Oxidação energética de alcenos

As reações orgânicas de oxidação são aquelas em que o Nox dos átomos de carbono envolvidos sofre um aumento. Geralmente, estudam-se somente as oxidações orgânicas causadas pelo oxigênio. Uma delas é a oxidação energética, em que se utilizam como agentes oxidantes o permanganato de potássio (KMnO₄) ou o dicromato de potássio (K₂Cr₂O₇), em meio ácido e a quente.

Vamos considerar como isso ocorre com uma solução de permanganato de potássio. Em meio ácido, os íons H₃O⁺ causam a decomposição do permanganato, liberando para o meio grandes quantidades de átomos de oxigênio nascentes [O]:

Esses oxigênios formados irão atacar a molécula de alceno, quebrando a ligação dupla, realizando a oxidação energética e liberando como produtos ácidos carboxílicos, cetonas e/ou gás carbônico e água. Além disso, sempre há a formação de peróxido de hidrogênio (H₂O₂).

Genericamente, temos:

Se o produto será uma cetona, um ácido carboxílico ou gás carbônico e água, dependerá do tipo de carbono da ligação dupla. Veja as quatro possibilidades:

1. Se os dois carbonos da dupla ligação forem secundários, isto é, se não forem ramificados, serão formados dois ácidos carboxílicos.

Exemplo:

H₃C        CH₃                         O                   O
    \        /                              //                  //
     C = C + 4 [O] →  H₃C ─ C  +  H₃C ─ C 
    /       \                               \                   \
  H         H                              OH               OH
                                          Ácido            Ácido
                                    Carboxílico      Carboxílico

2.  Se os dois carbonos da dupla ligação forem terciários, ou seja, se forem ramificados, os produtos serão duas cetonas:

Exemplo:

 H₃C        CH₂─CH₃                       O                          O
     \        /                                       ║                         ║
      C = C               + 2 [O] →         C            +            C 
     /       \                                       /  \                        /   \
H₃C        CH₃                          H₃C    CH₃            H₃C    CH₂─CH₃          
                                                    Cetona                     Cetona

3.  Se um carbono da dupla ligação for secundário e o outro terciário, teremos a formação de um ácido carboxílico e de uma cetona.

Exemplo:

H₃C        CH₃                          O               O
    \        /                               //                 ║
     C = C + 3 [O] →  H₃C ─ C         +        C 
    /       \                                \                 /   \
  H         CH₃                           OH      H₃C    CH₃         
                                       Ácido                Cetona
                                   Carboxílico

4. Se a dupla ligação vier na extremidade da cadeia carbônica, em que pelo menos um dos átomos de carbono é primário, então haverá a formação do ácido carbônico que irá se decompor em dióxido de carbono e água:

 H           CH₃                         O               O
    \        /                             //                  ║
     C = C + 5 [O] →  HO ─ C         +        C 
    /       \                              \                  /   \
  H         CH₃                        OH      H₃C    CH₃         
                                       Ácido                Cetona
                                   Carbônico

              O               
            //             
HO ─ C         →  1 CO₂ + 1 H₂O      
            \              
             OH     
      Ácido             Dióxido    Água
  Carbônico         de carbono