FCM PB 2019/2
Eletrólise de Kolbe ou reação de Kolbe é uma reação orgânica nomeada em relação a Hermann Kolbe. A reação de Kolbe é formalmente uma dimerização decarboxilativa e ocorre por um mecanismo de reação de radicais. Essa reação é utilizada na síntese de hidrocarbonetos diversos, a partir de óleos vegetais, os quais podem ser empregados como fontes alternativas de energia, em substituição aos hidrocarbonetos fósseis. A reação abaixo ilustra a eletrólise de Kolbe.
Com base na reação acima, o hidrocarboneto produzido na eletrólise do ácido 3,3-dimetil-butanoico é o:
3,3,6,6-tetrametil-octano
3,3,4,4-tetrametil-hexano
2,2,4,4-tetrametil-hexano
2,2,5,5-tetrametil-hexano
2,2,7,7-tetrametil-octano
Resolução
1. Escrevendo a estrutura do ácido
O ácido 3,3-dimetilbutanoico possui 4 carbonos na cadeia principal e dois grupos metil ligados ao C-3:
HOOC-CH2-C(CH3)2-CH3
2. Formação do radical (etapa anódica da eletrólise de Kolbe)
Na eletrólise, o ânion carboxilato perde um elétron e sofre descarboxilação, eliminando \(\mathrm{CO_2}\). O carbono que estava ligado ao grupo \(\mathrm{COO^-}\) fica com um elétron desemparelhado:
\[\mathrm{HOOC\,{-}\,R \;\longrightarrow\; CO_2\; +\; ^\bullet R}\]
No nosso caso: \(^\bullet\!R = ^\bullet\!\!\text{CH}_2\!−\!C(CH_3)_2−CH_3\)
3. Dimerização dos radicais
Dois radicais idênticos combinam-se, formando uma ligação C–C:
\[^\bullet\!R + ^\bullet\!R \;\longrightarrow\; R{-}R\]
Obtém-se o alcano:
CH3−C(CH3)2−CH2−CH2−C(CH3)2−CH3
4. Escolha da cadeia principal e numeração
- A cadeia mais longa contém 6 átomos de carbono.
- Numerando a partir de qualquer extremidade, os radicais metil ficam nos carbonos 2 e 5.
5. Nome IUPAC
Cadeia de 6 carbonos → hexano.
Quatro substituintes metil nos carbonos 2 e 5 → 2,2,5,5-tetrametil-hexano.
Resposta: alternativa D.
Dicas
Erros Comuns
Eletrólise de Kolbe
- Ânion carboxilato (\(\mathrm{RCOO^-}\)) é oxidado no ânodo.
- Há perda de \(\mathrm{CO_2}\) e formação de um radical \(^\bullet\!\mathrm{R}\).
- Dois radicais se combinam, originando um alcano simétrico \(\mathrm{R{-}R}\).
Nomenclatura de alcanos substituídos
- Selecionar a cadeia contínua mais longa.
- Numerar a cadeia para dar os menores números possíveis aos substituintes.
- Usar prefixos di-, tri-, tetra- etc. para indicar o número de substituintes idênticos.
