RESUMO ALCENOS I - Farmácia UEPB

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ALCENOS 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Alcenos são hidrocarbonetos que apresentam uma ou mais ligações duplas. Os 
primeiros químicos observaram que uma substância oleosa era formada quando o eteno 
(CH2=CH2), o alceno mais simples, reagia com cloro. Tendo como base essa observação, 
os alcenos foram chamados olefinas (formadores de óleos). 
 A fórmula molecular dos alcenos acíclicos (cadeia aberta) é CnH2n porque, como 
resultado da ligação dupla carbono-carbono, um alceno tem dois hidrogênios a menos do 
que os alcanos com o mesmo número de átomos de carbono. Assim, fórmula molecular 
para os alcenos cíclicos deve ser CnH2n-2 . 
 
 
 
Os alcenos são largamente encontrados em diversos organismos animais e 
vegetais, ressaltando-se que muitos deles apresentam importantes atividades biológicas. 
 Muitos compostos, além da ligação dupla, apresentam outros grupos funcionais. 
No entanto, focaremos nossa atenção nos estudos relacionados à química da ligação dupla 
carbono-carbono. 
 
 
 
 
 
C C
CH3
CH3H3C
H3C
Etileno b-pineno Limoneno
Esqualeno
b-caroteno
H3C
O
H3C
H3C CH3
O
O
CH3
Hormônio juvenil
 
 
2. NOMENCLATURA 
 
 A nomenclatura sistemática (IUPAC) de alcenos é obtida substituindo-se a 
terminação “ano” do alcano correspondente por “eno”. 
 
 
 H2C = CH2 H2C = CH – CH3 
Nomenclatura sistemática eteno propeno 
Nomenclatura comum etileno propileno 
 
 
 Os nomes de muitos alcenos precisam de um número para indicar a posição da 
ligação dupla ( os dois primeiros citados anteriormente não precisam, porque não há 
ambiguidade). As regras da IUPAC que foram aprendidas quando estudamos 
nomenclatura dos alcanos aplicam-se aos alcenos, como a seguir: 
 
 1. A cadeia principal é a mais longa e a que contém a dupla ligação. A numeração 
é feita de maneira a dar os menores números aos carbonos da dupla ligação. 
 
 
 
 
2. O nome de um substituinte é citado antes do nome da cadeia carbônica contínua 
mais longa que contém o grupo funcional (C=C), junto com o número que designa o 
carbono ao qual o substituinte está ligado. Note que a cadeia ainda é numerada na direção 
que dê o menor número possível à dupla ligação. 
 CH3 
 CH2CH3 
CH3CH=CHCHCH3 CH3C = CHCH2CH2CH3 
 4-metilpent-2-eno 3-metilept-3-eno 
 
 
 Se uma cadeia possui mais de um substituinte eles são citados em ordem 
alfabética, lembrando que os prefixos di,tri,sec e tert devem ser ignorados quando os 
substituintes são postos em ordem alfabética, mas iso, neo e ciclo não são ignorados. O 
número apropriado é então assinalado para cada substituinte. 
 
But-1-eno But-2-eno Hex-2-eno 
2-propilex-1-eno 
 
 
 4. Se o mesmo número para o sufixo do grupo funcional no alceno for obtido 
para ambas as direções, o nome correto é o nome que contém o menor número para 
o substituinte. 
 
 
 
 5. Em alcenos cíclicos, um número não é necessário para denotar a posição da 
ligação dupla, porque o ciclo é sempre numerado com as ligações duplas entre os 
carbonos 1 e 2. 
 
 
 
Em alcenos cíclicos, deve-se numerar o ciclo no sentido que dar os menores 
números aos substituintes. 
 
 
 
Nomenclaturas Especiais 
 
Os carbonos sp2 de um alceno são chamados carbonos vinílicos. O carbono sp3 
adjacente ao carbono vinílico é chamado carbono alélico. 
 
 
Os dois grupos a seguir recebem nomes comuns: 
 
 
 
 
3. Isomeria cis – trans 
 
 Devido a existência de uma barreira rotacional em torno da ligação dupla carbono-
carbono, um alceno pode existir sob duas formas distintas: O isômero cis, que apresenta 
os dois hidrogênios estão no mesmo lado da ligação dupla e, o isômero trans que apresenta 
os dois hidrogênios em lados opostos da ligação dupla. 
 
 
 
 
 
4. Nomenclatura E, Z 
 
 Observe o exemplo a seguir, que corresponde a um alceno trissubstituído. Nesse 
caso a nomenclatura cis-trans não se aplica. 
 
 
 
 
 Visando contornar essa situação, outro sistema ( denominado E, Z) para a 
designação de alcenos trissubstituídos foi proposto, com base na utilização das regras de 
Cahn-Prelog-Ingold, para a ordenação de grupos no sistema de nomenclatura R-S. 
 A nomenclatura E,Z se inicia determinando as prioridades relativas dos grupos 
ligados aos carbonos da dupla ligação. Se os grupos de maior prioridade estiverem no 
mesmo lado da ligação dupla, o isômero tem a configuração Z ( Z é zusamen, que significa 
“junto” em alemão). Caso os grupos de maior prioridade estejam em lados opostos da 
ligação dupla, o isômerotem configuração E (E é entgegen, que significa “oposto” em 
alemão). 
 
 
 
 As prioridades relativas para os grupos ligados aos carbonos da dupla são 
determinadas com a utilização das seguintes regras: 
 
Regra 1: Considere o número atômico dos átomos ligados diretamente a um carbono sp2 
específico. 
 
 
 
Regra 2: Caso os dois substituintes tenham um mesmo átomo ligado ao carbono da dupla 
ligação, deve-se continuar o movimento para fora do ponto de ligação e considerar o 
número atômico dos átomos que estão ligados a estes. 
 
 
 
 
 
 
 
Regra 3: Ligações múltiplas são consideradas como várias ligações simples. Se um átomo 
está ligado duplamente com outro átomo, o sistema de prioridades trata como se estivesse 
ligando por ligações simples a dois daqueles átomos. Caso um átomo esteja ligado 
triplamente com outro átomo, o sistema de prioridades trata como se ele estivesse ligado 
a três do mesmo átomo. 
 
 
 
 
5. Reações de Adição Eletrofílicas de Alcenos 
 
 O grupo funcional é a unidade estrutural que age como centro de reatividade de 
um composto. Todas as substâncias com a ligação dupla carbono-carbono reagem de 
maneira similar, seja uma substância simples como o eteno, seja uma molécula mais 
complexa . 
 
 
 
 
 
Em essência, a química orgânica discute a interação entre átomos ou moléculas 
ricas em elétrons e átomos ou moléculas pobres em elétrons. São essas atrações que fazem 
as reações químicas ocorrerem. Portanto, para entender como um grupo funcional reage 
deve-se primeiro aprender a reconhecer átomos e moléculas ricos e deficientes em 
elétrons. 
 
 
ELETRÓFILO São átomos ou moléculas deficientes em elétrons. Um eletrófilo 
pode ter um átomo que aceite um par de elétrons, ou pode ter um átomo com um elétron 
desemparelhado e, em decorrência, necessitar de um elétron para completar seu octeto. 
Dessa maneira, um eletrófilo procura elétrons. Literalmente, “eletrófilo” significa gostar 
de elétrons (phile é sufixo em grego que designa “gostar”). Exemplos: 
 
 
 
NUCLEÓFILO São átomos ou moléculas ricos em elétrons. Um nucleófilo possui 
um par de elétrons que pode compartilhar. Alguns são neutros e outros são carregados 
negativamente. 
 
 
Uma vez que um nucleófilo tem elétrons para compartilhar e um eletrófilo está querendo 
elétrons, um atraí o outro, ou seja, um nucleófilo reage com um eletrófilo. 
 A ligação 𝜋 é mais fraca do que uma ligação 𝜎 . A ligação 𝜋, portanto, é a ligação 
que se rompe mais facilmente quando um alceno reage. Um alceno é considerado um 
nucleófilo tendo em vista que a ligação 𝜋	consiste em uma nuvem de elétrons acima e 
abaixo da ligação 𝜎 . Portanto, podemos prever que um alceno reagirá com um eletrófilo 
e, no processo, a ligação 𝜋 será quebrada. Assim, se um reagente como o brometo de 
hidrogênio (HBr) for adicionado a um alceno, o alceno reagirá com o hidrogênio 
carregado parcial e positivamente proveniente do brometo de hidrogênio, e um 
carbocátion será formado. Em uma segunda etapa de reação, o carbocátion carregado 
positivamente (um eletrófilo) reagirá com o íon brometo carregado negativamente (um 
nucleófilo) para formar um haleto de alquila. 
 
 
 A descriçãopasso a passo de um processo etapa por etapa, no qual os reagentes 
(por exemplo, alceno + HBr) são transformados em produtos (por exemplo, o haleto de 
alquila) é conhecido por mecanismo de reação. Para auxiliar a compreender um 
mecanismo, setas curvas são desenhadas para mostrar como os elétrons se movem, como 
uma nova ligação é formada e como ligações covalentes são quebradas. Como as setas 
curvas nos mostram como os elétrons se movem, elas são desenhadas de um centro rico 
em elétrons (cauda da seta) para um centro pobre em elétrons (ponta da seta). Uma seta 
com duas farpas representa o movimento de simultâneo de dois elétrons (um par de 
elétrons). Uma seta com uma farpa representa o movimento de um elétron. São chamadas 
setas “curvas” para distingui-las das setas de “reação” usadas para ligar os reagentes aos 
produtos em uma reação química. 
 
Movimento de um par de elétrons 
 
 
 
Movimento de um elétron 
 
 
 Para a reação do but-2-eno com o HBr, uma seta é desenhada para mostrar que os 
dois elétrons da ligação 𝜋 do alceno são atraídos para o hidrogênio com carga parcial 
positiva do HBr. O hidrogênio, entretanto, não está livre para aceitar o par de elétrons, 
porque ele ainda está ligado ao bromo, e o hidrogênio pode estar ligado a apenas um 
átomo de cada vez. Portanto, como os elétrons 𝜋 do alceno se movem na direção do 
hidrogênio, a ligação H – Br se quebra, e o bromo fica com os elétrons da ligação. Observe 
que os elétrons 𝜋 se desligam de um carbono, mas permanecem ligados ao outro. Assim, 
os dois elétrons que formalmente fazem parte da ligação 𝜋	agora formam uma ligação 𝜎 
entre o carbono e o hidrogênio proveniente de HBr. O produto dessa primeira etapa da 
reação é um carbocátion porque o carbono sp2 que não formou uma ligação com o 
hidrogênio fica sem um par de elétrons 𝜋. Ele está, então, carregado positivamente. 
 
 
 
 Na segunda etapa de reação, um par de elétrons do íon brometo carregado 
negativamente forma uma ligação com o carbono carregado positivamente do 
carbocátion. Observe que as duas etapas de reação envolvem a reação entre um eletrófilo 
e um nucleófilo. 
 
 
 
 
 Somente a partir do conhecimento de que um eletrófilo reage com um nucleófilo 
e uma ligação 𝜋, que é a ligação mais fraca no alceno, somos capazes de prever que o 
produto de reação entre o but-2-eno e HBr é o 2-bromobutano. Globalmente, areação 
envolve a adição de 1 mol de HBr e 1 mol de alceno. A reação, portanto, é chamada 
reação de adição. Uma vez que a primeira etapa da reação envolve a adição de um 
eletrófilo (H+) ao ao alceno, a reação é chamada mais corretamente de reação de adição 
eletrofílica. As reações de adição eletrofílicas são reações características de alcenos. 
 O mecanismo geral para uma reação de adição eletrofílica compreende duas 
etapas: A primeira etapa da reação consiste da adição relativamente lenta de um eletrófilo 
ao alceno para formar um carbocátion intermediário. Na segunda etapa, o carbocátion 
intermediário carregado positivamente (um eletrófilo) reage rapidamente com o íon 
brometo carregado negativamente (um nucleófilo). 
 
Reação Geral: 
 
 
 
Mecanismo: 
 
 
 
 
 
 
5.1 Adição de haletos de hidrogênio (HX) 
 
 
 
 
 
 
Qual o produto da reação abaixo? 
 
 
 
 
Mecanismo: 
 
 Carbocátion mais 
 estável 
 
 
 
 
• A Regra de Markovnikov 
 
O eletrófilo se adiciona no carbono da dupla que está ligado ao maior número de 
hidrogênios. 
 
 
Estabilidades de Carbocátions 
 
 
 
 
Grupos alquila diminuem a concentração de carga positiva no carbocátion. 
 
 
Rearranjo de Carbocátion 
 
• Deslocamento 1,2 de hidreto 
 
 
 
• Deslocamento 1,2 de metila 
 
 
 
 
Carbocátion 
Mais estável 
 
Carbocátion nem sempre rearranja… 
 
 
 
 
 
 
5.2 Adição de HBr na presença de peróxidos – Reação via radicais livres (Anti-
Markovnikov) 
 
 
 
 
Ex: Adição de HBr ao 2-metil-propeno na presença de peróxido. 
 
 
 
 
 
Mecanismo: 
 
 
 
CH3C = CH2 + HBr
CH3
CH3 C - CH2
CH3
H Br
ROOR
 
 
 
 
 
Estabilidades Relativas de Radicais Alquila 
 
 
 
 
 
5.3 Adição de Água (Hidratação de alcenos) 
 
 
 
 
 
 
5.4 Adição de Álcool Catalisada por Ácido 
 
 
Mecanismo: 
 
 
 
 
 
5.5 Adição de Halogênios 
 
 
 
 
Mecanismo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.6 Adição de Halogênios na Presença de Água (Formação de Haloidrina) 
 
 
Mecanismo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.7 Oximercuração e Desmercuriação - Redução de Alceno 
 
 
 
 
Mecanismo: 
 
 
 
 
5.8 Adição de Hidrogênio (hidrogenação catalítica) 
 
 
 
 
Estabilidades relativas dos alcenos com substituintes alquila 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estabilidades relativas dos alcenos dialquilados 
 
 
 
 
6. Referências 
 
Barbosa, Luiz Cláudio de Almeida. Introdução À Química Orgânica. Vol. Único. 2ª 
edição, editora Pearson Prentice Hall, São Paulo, 2011. 
 
Bruice, Paula Yurkanis. Química Orgânica. Vol 1. 4ª edição. Editora Pearson Prentice 
Hall, São Paulo, 2006.