Hidrocarbonetos Alifáticos slides

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Hidrocarbonetos AlifáticosHidrocarbonetos AlifáticosHidrocarbonetos AlifáticosHidrocarbonetos Alifáticos
Q. Orgânica I
TópicosTópicos
� Introdução
� Classificação
� Propriedades físicas
� Nomenclatura� Nomenclatura
� Preparação
� Reações
IntroduçãoIntrodução
Definição:
São substâncias orgânicas constituídas apenas de
carbono e hidrogênio, de cadeia normal ou
ramificada, saturada ou insaturada e não aromática.
Importância:
Entram na constituição de combustíveis
Utilizados na confecção de tintas e solventes
Podem ser transformados quimicamente em outras 
substâncias importantes.
ClassificaçãoClassificação
Saturados:
Alcanos e cicloalcanos
Insaturados:Insaturados:
Alcenos
Alcinos
Polienos
AlcanosAlcanos e e CicloalcanosCicloalcanos
� Alcanos: Fórmula geral: CnH2n+2
Isômeros constitucionais têm a mesma fórmula molecular,mas
seus átomos são conectados diferentemente.
CicloalcanosCicloalcanos
Estabilidade de ciclosEstabilidade de ciclos
Aneis de 3 e 4 membros são tensionados. O ângulo varia bastante do ideal 
que é de 109,5 o.
AlcenosAlcenos
Alceno não-cíclico:
C H
Alceno cíclico:
C HCnH2n CnH2n–2
CH3CH2=CH2
AlcinosAlcinos
� Alcinos são hidrocarbonetos que contêm uma ligação
tripla carbono–carbono.
� Fórmula Geral : CnH2n–2 (acíclico); CnH2n–4 (cíclico)� Fórmula Geral : CnH2n–2 (acíclico); CnH2n–4 (cíclico)
Exemplos de alcinos:
But-1-ino Pent-2-ino 4-metil-hex-2-ino
3-bromo-2-cloro-oct-4-ino 1-bromo-5-metil-hex-3-ino
PolienosPolienos
duas ligações duplas: dieno
três ligações duplas: trieno
quatro ligações duplas: tetraeno
várias ligações duplas: polieno
Hexa-2,4-dieno Penta-1,4-dieno
Penta-2,3-dieno
Propriedades físicasPropriedades físicas
No geral, apresentam baixas temperaturas de fusão e ebulição.
Insolúveis ou pequena solubilidade em solventes polares.
São menos densos que a água.
Forças de Van derWaals Interação dipolo–dipolo
O ponto de ebulição de uma substância aumenta com
o aumento nas forças de Van derWaals.
NomenclaturaNomenclatura
Nomenclatura de Alcanos
1. Determine o número de carbonos na cadeia contínua mais 
comprida
CH3CH2CH2CH2CHCH2CH2CH3
CH3
12345678
CH3CH2CH2CH2CHCH2CH3
CH2CH2CH3
45678
123
 CH3CH2CH2CHCH2CH2CH3
CH2CH2CH2CH3
1234
5 6 7 8
2. Numere os substituintes para obter a menor numeração
possível no nome da substância.
5-etil-3-metiloctano e não
(Substituintes são listados em ordem alfabética )
3. Assinale os menores números possíveis para todos os
substituintes.
3,3,4,4-tetrametileptano2,4-dimetilexano
4. Quando ambas as direções levam ao menor número para um dos
substituintes, a direção escolhida é aquela que fornece o menor
número possível para todos substituintes restantes.
5. Se o mesmo número dos substituintes é obtido em ambas as 
direções, o primeiro grupo citado recebe o menor número
6. Se uma substância tem mais que duas cadeias de mesmo
comprimento, a cadeia principal será a que tiver o maior
número de substituintes.
7. Algumas nomenclaturas comuns são usadas no sistema
IUPAC.
Nomenclatura de Nomenclatura de cicloalcanoscicloalcanos
1. Se houver apenas um substituinte no anel não é necessário
numerá-lo
1-ciclobutilpentano
2. Nomeie os dois substituintes em ordem alfabética
1,3-dimetilcicloexano1-etil-3-metilciclopentano1-metil-2-propilciclopentano
metilciclopentano etilcicloexano
1-ciclobutilpentano
3. Se houver mais de dois substituintes, a numeração deverá ser a 
menor possível.
4-etil-2-metil-1-propilcicloexano e não 1,1,2-4-etil-2-metil-1-propilcicloexano e não
1-etil-3-metil-4-propilcicloexano
5-etil-1-metil-2-propilcicloexano
e não
1,1,2-
trimetilciclopentano
Reações de Reações de alcanosalcanos
Devido a baixa reatividade, os alcanos dão preferencialmente
reações de substiuição eletrofílica através de via radicalar, e
reações de oxidação.
Exemplos:
Halogenação
OBS: Na etapa 2 o radical livre alquílico formado em maior quantidade, é sempre o mais estável
Cloração do butano
2-clorobutano
1-clorobutano
CH4 + O2 CO2 + 2 H2O (l) ∆Η 
ο
 = −891, 2 kJ / mol
Oxidação :
2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O (l) ∆Η 
ο
 = −2.878, 6 kJ / mol
butano
metano
 CnH2n+2 + (3n + 1) O2 n CO2 + (n+1) H2O (l) 
2
Reação geral :
Métodos de obtençãoMétodos de obtenção
A principal fonte de obtenção de alcanos é pela destilação
fracionada do petróleo. O metano é também chamado de gás
dos pântanos por ser o principal produto da decomposição de
material vegetal.
Figura : Torre de destilação do petróleo
AlcenosAlcenos
Nomenclatura:
1- A cadeia contínua mais longa que contém o grupo 
funcional 
But-1-eno But-2-eno Hex-2-eno
2-Propil-hex-1-eno
2- Se o mesmo número para o sufixo do grupo funcional no 
• Cite os substituintes em ordem alfabética
* Haleto orgânico insaturado*
3,6-dimetil-oct-3-eno 5-bromo-4-cloro-hept-1-eno
2- Se o mesmo número para o sufixo do grupo funcional no 
alceno for obtido para ambas as direções, o nome correto 
é o nome que contém o menor número para o substituinte.
2,5-dimetil-oct-4-eno 2-bromo-4-metil-hex-3-eno
*
3- Em alcenos cíclicos, um número não é necessário 
para denotar a posição do grupo funcional.
* Haleto orgânico insaturado
*
Nota: 
A nomenclatura de alcinos e dienos é
feita de forma análoga , entretanto afeita de forma análoga , entretanto a
terminação é substituída por ino ou
dieno, conforme o caso.
Reações de Reações de alcenosalcenos
Os alcenos dão reações de adição eletrofílica, por
via iônica (adição Markovnikov) ou via radicalar
(adição anti-Markovnikov).
Exemplos:
1- Adição de água – Hidratação1- Adição de água – Hidratação
2- Adição de HX
2-Metilpropeno
Exemplo 2:
2-Metilpropeno
3- Hidrogenação catalítica
But-2-eno butano
2-metilpropeno 2-metilpropano
cicloexeno cicloexano
2-metilbut-2-eno
2-metilbut-1-eno
Calor de hidrogenação
Diagrama de estabilidade dos isômeros do metilbuteno
3-metilbut-1-eno
mais estável
menos estável
E
n
e
r
g
i
a
 
p
o
t
e
n
c
i
a
l
4- Clivagem oxidativa
4.1 - Ozonólise
Contribuintes de ressonancia do ozonio
molozonideo ozonideo
ozonideo
Uma cetona Um aldeído
Um ácido carboxílico
Condições
Condições
redução
Uma cetona Um ácido carboxílico
Condições
oxidação
Exemplos:
4.2 – Reação com o permanganato de potássio
OH
O
OH
O
KMnO4, H 
+
H2O, 70 
oC
(95%)
KMnO4, NaOH 
H2O, tert-BuOH, 25 
oCH
H
H
H
R
R
Mn
O
O-O
O
+
H2O
R
R
Mn
O
OO
O
NaOH, H2O
R
R OH
OH
Diol
+ MnO2
OH
OH
Hidroxilação cis
CH3
CH3
KMnO4, NaOH
H2O, 10 
oC
CH3
CH3
OH OH
(96%)
4.3- Reação com perácido orgânico (epoxidação)
C
C
HH
HH
CH3O
O
O
H
C
HH
C
HH
O C
O
OH
R+
Ácido carboxílicoAlceno
Perácido 
orgânico
:
:
: :
:
:
: :
:
:
:
:
Epóxido Ácido carboxílicoAlceno orgânico
C
HH
C
HH
O
Epóxido
:
: H2O, H 
+ C
HH
C
HH
OH
OH
Hidroxilação trans
Reações de Reações de alcinosalcinos
No geral, as reações de alcinos são as mesmas que
as dos alcenos entretanto, para cada mol de alcino
são necessários 2 moles do eletrófilo.
Exemplos:
1- Halogenação1- Halogenação
CH3CH2C CCH3 CH3CH2C CCH3
Cl
Cl
CH3CH2C CCH3
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl2
CH2Cl2
Cl2
CH2Cl2Pent-1-ino
2,2,3,3-Tetracloropentano
2- Hidrogenação: Reação estereosseletiva
Pent-2-ino
Cis-pent-2-enoBut-2-ino
Trans-but-2-eno
3- Adição de HBr
But-1-ino 1-bromo-but-1-eno
4- Hidratação
Um enol Uma cetona
Mecanismo da hidratação de um alcino catalisada pelo íon mercúrico
tautomeria
Uma cetona mercúrica
Reações de Reações de DienosDienos
Os dienos no geral dão as mesmas reações dos
alcenos (Adição eletrofílica). Entretanto quando o
dieno for conjugado considera-se a possibilidade de
estabilização do intermediário por ressonância.
Exemplos: H2C CH CH CH2 H X+
But-1,3-dieno
H2C CH CH CH2
X H
Produto 1,2
+
H2C CH HC CH2
HX
Produto 1,4 
(Majoritário)
* Condições iônicas
*
2- Reação de Diels-Alder (Cicloadição) : Dienos conjugados 
Mecanismo : Reação concertada
Dieno conjugado dienófilo
Produto de cicloadição
Exemplos:
Grupo elétron atraente
Uma reação de adição 1,4 ao buta-1,3-dieno
Contribuintes de ressonancia do dienófilo
Híbrido de ressonância
Exemplos:
Exemplos: