Grupo Metil - Methyl group

Diferentes maneiras de representar um grupo metil (destacado em azul )

Um grupo metil é um alquil derivado de metano , contendo um átomo de carbono ligado a três átomos de hidrogênio - CH 3 . Nas fórmulas , o grupo costuma ser abreviado como Me . Esses grupos de hidrocarbonetos ocorrem em muitos compostos orgânicos . É um grupo muito estável na maioria das moléculas. Embora o grupo metil geralmente faça parte de uma molécula maior , ele pode ser encontrado sozinho em qualquer uma das três formas: ânion , cátion ou radical . O ânion tem oito elétrons de valência, o radical sete e o cátion seis. Todas as três formas são altamente reativas e raramente observadas.

Catião metil, ânion e radical

Metil cátion

O cátion metilium ( CH+
3
) existe na fase gasosa , mas de outra forma não é encontrado. Alguns compostos são considerados fontes de CH+
3
cátion, e esta simplificação é amplamente usada na química orgânica. Por exemplo, a protonação de metanol dá um reagente de metilação eletrofílico que reage pela via S N 2:

CH 3 OH + H +CH
3
OH+
2

De modo semelhante, o iodeto de metilo e de metilo de triflato são vistos como o equivalente de catião metil porque eles sofrem prontamente S N 2 por reacções fracas nucleófilos .

Ânion metila

O ânion metanídeo ( CH-
3
) existe apenas na fase gasosa rarefeita ou em condições exóticas. Pode ser produzido por descarga elétrica em ceteno a baixa pressão (menos de um torr ) e sua entalpia de reação é determinada como sendo cerca de252,2 ± 3,3  kJ / mol . É uma superbase poderosa ; apenas o ânion monóxido de lítio ( LiO-
) e os dianíons de dietinilbenzeno são conhecidos por serem mais fortes.

Ao discutir os mecanismos de reações orgânicas, metil lítio e reagentes de Grignard relacionados são frequentemente considerados sais de " CH-
3
"; e embora o modelo possa ser útil para descrição e análise, é apenas uma ficção útil. Esses reagentes são geralmente preparados a partir de halogenetos de metila:

2 M + CH 3 X → MCH 3 + MX

onde M é um metal alcalino.

Radical de metila

O radical metil tem a fórmula CH
3
. Ele existe em gases diluídos, mas na forma mais concentrada, se dimeriza rapidamente em etano . Ele pode ser produzido pela decomposição térmica de apenas alguns compostos, especialmente aqueles com uma ligação –N = N–.

Reatividade

A reatividade de um grupo metil depende dos substituintes adjacentes . Os grupos metil podem ser pouco reativos. Por exemplo, em compostos orgânicos, o grupo metil resiste ao ataque até mesmo dos ácidos mais fortes .

Oxidação

A oxidação de um grupo metil ocorre amplamente na natureza e na indústria. Os produtos de oxidação derivados do metil são CH 2 OH, CHO e CO 2 H. Por exemplo, o permanganato freqüentemente converte um grupo metil em um grupo carboxil (–COOH), por exemplo, a conversão de tolueno em ácido benzóico . Em última análise, a oxidação dos grupos metil dá prótons e dióxido de carbono , como visto na combustão.

Metilação

A desmetilação (a transferência do grupo metil para outro composto) é um processo comum e os reagentes que sofrem essa reação são chamados de agentes de metilação. Os agentes de metilação comuns são dimetilsulfato , iodeto de metila e triflato de metila . A metanogênese , a fonte do gás natural, surge por meio de uma reação de desmetilação. Junto com a ubiquitina e a fosforilação, a metilação é um importante processo bioquímico para modificar a função da proteína.

Deprotonação

Certos grupos metil podem ser desprotonados. Por exemplo, a acidez dos grupos metil na acetona ((CH 3 ) 2 CO) é cerca de 10 20 vezes mais ácido do que o metano. Os carbanions resultantes são intermediários-chave em muitas reações na síntese e biossíntese orgânica . Os ácidos graxos são produzidos dessa maneira.

Reações de radicais livres

Quando colocado em posições benzílicas ou alílicas , a força da ligação C – H diminui e a reatividade do grupo metil aumenta. Uma manifestação dessa reatividade aumentada é a cloração fotoquímica do grupo metil em tolueno para dar cloreto de benzila .

Metila quiral

No caso especial em que um hidrogênio é substituído por deutério (D) e outro hidrogênio por trítio (T), o substituinte metil torna-se quiral . Existem métodos para produzir compostos de metila opticamente puros, por exemplo, ácido acético quiral (CHDTCO 2 H). Através do uso de grupos metil quirais, o curso estereoquímico de várias transformações bioquímicas foi analisado.

Rotação

Um grupo metil pode girar em torno do eixo R-C. Esta é uma rotação livre apenas nos casos mais simples, como CClH 3 gasoso . Na maioria das moléculas, o restante R quebra a simetria C do eixo R — C e cria um potencial V ( φ ) que restringe o movimento livre dos três prótons. Para o caso do modelo de C 2 H 6, isso é discutido sob o nome de barreira de etano . Em fases condensadas, as moléculas vizinhas também contribuem para o potencial. A rotação do grupo metil pode ser estudada experimentalmente usando espalhamento quase elástico de nêutrons .

Etimologia

Os químicos franceses Jean-Baptiste Dumas e Eugene Peligot , após determinar a estrutura química do metanol, introduziram "metileno" do grego methy "wine" e hȳlē "wood, patch of trees" com o intuito de destacar suas origens, "álcool feito de madeira ( substância)". O termo "metil" foi derivado por volta de 1840 por formação reversa de "metileno", e foi então aplicado para descrever "álcool metílico" (que desde 1892 é chamado de " metanol ").

Metil é o termo da nomenclatura IUPAC da química orgânica para uma molécula de alcano (ou alquil), usando o prefixo "met-" para indicar a presença de um único carbono.

Veja também

Referências

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  11. ^ Observe que a palavra grega correta para a substância "madeira" é xilo .