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Cisão de ligações, reação de adição . em alcenos e alcinos Na química orgânica, já que a variedade de funções existentes neste ramo é muito maior que na inorgânica, a quantidade de tipos de reação também é muito maior. Para nos ajudar a organizar esse universo de especificidades, dividiu-se as reações orgânicas em 4 TIPOS GERAIS, dos quais se desmembram todos os tipos mais específicos: • Reações de adição • Reações de substituição • Reações de eliminação • Reações de oxidação Cisão de ligações Em toda reação química, há um rearranjo de átomos para a formação de novos compostos a partir dos reagentes. Para que tal rearranjo ocorra, as ligações existentes entre eles nos compostos reagentes precisam ser rompidas, ao que damos o nome de cisão. Esta cisão pode ser de 2 formas possíveis: ➔ Homolítica • Neste caso, a quebra ocorre no meio da ligação, sendo IGUAL para ambos os átomos (por isso o prefixo “homo”), já que cada grupo liberado fica com um dos elétrons do par anteriormente compartilhado; • Ocorrem com catalisadores que podem ser a LUZ (λ ou hƒ), CALOR (Δ), PERÓXIDO (H2O2) ou CATALISADORES DE SUPERFÍCIE (Pt, Ni, Pd). • Neste caso, a quebra não ocorre no meio da ligação, sendo DESIGUAL (por isso o prefixo “hetero”), já que um grupo liberado fica com os 2 elétrons do par anteriormente compartilhado e o outro grupo perde os elétrons daquela ligação; • Ocorrem com catalisadores que podem ser ÁCIDOS, BASES, SAIS, ÁGUA ou ÁCIDOS DE LEWIS (AlCl3, FeBr3, BF3). Sendo assim, as reações podem apresentar 3 diferentes MECANISMOS DE REAÇÃO: Via radicais livres --> em que um radical livre ataca uma ligação covalente enfraquecida; Via reação nucleofílica --> em que uma espécie nucleófila é a primeira a atacar o composto orgânico; Via reação eletrofílica --> em que uma espécie eletrófila é a primeira a atacar o composto orgânico. Reações de Adição em alcenos e alcinos Falando de uma forma genérica, as reações de adição ocorrem quando ADICIONAMOS um reagente (geralmente inorgânico) a um composto orgânico, formando um único produto. Para que isso ocorra, é necessário sempre haver uma LIGAÇÃO ENFRAQUECIDA NO REAGENTE ORGÂNICO, a qual se rompe, abrindo 2 valências livres. Ao mesmo tempo, o outro reagente adicionado ao orgânico também sofre uma cisão, e cada uma de suas partes se liga a uma valência livre do reagente orgânico. Veja o caso, em que a ligação fraca é uma LIGAÇÃO PI: !!!Importante!!! Quando o composto for ALCADIENO CONJUGADO (ou seja, em que 2 ligações duplas são intercaladas por 1 ligação simples) e participar de uma reação de adição incompleta (com 1 mol de reagente com fórmula genérica X2), ocorrerá a chamada REAÇÃO 1,4, através da qual o produto formado em maior proporção sempre terá uma ligação dupla no lugar da ligação simples que intercalava as duplas no alcadieno reagente. Veja: Agora veja outro caso geral, em que a ligação fraca é uma LIGAÇÃO TENSIONADA EM CADEIA FECHADA: Hidrogenação catalítica • Ocorre com ADIÇÃO DE H2 ao alceno, alcino, cicloalcano ou benzeno; • Só ocorre sob TEMPERATURA E PRESSÃO ELEVADA; • Em alceno, o produto formado é um alcano; • Em alcino, o produto formado pode ser um alceno (caso se adicione 1 mol de H2, o que configura uma hidrogenação PARCIAL) ou um alcano (caso se adicione 2 mols de H2, o que configura uma hidrogenação TOTAL); • Em cicloalcano, o produto formado é um alcano; . Em benzeno, assim como em alceno e alcino, cada mol de H_2 provoca a ruptura de 1 ligação pi, podendo formar cicloalceno ou cicloalcano. ➔ Halogenação • Ocorre com ADIÇÃO DE Cl2, Br2 ou I2 (halogênios moleculares, genericamente: X2) ao alceno, alcino ou cicloalcano; • Não necessita de catalisador para alceno e alcino, mas utiliza ÁCIDOS DE LEWIS (FeCl3, AlCl3, etc) como catalisador para CICLOALCANO; • Em alceno, o produto formado é um di- haleto saturado; • Em alcino, o produto formado pode ser um di-haleto insaturado (caso se adicione 1 mol de X2, o que configura uma halogenação PARCIAL) ou um tetra-haleto saturado (caso se adicionem 2 mols de X2, o que configura uma halogenação TOTAL); • Em cicloalcano, o produto formado é um di- haleto saturado; Hidro-halogenação • Ocorre com ADIÇÃO DE HCl ou HBr (genericamente: HX) ao alceno, alcino ou cicloalcano; • Não necessita de catalisador; • Caso ocorra na AUSÊNCIA DE PERÓXIDO (peróxido de benzoíla, peróxido de hidrogênio, etc), utiliza-se a regra de MARKOVNIKOV; Markovnikov: Diz que quando a ligação dupla for assimétrica (isto é, o ligante de um lado da dupla é diferente do ligante do outro), o produto principal será aquele em que o H se adiciona ao CARBONO MAIS HIDROGENADO da dupla, enquanto o halogênio se liga ao menos hidrogenado. Como o produto secundário (em que o halogênio se liga ao carbono mais hidrogenado e o H se liga ao menos hidrogenado) é formado em quantidade muito menor, considera-se a formação apenas do produto principal. • Caso ocorra na PRESENÇA DE PERÓXIDO, utiliza-se a regra de ANTI-MARKOVNIKOV ou regra de KARASH-MAYO; ➔ Hidratação • Ocorre com ADIÇÃO DE ÁGUA (para fins didáticos, vamos representá-la por HOH) ao alceno, alcino ou cicloalcano; • Só ocorre em MEIO ÁCIDO e sob AQUECIMENTO; • Em compostos assimétricos, vale a regra de MARKVNIKOV; • Em alceno, há formação de álcool; • Em alcino, há formação de enol, que entra em equilíbrio dinâmico (tautomeria) com aldeído ou cetona; • Em cicloalcano, há formação de álcool. Obs.: Ciclopentano e ciclo-hexano não sofrem hidratação.
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