2012 Questionario 02 RESOLUCAO pdf

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2º Questionário 
 
 
 
 
 
 
Prof. Paulo Daniel Silva 
 
 
 
 
Material elaborado para a Disciplina de Química Orgânica II 
 
Curso EAD de Licenciatura em Química da UNEB 
 
 
 
 
 
 
 
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Orientações aos alunos: 2º Questionário contendo dez questões que deve ser resolvido 
individualmente e postado no AVA no prazo estipulado (ver cronograma da disciplina). 
Além disso, cada aluno deve indicar cinco questões que serão corrigidas. 
 
QUESTÕES 
 
1. O benzeno reage com bromo (Br2) por substituição eletrofílica aromática (SEA) e não 
reage por adição à dupla. Explique. 
Os compostos aromáticos possuem os elétrons pi em ressonância, que acarreta na 
estabilização do composto. Uma reação de adição em compostos aromáticos acarreta na 
perda da aromaticidade e, consequentemente, na perda da estabilidade proporcionada 
pela ressonância. Quando ocorrem reações de substituição, a estabilidade do anel 
aromático é mantida e, por isso, essas reações são favorecidas. 
 
2. Proponha o mecanismo da reação abaixo, escrevendo uma reação preliminar para a 
formação do eletrófilo: 
 Benzeno + Br2  
Br Br + FeBr3 +Br + :FeBr4: :
:: :: 
+
CH
+
Br
H :
Br
+ FeBr3
Br
FeBr4
:
:
:
BrH
 
 
3. Esboce um diagrama de energia para a reação da questão anterior (questão 2). 
 
 
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4. As reações de substituição eletrofílica aromática (SEA) para o benzeno ocorrem em 
duas etapas. Escreva o mecanismo geral para essas reações, indique e justifique a etapa 
determinante da velocidade da reação. 
 
E+
CH
+
E
H B:
E
+ HB
1 2
 
A primeira etapa (etapa 1) que envolve a formação do carbocátion (íon arênio) é a etapa 
lenta, pois requer maior conteúdo energético para a perda da aromaticidade. Esta etapa 
lenta é a determinante da velocidade da reação. 
 
5. Discuta como um substituinte no benzeno pode afetar a reatividade do anel aromático. 
 
Alguns substituintes ativam o anel aromático e, com isso, ele se torna mais reativo 
que o benzeno. Por outro lado, outros substituintes desativam o anel aromático deixando-
o menos reativo que o benzeno para SEA. 
Os substituintes que doam elétrons para o anel aromático (seja por ressonância ou 
efeito indutivo) ajudam a estabilizar o carbocátion (íon arênio) e diminuem a energia do 
íon, fazendo com que a distância, em termos de energia, dos reagentes para o 
intermediário seja menor e, com isso, a reação ocorrerá mais rapidamente. Os 
substituintes que tornam o anel aromático mais reativo que o benzeno são chamados de 
ativadores. Alguns exemplos de substituintes ativadores: -NH2; -OH; -CH3; -OR. 
Os substituintes que são retiradores de elétrons tornam o anel aromático mais 
pobre em elétrons e desestabilizam o carbocátion. A desestabilização aumenta a energia 
de ativação e, consequentemente, tornam o anel menos reativo que o benzeno. Esses 
grupos são chamados de desativadores. Alguns exemplos de substituintes desativadores: 
-CN; -NO2; -CHO; -COOH; -SO3H; -Cl; -Br. 
 
6. Para a síntese do m-cloronitrobenzeno, a partir do benzeno, qual a ordem de entrada 
dos grupos? Justifique. 
Para identificarmos a ordem de entrada dos grupos temos que avaliar como esses 
substituintes afetam a orientação da SEA. Os halogênios são desativadores orto e 
paraorientadores, enquanto que o grupo nitro e desativador metaorientador. Sendo assim, 
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a nitração do benzeno deverá ocorrer primeiro para que o segundo substituinte (cloração) 
seja orientado para a posição meta, produzindo o produto desejado, o m-
cloronitrobenzeno . 
Caso ocorresse a cloração primeiro, o segundo substituinte seria orientado para a 
posição orto ou para, produzindo o o-cloronitrobenzeno ou p-cloronitrobenzeno. 
 
7. Proponha um mecanismo para a reação abaixo: 
 
 
+
AlCl3
CH3 Cl
O
CH3 C
+
O AlCl4
-
 
OH
CH
+
H
OH
CH3
O
OH
CH3
O
+
ClHCH3 C
+
O Al
-
Cl
Cl
Cl
Cl
:
: :
:
::
:
: :::: AlCl3
 
 
8. Para cada composto abaixo, escreva o produto majoritário que deve ser obtido por 
substituição eletrofílica aromática com cloro? Justifique. 
OH
Cl 
NH2
CH3
CH3
 CH3
H
O
 
I II III 
I) 
OH
Cl
Cl
A cloração ocorrerá na posição orto ao grupo OH (a posição para está 
ocupada), pois a orientação do ativador predomina. 
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II) 
NH2
CH3
CH3
Cl
Tanto o grupo amino como o radical isopropil orientam para as 
posições orto e para. Neste caso, os substituintes orientam para as mesmas posições, 
entretanto a posição entre os substituintes está com impedimento estérico (orto aos dois). 
A cloração ocorrerá preferencialmente na posição desimpedida orto ao grupo amino 
(corresponde a posição para ao radical isopropil). Em menor proporção ocorrerá a 
cloração na posição para ao grupo amino (orto ao radical isopropil). 
 
III) 
CH3
H
O
Cl
 ou 
CH3
H
O
Cl A orientação do grupo metil prevalece, pois é 
ativador orto e paraorientador, por isso a cloração ocorrerá nas posições orto e para. O 
grupo formila é desativador, entretanto, a orientação deste grupo reforça a do metil para 
as mesmas posições. 
 
9. Sobre carboidratos: 
a) O que são carboidratos? 
O termo carboidrato é utilizado para se referir a ampla classe de aldeídos e cetonas 
poliidroxilados conhecidos como açucares. A palavra carboidrato deriva do termo hidrato 
de carbono, pois o primeiro carboidrato simples a ser isolado foi a glicose que possui 
formula molecular C6H12O6 e que foi entendida como C6(H2O)6. 
 
b) Como geralmente são classificados? Dê exemplos. 
Em geral, os carboidratos são classificados como simples ou monossacarídeos, 
que são aqueles que não podem ser hidrolisados e como complexos, que são formados 
por duas ou mais moléculas de açúcar. Os dissacarídeos são formados por dois 
monossacarídeos e os polissacarídeos são formados por várias unidades de 
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monossacarídeos. Os carboidratos complexos podem ser convertidos por hidrólise em 
moléculas menores de açúcar. 
Os monossacarídeos são classificados em aldoses ou cetoses. 
Exemplos de monossacarídeos: glicose, ribose, frutose, arabinose, xilose, etc. 
Exemplos de dissacarídeos: sacarose, lactose, maltose, etc. 
Exemplos de polissacarídeos: celulose, amido, etc. 
 
c) O que as letras gregas  e  significam para as estruturas dos carboidratos? (Desenhe 
estruturas para ilustrar). 
Quando um monossacarídeo sofre ciclização, ocorre a formação de um novo 
centro de quiralidade no carbono que antes era carbonílico. Esse carbono hemiacetal (na 
forma cíclica) é chamado de centro anomérico. Quando o grupo OH do carbono 
hemiacetal está para cima a configuração é  (axial ou equatorial para cima) e quando 
está para baixo a configuração é  (axial para baixo). 
Exemplos: 
O
OH
OH
OH
OH
OH

 
O
OH
OH
OH
OH
OH 
 
 
10. Sobre aminoácidos e proteínas: 
a) Como ocorre a formação das proteínas a partir dos aminoácidos? 
As proteínas são polímeros de aminoácidos ligados em sequencialmente por 
ligações peptídicas (ligação de um grupo amina de um resíduo com a carboxila de outro, 
formando uma ligação de amida). 
 
b) O que são aminoácidos essenciais? Cite três deles. 
Os aminoácidos essenciais são aqueles que não são sintetizados pelo organismo 
humano e, portanto, devem fazer parte da dieta (são biossintetizados por vegetais ou 
microrganismos). Entretanto, alguns aminoácidos que podem ser sintetizados pelo 
organismo humano podem ser considerados essenciais quando a produção peloorganismo é abaixo da necessidade diária ou também quando para a síntese do 
aminoácido pelo organismo humano é necessário um aminoácido essencial. 
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Exemplos de aminoácidos essenciais: valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, 
triptofano, lisina. 
 
c) Defina estruturas primárias, secundárias, terciárias e quaternárias para as proteínas. 
Estrutura primária: é o seqüenciamento de aminoácidos na proteína. 
Estrutura secundária: é definida pela conformação local de seu esqueleto de 
polipeptídeo. As conformações são especificadas de acordo com seus dobramentos 
chamados de hélices, lâminas pregueadas e espirais. As mais comuns são a hélice- e a 
folha- pregueada. 
Estrutura terciária: é a forma tridimensional que surge a partir de dobramentos 
adicionais de sua cadeia de polipeptídeo, dobramentos superpostos em espirais das 
hélices-. Descreve como a molécula se enrola em uma forma tridimensional. 
Estrutura quaternária: descreve como as diferentes moléculas de proteínas que se 
juntam para produzir estruturas agregadas grandes. É a estrutura global de uma proteína 
com agregados não-covalentes ordenados e estáveis de mais de uma cadeia de 
polipeptídeo. 
 
 
 
 
 
 
 
Referências recomendadas: 
Solomons, T.W.G.; Fryhle, C.B. Química Orgânica. Vol. 1. Edições. Rio de Janeiro: LTC. 
McMurry, J. Química Orgânica. Vol. 1. Edições. São Paulo: Cengage Learning.