Gabarito Lista 3 - Ricardo Affeldt

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QUI-014 – Química Orgânica Teórica I-B 
2015-2 
Prof. Ricardo F. Affeldt 
Lista de Exercícios III 
 
1) Observe as séries de moléculas abaixo. Através do conhecimento do tipo de interações 
intermoleculares, é possível prever a magnitude das temperaturas de ebulição e fusão 
de substâncias orgânicas. Ordene os compostos em ordem decrescente de 
temperatura de ebulição e justifique a sua escolha. Após fazer isso, busque os valores 
reais de temperatura de ebulição destas substâncias. 
 
a. 
 
Resposta: Em haletos de alquila, moléculas polares, as forças intermoleculares 
predominantes são as interações do tipo dipolo-dipolo. Entre compostos com a mesma 
funcionalidade o aumento do ponto de ebulição se dá por efeito de superfície. 
b. metano, butano, n-octano, iso-octano 
 
Resposta: No caso dos alcanos, o efeito de superfície é maior em moléculas lineares, ou 
seja, as interações intermoleculares (disperões) são mais efetivas. 
 
c. 
 
Resposta: Segue a ordem de força entre as interações intermoleculares (ligação de H > 
dipolo-dipplo > dispersões). No álcool e na amina ocorrem ligações de H, porém no álcool é 
mais forte em função da maior eletronegatividade do oxigênio. O cloreto é polar, logo 
possui dipolo permanente enquanto que o alcano é apolar e possui dipolo induzido. 
 
2) Um aluno de iniciação científica precisava separar uma mistura de dietilamina e cloreto 
de pentila. Indique quais os pares de solventes são mais adequados para que ele possa 
realizar esta separação (justifique): 
a. água e álcool etílico 
b. água e clorofórmio 
c. NaOH 10% (aq.) e clorofórmio 
d. HCl 10% (aq.) e diclorometano 
 
Resposta: Letra d, ácido e clorofórmio. A dietilamina reage como base e se torna 
dietilamônio, um sal. Apesar da amina realizar ligações de H com a água, a sua forma 
protonada (dietilamônio) é muito mais solúvel em função de interações do tipo íon-dipolo. 
A base (letra c) não tem efeito sobre a dietilamina, enquanto que água e álcool (letra a) 
sequer separam fases pois fazem ligações de H entre si. Apenas água e clorofórmio pode 
funcionar (letra b) mas é menos eficiente. 
 
3) Identifique (desenhando) os alcanos correspondentes à projeções abaixo: 
 
Resposta: 
 
 
4) Desenhe os compostos abaixo considerando o plano do papel e destacando as posições 
cis e trans. A seguir, desenhe as duas conformações do tipo cadeira destacando os 
substituintes em posições axial e equatorial. Finalmente indique qual delas é mais estável 
e o sentido da seta de equilíbrio entre os dois confôrmeros. 
a. trans-1-terc-butil-3-metilcicloexano 
 
b. cis-cicloexan-1,4-diol 
 
c. trans-cicloexan-1,4-diol 
 
d. cis-2-iso-propilcicloexanol 
 
 
 
5) Por que os epóxidos são considerados éteres muito reativos? 
Resposta: A explicação é semelhantes a do ciclopropano. As ligações são muito 
tensionadas devido ao ângulo de ligação ser de 60º, muito inferior ao ângulo normal para 
um carbono sp3 que é de 109,5º (tensão angular). Além disso os hidrogênios estão 
eclipsados (tensão torsional). Veja também as estruturas tridimensionais abaixo. 
 
 
Isso torna o composto instável e, portanto, muito reativo. Epóxidos reagem facilmente com 
espécies ricas em elétrons: 
6) Desenhe o confôrmero mais estável em projeção de Newmann ao longo dos carbonos 
indicados para os alcanos abaixo: 
 
Resposta: A ligação que contém os carbonos indicados com números devem estar para dentro 
do plano na visualização, onde apenas um dos carbonos é observado no centro do círculo. A 
projeção de Newmann, portanto: 
 
Veja que a projeção foi montada na forma alternada, mais estável que a eclipsada. Entretanto, 
outro fator que deve ser levado em conta são os volumes dos grupos (os maiores em azul), que 
foram arranjados de forma a ficarem mais distantes um do outro. 
 
7) Indique a relação entre os pares de compostos abaixo: enantiômeros, diastereoisômeros, 
idênticos ou confôrmeros 
Respostas: 
 
 
São dois confôrmeros, que estão em equilíbrio. As hidroxilas estão ambas em posição 
equatorial na primeira e ambas em posição axial na segunda, resultante da inversão da 
forma cadeira. 
 
 
 
 
Como apenas um dos centros estereogênicos foi modificado, trata-se de um par de 
diastereoisomeros. 
 
Estas moléculas não são quirais! O carbono não possui 4 substituíntes diferentes (um H, um 
Br e duas metilas). São idênticas, basta girar a molécula no plano da folha! 
 
São idênticas também, trata-se da D-galactose, um açúcar. A posição relativa entre os 
grupos (cis ou trans) se mantém nas duas formas de desenhar: no plano ou na forma 
cadeira) 
 
Não são enantiômeros (imagens especulares). Segundo as regras de CIP, o centro 
assimétrico é R na primeira (OH = 1, Et = 2, Me = 3, H = 4 para trás, sentido horário). Na 
segunda o centro também é R, a molécula apenas foi desenhada de forma diferente devido 
à rotação da ligação sigma. São idênticas: é o (R)-butan-2-ol. 
 
8) Indique os centros estereogênicos e suas configurações absolutas (R ou S) presentes na 
molécula do colesterol: 
 
 
Resposta: 
 
Alguns centros podem ser bastante intricados em sua atribuição! 
 
9) Revise os conceitos de: atividade óptica, mistura racêmica e excesso enantiomérico. 
Uma molécula possui atividade óptica quando desvia a luz plano polarizada para a 
esquerda ou direita, devido ao seu arranjo estrutural assimétrico. Uma mistura racêmica 
contêm uma quantidade equimolar de uma molécula quiral e outra molécula quiral que 
corresponde à sua imagem especular e, portanto, como uma desvia a luz para a esquerda e 
a outra para a direita na mesma magnitude, a mistura não apresenta atividade óptica. O 
escesso enantiomérico ocorre quando esta mistura não é equimolar, ou seja, há um 
excesso de um dos enantiômeros e pode ser calculado. Essa mistura possui atividade óptica 
no sentido da molécula que estiver em excesso, mas não na mesma magnitude do que no 
caso da molécula enantioméricamente pura 
(...)