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UNIDADE 2: REAÇÕES DE ADIÇÃO NUCLEOFÍLICA EM COMPOSTOS CARBONILADOS (REAÇÔES ENVOLVENDO ALDEÍDOS E CETONAS) Patrícia Fontes Pinheiro QUÍMICA ORGÂNICA III – QUI 232 2 Aldeídos e cetonas Nomenclatura e propriedades físicas ➢ Os aldeídos e as cetonas não possuem um grupo que possa ser substituído por outro grupo, porque os íons hidreto (H-) e carbânions (R-) também são muito básicos para serem deslocados por nucleófilos em condições normais. Aldeídos e cetonas Formadeído Aldeídos Cetonas 3 Acetona 4 Aldeídos RCHO Cetonas RCOR’ Canela trans-cinamaldeído (presente na canela) Carvona 4 Aldeídos e cetonas 03/01/11 Retinol 03/01/11 ➢ Durante a cetose, uma condição patológica que pode ocorrer em pessoas com diabetes, o corpo produz mais acetoacetato do que pode ser metabolizado. O excesso de acetoacetato se quebra em acetona (uma cetona) e CO2. A cetose pode ser reconhecida pelo odor de acetona na respiração de uma pessoa. Cetose 7 Hormônios Progesterona (hormônio sexual feminino) ➢ As duas cetonas que têm importância biológica ilustram como uma pequena diferença na estrutura pode ser responsável por uma grande diferença na atividade biológica: a progesterona é um hormônio sexual feminino sintetizado inicialmente nos ovários, enquanto a testosterona é um hormônio sexual masculino sintetizado inicialmente nos testículos. Testosterona (hormônio sexual masculino) 8 Nomenclatura ➢ A nomenclatura sistemática de um aldeído é obtida pela substituição da terminação ‘ano’ do nome do hidrocarboneto correspondente por ‘al’. Por exemplo, um aldeído com um carbono é denominado metanal, um aldeído com dois carbonos é o etanal. Aldeídos ➢ O grupo funcional ALDEÍDO está sempre no C1 e NÃO PRECISA ser numerado. Alguns nomes comuns de aldeídos são mostrados entre parentêsis: 03/01/11 ➢ O nome comum de um aldeído é o mesmo nome comum do correspondente ácido carboxílico, exceto pelo fato de a palavra ‘aldeído’ ser substituída por ‘ico’ além de se retirar a palavra ‘ácido’. Quando o nome comum é usado, a posição do substituinte é designada pela letra grega minúscula. O carbono carbonílico não é designado o carbono adjacente ao carbono carbonílico é o carbono α. α-bromopropionaldeído Nomenclatura Aldeídos Nomenclatura sistemática: Nomenclatura comum: β-clorobutiraldeído isovaleraldeído Nomenclatura Aldeídos ▪ Observe que a terminação ‘ano’ não é retirada nesse caso. ➢ No caso dos dialdeídos, nomea-se adicionando-se ao nome do hidrocarboneto o sufixo dial. Nomenclatura Aldeídos ➢ Para aldeídos com mais de dois grupos CHO, ou quando tal grupo estiver ligado a um átomo de carbono de um anel, o nome é formado citando-se o nome do sistema cíclico ou da cadeia principal (neste caso, os carbonos dos grupos CHO não são considerados) seguido do prefixo carbaldeído, dicarbaldeído, tricarbaldeído, etc. Benzenocarbaldeído (benzaldeído) Ciclohexanocarbaldeídoc 2-naftalenocarbaldeído Se uma substância tiver dois grupos funcionais, aquele com a menor prioridade é indicado pelo seu prefixo 1313 Nomenclatura ➢ Se uma substância tiver dois grupos funcionais, aquele com a menor prioridade é indicado pelo seu prefixo. O prefixo de um oxigênio de aldeído que é a parte do hidrocarboneto correspondente é ‘oxo’. O prefixo do carbono número 1 do grupo aldeído que não faz parte do hidrocarboneto correspondente é a ‘formila’. ➢ O grupo carbonílico tem maior prioridade do que um grupo álcool ou amina. Contudo, as substâncias carboniladas não têm a mesma prioridade. 1414 Nomenclatura ➢ Se uma substância tiver tanto o grupo funcional alceno como um aldeído, o alceno é citado primeiro, com a terminação ‘o’ substituída por ‘al’. Nomenclatura Cetonas ➢ O nome da cetona é obtido adicionando-se à terminação ’ano’ do alcano correspondente a terminação ‘na’. ➢ A cadeia é numerada na direção que fornecer menor número para o grupo C=O. ➢ Frequentemente, os nomes derivados são usados para as cetonas os substituintes ligados ao carbono carbonílico são citados em ordem alfabética, seguidos da palavra ‘cetona’. ✓ Nomenclatura sistemática (substitutiva): Propanona ✓ Nomenclatura comum: Acetona ✓ Nomenclatura derivada (radicofuncionl): dimetilcetona Butanona (etil metil cetona) Pentan-2-ona (metil propil cetona) Pent-4-en-2-ona (NÃO: 1-penten-4-ona) (alil metil cetona) Nomenclatura Cetonas ✓ Nomenclatura sistemática (substitutiva): hexan-3-ona ✓ Nomenclatura derivada (radicofuncionl): etil propil cetona ✓ Nomenclatura sistemática (substitutiva): 6-metilheptan-2-ona ✓ Nomenclatura derivada (radicofuncionl): isoexil metil cetona Nomenclatura Cetonas ➢ No caso de cetonas cíclicas, o número que representa a posição da função não é necessário porque supõe-se que o carbono carbonílico ocupe a posição 1. Nomenclatura Cetonas ➢ Mais de um grupo C=O usar os prefixos: diona, triona, etc. ✓ Nomenclatura sistemática (substitutiva): Pentano-2,5-diona ✓ Nomenclatura comum: Acetilacetona Nomenclatura Cetonas ➢ Algumas cetonas apresentam nomenclatura comum e podem também ser nomeadas pela nomenclatura radicofuncional. ✓ Nomenclatura radicofuncional: Fenil metil cetona ✓ Nomenclatura comum: Acetofenona ✓ Nomenclatura radicofuncional : Difenil cetona ✓ Nomenclatura comum: Benzofenona ✓ Nomenclatura radicofuncional : Fenil propil cetona ✓ Nomenclatura comum: Butirofenona Nomenclatura Cetonas ➢ Se a cetona apresentar um segundo grupo funcional de maior prioridade no nome, o oxigênio da cetona será indicado pelo prefixo ‘oxo’ 2121 ➢ As moléculas de aldeídos e cetonas NÃO FORMAM LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO umas com as outras. ➢ Possuem apenas interações intermoleculares DIPOLO-DIPOLO. ➢ Portanto, possuem MENOR temperatura de ebulição que álcoois correspondentes: Butano TE: -0,5 ºC (MM = 58) Propanal TE: 49 ºC (MM = 58) Acetona TE: 56,1 ºC (MM = 58) Propan-1-ol TE: 97,2 ºC (MM = 60) Propriedades Físicas ➢ Aldeídos e cetonas formam LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO com água. ➢ Portanto, aldeídos e cetonas com MASSAS MOLECULARES BAIXAS são bem solúveis em água. 2222 Formaldeído Acetaldeído Propanal Butanal Pentanal Hexanal Benzaldeído Fenilacetaldeído Acetona Butanona Pentan-2-ona Pentan-3-ona Acetofenona benzofenona Muito solúvel Infinitamente Muito solúvel Solúvel Levemente solúvel Levemente solúvel Levemente solúvel Levemente solúvel Infinitamente Muito solúvel Solúvel Solúvel Insolúvel insolúvel Propriedades dos Aldeídos ❖ Formaldeído: na presença de traços de água polimeriza-se, formando o paraformaldeído. HO[CH2O]nCH2OH Paraformaldeído (polímero resistente, de alta T.F., conhecido como deltrin) ❖ Quando o formaldeído ou o paraformaldeído são aquecidos na presença de ácido diluído, eles são convertidos no trímero denominado trioxano. trioxano ❖ Acetaldeído: em meio ácido, polimeriza-se, formando o paraldeído, e o tetrâmero, metaldeído. Paraldeído (propriedades sedativas e hipnóticas) Metaldeído (atividade moluscicida na agricultura) Referências • BARBOSA, L.C.A. Introdução à Química Orgânica. São Paulo: Prentice Hall, 2ed., 2011. • BRUICE, P. Química Orgânica, vol.1, 4 ed. São Paulo, Pearson, 2006. • CLAYDEN, J.; REEVES, N. Organic Chemistry. Oxford University Press: United Kingdom, 2000. • SOLOMONS, G.; FRYHLE, C. B. Química Orgânica, v. 1, 10ª edição, (traduzida da original - John Wiley & Sons, Inc), Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora,, 2013. 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