiAlH4
OH
O
1. LiAlH4
OH
+ H2O
Ácido Carboxílico Ácido primário
OCH3
O
1. LiAlH4
OH
+ H2O
2. H+, H2O
Éster Álcool primário
 LiAlH4 é um agente redutor mais forte que NaBH
4
. É utilizado para reduzir compostos menos reativos.
Mecanismo da redução de ésteres com hidreto
CH3C
O
O H
 
 H AlH3+ CH3C
O
O
AlH3
H2+
CH3C
O
Al
H
H
O
H
CH3CH
O
O
AlH2
CH3CH2OH
an alcohol
H3O+ H AlH3 CH3CH O
an aldehyde
CH3CH2O
AlH2O+
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Módulo de estudo
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Mecanismo da redução de ácidos carboxílicos com hidreto
CH3C
O
O H
 
 H AlH3+ CH3C
O
O
AlH3
H2+
CH3C
O
Al
H
H
O
H
CH3CH
O
O
AlH2
CH3CH2OH
an alcohol
H3O+ H AlH3 CH3CH O
an aldehyde
CH3CH2O
AlH2O+
Para que ocorra a redução de ácido carboxílico até aldeído, o ácido carboxílico deve ser transformado em cloreto de ácido ou éster e 
reagido com DIBAH ou DIBAL-H.
Redução de Ésteres e Cloretos de Ácido para o correspondente aldeído: DIBAL-H
OCH3
O
1. DIBAL -H, -78 ºC
2. H2O OCH3
O
Éster Aldeído
C�
O
1. DIBAL -H, -78 ºC
2. H2O H
O
Cloreto de Ácido Aldeído
DIBAL-H permite a adição somente de um hidreto. Isto ocorre por que a troca de substituintes por grupos OR no LiAlH4 diminui a 
reatividade deste reagente.
Formação de Aminas por redução
NH2
O 1. LiAIH4
2. H2O NH2
Amida Amina
CH3C
O
NCH3
H
+ H AlH3
AlH3
CH3C
O
NCH3
+ H2
CH3C
O
NCH3
Al
H
H
H
CH3CH
O
NCH3
AlH2
HO + CH3CH2NHCH3
H2O
CH3CH2NCH3
H AlH3 CH3CH NCH3 + AlH2O
Hidreto remove
um próton
Novo doador
de hidreto
Segunda adição
de hidreto
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Módulo de estudo
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ATENÇÃO: Para que ocorra a redução de ácido até aldeído, o 
ácido carboxílico deve ser transformado em cloreto de ácido 
ou éster e reagido com DIBAH ou DIBAL-H.
R
2
CHOH
Álcool
Secundário R R
O
[o]
[H]
PCC. CrO
3
, K
2
Cr
2
O
7
, KMNO
4
, ...
2.3. Redução de Nitrocomposto
NO2 Fe/HCL NH2
+ 2H2O
R NO2
Fe/HCL R NH2 + 2H2O
nitro-composto amina primária
2.4. Redução de Nitrila
R C N H H
H H
R C
H
H
N
H
H
nitrila hidrogênio amina
3. Fermentação: 
Processo anaeróbico, ou seja ocorre na ausência de oxigênio gasoso, de oxirredução. Nesse processo, o aceptor final de elétrons é uma 
molécula orgânica. Essa via é muito utilizada por fungos, bactérias e células musculares esqueléticas de nosso corpo que estão em contração 
vigorosa. A fermentação ocorre no citosol e inicia-se com a glicólise, quando ocorre a quebra de glicose em duas moléculas de piruvato. 
Percebe-se, portanto, que inicialmente esse processo é semelhante à respiração celular.
A substância a ser produzida depende do organismo em que o processo ocorre. Quando o piruvato é transformado em ácido láctico, 
dizemos que ocorreu uma fermentação láctica; mas quando se transforma em álcool, a fermentação é chamada de alcoólica. Tanto na 
fermentação alcoólica quanto na lática o NADH doa seus elétrons e é convertido em NAD+.
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Módulo de estudo
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3.1 Fermentação alcóolica
glicose
(6C)
2 ATP 2 ATP + 2 P
2 ATP + 2 P 2 ATP
2 ATP + 2 P 2 ATP
ácido pirúvico
(3C)
ácido etílico
(2C)
ácido pirúvico
(3C)
ácido etílico 
(2C)
O
C
O
C
CH3
Piruvato
C
C
H
Piruvato
Descarboxilase
TPP, Mg2+
+
CO2
O
C
O
HH
CH
H3
Aceltaldeído
Álcool
Desidrogenase
Álcool Etílico
NAD + H
+NAD
3.2. Fermentação Láctica
Cada molécula do ácido pirúvico é convertido em ácido lático, que também contêm três átomos de carbono.
Glicose
(C
4
 H
12
O
4
)
2 NAD
2 ATP2 NADH
2
2 ADP
 
+ 2P
Ácido pirúvico
(3C)
Ácido Lático
(C
3
H
5
O
3
)
Ácido Lático
(C
3
H
5
O
3
)
Ácido pirúvico
(3C)
NADH
2
NAD NAD
NADH
2
FERMENTAÇÃO
LÁTICA
Disponível em: sobiologia.com>.
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Módulo de estudo
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Resumo
Fermentação alcoólica
Fermentação acética
Fermentação lática
certas bactérias
e fungos
certas bactérias
bactérias e 
fibras musculares
C
3
H
4
O
3
C
3
H
4
O
3
C
3
H
4
O
3
piruvato
2NAD
piruvato
NAD
piruvato
2NAD
álcool etílico
ácido acético
ácido lático
2NAD
NADH
2NADH
C
2
H
5
OH
C
2
H
3
O
C
3
H
6
O
3
CO
2
CO
2
2H
H+
2H
Exercícios
01. A hidrogenação catalítica de uma ligação dupla é caracterizada 
como uma reação de:
A) eliminação. B) adição.
C) transesterificação. D) de saponificação.
E) substituição.
02. No processo de hidrogenação de 1mol de propeno utilizando 
11,2L de H2, medido em CNTP, haverá redução do propeno para 
propano. Admitindo rendimento de 100%, a porcentagem de 
propeno reduzido será de:
A) 20% B) 30% 
C) 50% D) 75% 
E) 100%
03. A hidrogenação catalítica de um composto orgânico, com 5 ou 
mais átomos de carbono, é possível desde que esse composto 
apresente cadeia carbônica:
A) alifática insaturada ou cadeia cíclica insaturada.
B) alifática, saturada e heterogênea ou cadeia cíclica.
C) alifática, homogênea e ramificada ou cadeia cíclica.
D) aberta, normal, ramificada e homogênea.
E) aberta, insaturada, ramificada e heterogênea aromática.
04. Dois hidrocarbonetos insaturados, que são isômeros, foram 
submetidos, separadamente, à hidrogenação catalítica. Cada 
um deles reagiu com H
2
 na proporção, em mols, de 1:1, 
obtendo-se, em cada caso, um hidrocarboneto de fórmula C
4
H
10
. 
Os hidrocarbonetos que foram hidrogenados poderiam ser:
A) but-1-ino e but-1-eno.
B) 1,3-butadieno e ciclobutano.
C) but-2-eno e 2-metilpropeno.
D) but-2-ino e but-1-eno.
E) but-2-eno e 2-metilpropano.
05. Qual dos compostos a seguir, ao reagir com hidrogênio molecular 
(H
2
) na presença de níquel (metálico) em pó e sob aquecimento, 
origina a substância butano?
A) Butanoamida
B) Butanona
C) Ácido butanoico
D) But-2-ino.
E) Butanal
6. Os terpenos são compostos orgânicos naturais usados na indústria 
de perfumes (essências), inseticidas e condimentos. O α-terpineol 
pertence à classe dos terpenos e pode ser isolado a partir do óleo 
essencial de lavanda. Veja a fórmula estrutural do α-terpineol:
 
C
OH
CH3H3C
CH3
 Qual é o número necessário de mols de H2 molecular para saturar 
ummol do α-terpineol?
A) 2 B) 3
C) 4 D) 5
E) 1
7. Um meio de cultura contendo proteínas, lipídios, glicose e 
amido recebeu uma espécie de fungo unicelular, geneticamente 
modificado.
 
amido
proteínas
lipídios
co
nc
en
tr
aç
ão
de
 s
ub
st
ân
ci
as
glicose
tempo
CO2
 Ao longo de alguns dias, foram medidas as taxas das substâncias 
contidas na cultura, além do gás CO
2 
produzido. Os resultados 
foram expressos no gráfico.
 A partir da análise do gráfico, foram feitas as seguintes afirmações.
I. O fungo realizou a respiração celular ou a fermentação;
II. A glicose foi absorvida e utilizada como combustível celular;
III. O fungo apresentava genes capazes de produzir amilases e 
proteases, que foram secretadas no meio;
IV. As células do fungo secretaram lipases no meio de cultura.
A) II.
B) IV.
C) I e III.
D) II e III.
E) I, II e IV.
8. Primeiro, o suco obtido de uvas esmagadas é juntado a fungos 
do gênero Saccharomyces em tonéis fechados.
 Depois de certo tempo, o fungo é retirado e o líquido resultante 
é filtrado e consumido como vinho. As uvas podem ser colhidas 
mais cedo (menor exposição ao sol) ou mais tardiamente (maior 
exposição) ao longo da estação. Um produtor que deseje obter um 
vinho mais seco (portanto, menos doce) e com alto teor alcoólico 
deve colher a uva
A) ainda verde e deixar o fungo por mais tempo na mistura.
B) ainda verde e deixar o fungo por menos tempo na mistura.
C) mais tarde e deixar o fungo por menos tempo na mistura.
D) mais tarde e deixar o fungo por mais tempo na mistura.
E) mais cedo e deixar o fungo por menos tempo na mistura.
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Módulo de estudo
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 Dona Margarida observou que uma lata de sardinha estava 
estufada e resolveu não consumir o seu conteúdo.
9. Assinale a alternativa que apresenta uma justificativa INCORRETA 
para a atitude de dona Margarida.
A) O alimento pode conter toxinas produzidas por micro-
organismos.
B) O alimento pode estar em processo de decomposição.
C) Os gases responsáveis pelo estufamento da lata são tóxicos.
D) Pode ter ocorrido falta de higiene durante o processo de 
embalagem.
E) Pode ficado bactérias escondidas durante o processo de 
embalagem.
10. Um atleta, que participou de uma corrida de 1500m, desmaiou 
depois de ter percorrido cerca de 800m devido à oxigenação 
deficiente em seu cérebro. Sabendo-se que as células musculares 
podem obter energia por meio da respiração aeróbica ou 
fermentação, nos músculos do atleta desmaiado deve haver 
acúmulo de:
A) glicose
B) glicogênio
C) monóxido de carbono
D) ácido lático
E) etanol.
11. No processo de redução ocorre diminuição do nox, portanto, a 
hidrogenação catalítica do formaldeído, resulta em:
A) matano 
B) matenal 
C) metanol 
D) ácido metanoico 
E) etileno.
12. Dadas as reações:
 
CH CH2 H2
Ni/25 ºC
CH2 CH3
I.
II. + CH3CH2 Br
A� C � 3
CH2CH3
+ HBr
III.
CH2CH3 COOHCrO3, CH3CO2H
H2SO4 aq.
 Podemos afirmar que há oxirredução, apenas, em
A) 1 
B) 1 e 2 
C) 3 
D) 1 e 3 
E) 1, 2 e 3
13. Na reação do ácido benzoico, com LiALH
4
 / H
3
O+ , há formação 
de:
A) álcool primário
B) aldeído
C) álcool secundário
D) fenol
E) hidrocarboneto aromático
14. Na reação apresentada a seguir, o produto orgânico resultante é 
 
NO2 Fe/HCL
A) benzilamina
B) anilina
C) metilamina
D) ciclo-hexilamina
E) benzeno
15. Na reação: R – CN + NaBH
4
 → X
 Sabendo que R é o grupo isopropil, concluímos que X é:
A) uma amida
B) uma imina 
C) uma amina secundária
D) 2-metilpropan-1-amina
E) Butan-1-amina
16. Na redução do acetato de isopropila com LiAlH4 haverá a formação 
de:
A) Etanol e propano-2-ol
B) Metanol e propano-1-ol
C) Etanol e etanol
D) Propan-1-ol e propan-2-ol
E) Etanol e metanol
17. Em um laboratório de química, um estudante, na tentativa de 
promover a redução do ácido butanoico a buatn-1-ol, separou 
os seguintes agentes redutores:
I. H
2
 / Pt;
II. NaBH
4
 / H
2
O;
III. LiAlH
4
 / HCl.
O processo deverá ocorrer com sucesso com:
A) Somente I
B) Somente II
C) Somente III
D) Somente I e III
E) Somente II e III
18. Diminuindo-se o número de insaturações da cadeia carbônica de 
óleos naturais, através de hidrogenação catalítica, obtêm-se as 
margarinas, usadas como alimento. Do processo mencionado, 
é correto dizer que as ligações rompidas e a reação que ocorre 
são do tipo: 
A) sigma e redução
B) pi e substituição 
C) pi e adição 
D) sigma e oxidação 
E) pi e eliminação
19. Observe a reação: benzamida + LiAlH
4 
/ H
2
O → Y 
 O composto Y é:
a) Fenilamina
b) Benzamina
c) Benzonitrila
d) Isocaneto de fenila
e) Fenilmetanamina
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Módulo de estudo
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20. Na reação: OHC – CH
2 
– CH
2
 – COOH + NaBH
4
 / H
2
O → W 
 O composto W é 
A) Ácido 4-hidroxibutanoico
B) 4-hidroxibutanal
C) Butan-1,4-diol
D) Butano
E) etanol
21. Observou-se o seguinte:
 CH3
HBr
mistura de três bromo-metil-cicloexanos
sem contar os estereoisômeros
A) Escreva as estruturas dos três brometos.
B) Escreva os mecanismos de formação de cada um.
22. Escreva um mecanismo que explique a seguinte isomerização:
CH2
Traços de H+
catalisador
CH3
23. Um hidrocarboneto desconhecido tema fórmla C
10
H
16 
e absorve 
2 mol de hidrogênio em uma hidrogenação catalítica. Reagindo 
1 mol de HCl, obtém-se dois monocloretos diferentes (C
10
H
17
Cl). 
O hidrocarboneto não reage com anidrido maléico em reação 
Diels-Alder. Tratamento com excesso de ozônio, seguido por 
Zn e H
2
O dá acetona e...
HOC C
O
CH2 CH2 CH
CH3
CHO
 Qual é a estrutura do hidrocarboneto e por que ele não apresenta 
reação Diels-Alder?
 Dado:
 
O
O
O
24. O clorofórmio, dá reações de adição a alcenos, via radicais livres. 
Sugira um mecanismo que explique a reação a seguir:
+
C
�
�
�
CH
C
C peróxidos
CC�3
 
25. Sugira um mecanismo para a reação:
O
O
OH
+ O +
COOH
26. Escreva a estrutura do produto majoritário obtido pela 
hidroboração oxidação das seguintes moléculas:
A) 2-metil-propeno.
B) cis-2-buteno.
C) ciclo-penteno.
D) 3-etil-2-penteno.
E) 3-etil-1-penteno.
27. Na natureza, os ácidos graxos insaturados encontrados em óleos 
vegetais ocorrem predominantemente na forma do isômero 
geométrico cis. Porém, quando esses óleos são processados 
industrialmente, ou usados em frituras repetidas, forma-se o 
isômero trans, cujo consumo não é considerado saudável. Observe 
na tabela abaixo os nomes usuais e os oficiais de três ácidos graxos 
comumente presentes em óleos e gorduras.
 
Nome usual Nome oficial
oleico octadec-9-enoico
esteárico octadecanoico
linoleico octadec-9, 11-dienoico
 Em um laboratório, para identificar o conteúdo de três frascos, 
X, Y e Z, cada um contendo um desses ácidos, foram realizados 
vários testes.
 Observe alguns dos resultados obtidos:
– frasco X: não houve descoramento ao se adicionar uma solução 
de Br
2
/CCl
4
;
– frasco Y: houve consumo de 2 mols de H
2(g)
 na hidrogenação 
de 1 mol do ácido;
– frasco Z: o ácido apresentou estereoisômeros. 
28. Analise a sequência de reações a seguir: 
 
OH O H
CH3
O OH
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Módulo de estudo
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A) Escreva em cada uma das setas o tipo de reação, usando as 
seguintes palavras: oxidação, adição, eliminação e redução. 
B) Circule, entre as substâncias mencionadas acima, a única que 
apresenta atividade óptica.
29. Um laboratorista recebeu instruções para a elaboração de sínteses 
a partir do propeno. Essas instruções continham quatro lacunas 
– A, B, C e D –, como pode ser observado no esquema a seguir. 
propeno
K
2
Cr
2
O
7 CH3MgBr
H
2
SO
4
H
2
O
A B C
D 
 Considere, apenas, o principal produto orgânico formado em cada 
etapa. Apresente as fórmulas estruturais planas dos compostos 
orgânicos que correspondem, respectivamente, às lacunas A, B, 
C e D.
30. Observe o esquema reacional a seguir:
I. Etano +Cl
2
 /luz → A;
II. A + Mg/éter → B;
III. A + OH– / H
2
O → C;
IV. C + KMnO
4
 /H
2
SO
4
 → D;
V. D + SOCl
2
 → E
VI. E + B – → F
VII. F + NaBH
4
 / H
2
O → G
 Determine a estrutura e a nomenclatura de cada um dos 
compostos de A até G.
Gabarito
01 02 03 04 05
B C A C D
06 07 08 09 10
E E D C D
11 12 13 14 15
C D A B D
16 17 18 19 20
A D C E A
21 22 23 24 25
26 27 28 29 30
Anotações
SUPERVISOR/DIRETOR: MARCELO PENA – AUTOR: ?????? 
DIG.: Zilmar – REV.: ??