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1. Hidrocarbonetos com Ligação Tripla (Alcinos): Definição: Hidrocarbonetos com uma ligação tripla entre dois átomos de carbono, chamados de alcinos. O acetileno (HC≡CH) é o mais simples. Alcinos Monossubstituídos: Têm a ligação tripla na extremidade da cadeia (RC≡CH). Alcinos Dissubstituídos: A ligação tripla é interna (RC≡CR’). Acidez: A principal característica dos alcinos, especialmente os terminais, é sua acidez, sendo mais ácidos do que outros hidrocarbonetos. Esse comportamento tem utilidade na síntese química. 2. Fontes de Alcinos: Produção de Acetileno: Inicialmente obtido do carbeto de cálcio, formado a partir da reação de calcário e coque a altas temperaturas. Também pode ser produzido pela desidrogenação do etileno em temperaturas superiores a 1.150°C. Ácidos Graxos Acetilênicos: Presentes em mais de mil produtos naturais, como o ácido estearólico e tarírico, que possuem ligações triplas. Biossíntese de Ácidos Graxos Acetilênicos: Realizada em plantas por enzimas chamadas acetilenases, que oxidam compostos com ligações duplas para formar compostos com ligações triplas. 3. Nomenclatura: Regras IUPAC: O sufixo "-ano" nos hidrocarbonetos é substituído por "-ino" para alcinos. A posição da ligação tripla é indicada por um número. Se houver uma ligação dupla, ela recebe o número mais baixo possível, precedendo a ligação tripla. Exemplo: O composto vinilacetileno é nomeado como but-1-en-3-ino. 4. Propriedades Físicas: Semelhança com Outros Hidrocarbonetos: Os alcinos compartilham com os alcanos e alcenos propriedades de baixa densidade e baixa solubilidade em água, além de pontos de ebulição ligeiramente mais altos. 5. Estrutura e Ligação nos Alcinos (Hibridização sp): Geometria Linear: A ligação tripla do acetileno é linear, com distâncias características de 120 pm para a ligação carbono-carbono e 106 pm para a ligação carbono-hidrogênio. Tensão Angular: A geometria linear dos alcinos limita a formação de cicloalcinos estáveis. O ciclo-nonino é o menor cicloalcino estável conhecido. Hibridização: O carbono em alcinos está hibridizado em sp, o que resulta em ligações mais fortes e curtas. A acidez e a força das ligações são explicadas pela contribuição do orbital s para a hibridização. 6. Exemplos de Substâncias com Alcinos: Dinemicina A: Um composto com ligações duplas e triplas usado em terapias anticâncer. Histrionicotoxina: Alcaloide acetilênico presente em rãs dendrobatídeas que se alimentam de formigas, que obtêm os precursores do alcaloide das plantas. Alcinos Acidez do Acetileno e Alcinos Terminais A acidez de compostos como o acetileno e os alcinos terminais está relacionada ao caráter s do orbital do carbono que carrega a carga negativa no íon, o que influencia sua basicidade. A ordem de acidez dos hidrocarbonetos segue o aumento do caráter s no orbital do carbono: alcanos (sp³), alcenos (sp²) e alcinos (sp). No caso do acetileno (HC≡CH), o íon acetileto (HC≡C⁻) é formado com 50% de caráter s. Isso torna o acetileno mais ácido que outros hidrocarbonetos, mas ainda muito mais fraco do que água ou álcoois. Alcinos terminais, como o acetileno e outros com a estrutura R-C≡CH, exibem acidez semelhante devido ao caráter s do carbono terminal. A ionização do acetileno forma o íon acetileto, que é uma base forte, mas a reação com água ou álcoois é limitada devido à sua fraqueza ácida. Preparação de Alcinos pela Alquilação de Acetileno e Alcinos Terminais A alquilação do acetileno envolve duas etapas principais: O acetileno é convertido em sua base conjugada, o acetileto de sódio (HC≡CNa), reagindo com amideto de sódio (NaNH₂). 1. O acetileto de sódio é então tratado com haletos de alquila, resultando na formação de alcinos substituídos.2. Exemplo de reação: HC≡CH + NaNH₂ → HC≡CNa (acetileto de sódio) HC≡CNa + RX → HC≡CR + NaX A reação ocorre por um mecanismo de substituição nucleofílica SN2. O acetileto de sódio é altamente nucleofílico e reage preferencialmente com haletos de metila e haletos de alquila primários. Preparação de Alcinos por Reações de Eliminação A preparação de alcinos pode ser realizada através de desidro-halogenação de di-haleto geminal ou vicinal. Quando tratados com amideto de sódio (NaNH₂) em amônia líquida, esses compostos perdem dois átomos de halogênio, formando alcinos. Exemplo de dupla desidro-halogenação de um di-haleto geminal: R-CH₂-CH₂X + NaNH₂ → R-C≡CH + NaX + NH₃ Outro exemplo com di-haleto vicinal: R-CH₂-CHX + NaNH₂ → R-C≡CH + NaX + NH₃ Hidrogenação Catalítica de Alcinos:1. Catalisadores como ródio, níquel, paládio ou platina são usados para adicionar hidrogênio à ligação tripla dos alcinos, convertendo-os em alcanos. O calor de hidrogenação de um alcino é maior do que o de um alceno, porque a adição do primeiro mol de H2 (da ligação tripla para a dupla) é mais exotérmica. A hidrogenação de alcinos pode ser feita de maneira controlada para obter alceno cis usando o catalisador Lindlar, que desativa parcialmente o catalisador e evita a formação de estereoisômeros trans. Redução de Alcinos por Metal-Amônia:1. Esse processo converte alcinos em alcenos trans usando metais como lítio, sódio ou potássio em amônia líquida. A reação resulta em uma estereoquímica diferente da hidrogenação, produzindo alceno trans (ao contrário da hidrogenação que gera alceno cis). O mecanismo envolve a formação de radicais e ânions alcenila, sendo a configuração final E/Z determinada pela estabilidade dos ânions formados. 1. Adição de Haletos de Hidrogênio (HX) a Alcinos Segue a regra de Markovnikov: o hidrogênio se liga ao carbono com mais hidrogênios, e o halogênio (X) ao carbono com menos hidrogênios. Mecanismo AdE3 (adição eletrofílica termolecular): ocorre em uma única etapa sem formação de carbocátion, pois os cátions vinílicos são instáveis. Com excesso de HX, forma-se um di-haleto geminal (dois halogênios no mesmo carbono). O HBr pode reagir por mecanismo radicalar na presença de peróxidos, seguindo a regra anti-Markovnikov. 2. Hidratação de Alcinos Forma um enol, que sofre tautomerismo ceto-enol, resultando em cetonas (ou aldeídos, no caso do acetileno). Catalisadores: H₂SO₄ aquoso com Hg²⁺ (sulfato de mercúrio ou óxido de mercúrio). A hidratação de alcinos internos gera cetonas, enquanto a do acetileno gera um aldeído. 3. Adição de Halogênios (X₂) a Alcinos Adição de Cl₂ ou Br₂ forma di-haloalcenos intermediários e tetra-haloalcanos no excesso do halogênio. A adição ocorre com estereoquímica anti (os halogênios se adicionam em lados opostos da molécula). 4. Ozonólise de Alcinos Corta a ligação tripla e forma ácidos carboxílicos. Usada no passado para determinar estruturas, mas hoje substituída por espectroscopia.