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Tipos de reações orgânicas, Intermediários de reações Aula 5 Flaviane Francisco Hilário Universidade Federal de Ouro Preto 1 1 - Visão geral das reações orgânicas e mecanismos • Mecanismo de reação - descrição dos eventos que ocorrem a nível molecular, quando os reagentes se transformam nos produtos. A reação química descreve o que ocorre, enquanto o mecanismo descreve como ocorre. H3CCH2BrH2C=CH2 + HBr C H H C H H H Br C C H H H H H Br - C C H Br H H H H 2 Como as reações orgânicas ocorrem? Mecanismo de reação Quebra e formação de ligação química 3 • SETAS CURVAS em mecanismos de reação Movimento de um par de elétrons Movimento de um elétron 4 1.1 - Clivagem da ligação covalente A B A + B Radicais A B A+ + B Íons - Clivagem homolítica - Homólise Clivagem heterolítica - Heterólise 5 1.2 - Classificação das reações orgânicas A + B A B A + B A B C O H H H C O H H H H H H H A + A- Rad + C C C Rad C Reações polares Reações via radicais livres + 6 + d d Cl Cl H 2 H C C H 3 C C C H 2 C l H 3 C H Cl H 3 C C H C l C l C H 2 1.3 - Classes de reações orgânicas ADIÇÃO A + B C 7 SUBSTITUTIÇÃO • SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA EM CARBONO SATURADO A + B C + D + OH Cl HO- Acetona 8 OH OH NO2 NO2 O2N Ácido pícrico HNO3 H2SO4 • SUBSTITUTIÇÃO AROMÁTICA ELETROFÍLICA A-B + C-D A-C + B-D 9 H Cl Cl H Cl EtONa Etanol ELIMINAÇÃO A B + C Testosterona H3O + HH3C H H O CH3HO H3C HH3C H H H O calor REARRANJOS 10 1.4 - Principais intermediários de reação Carbânion Geometria Piramidal - sp3 Carbocátion Geometria Trigonal Plana - sp2 11 Radical Geometria variável entre trigonal (sp2) e piramidal (sp3) Carbeno Geometria Trigonal - sp2 Geometria Linear - sp Singleto Tripleto 12 1.5 - Sítios de reação em moléculas orgânicas C OH O NH2 + Na + OH - C O - Na + O + H2O H O H HCl -+ + NH3Cl -+ + H2O CC CC C C H + C H C H3C Cl + Na + OH -d d H3C OH + Na + Cl -d d Sítios ácidos e básicos Ligações polares Ligações múltiplas 13 Combinação de vários sítios C O H H d d Sítio polar Base de Lewis Ácido de LewisLigação múltipla 14 2 - Reações polares • Ocorre entre uma espécie química rica em elétrons (nucleófilo) e uma pobre em elétrons (eletrófilo). Nucleófilo “que possui afinidade por núcleos” – possui um átomo rico em elétrons capaz de doar par de elétrons para formar ligações. Eletrófilo “que possui afinidade por elétrons” – possui um átomo pobre em elétrons capaz de receber o par de elétrons para formar ligações 15 • Alguns exemplos de nucleófilos 16 • Alguns exemplos de eletrófilos 17 • Fluxo de elétrons – ponto-chave da reatividade 18 19 • A sobreposição de orbitais deve ser efetiva. 20 • A carga total deve ser conservada em cada passo de reação. 21 • Quando existe ligação dupla, a ligação π será a primeira a ser quebrada. A ligação σ permanece. • Decomposição Não existe nucleófilo ou eletrófilo. Ligação fraca e polarizada. 22 • Como desenhar setas de mecanismo Primeiro passo: observe o que está acontecendo. Segundo passo: quem é o nucleófilo e quem é o eletrófilo? 23 Cuidado! Atenção para o número máximo de elétrons em torno dos átomos. 24 Se você faz uma nova ligação em um H, C, N ou O (sem carga), deve também quebrar uma ligação no mesmo passo. 25 26 27
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