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PROFESSOR BENITE QUÍMICA ORGÂNICA Nomenclatura Ácidos Carboxílicos Na nomenclatura da IUPAC, a terminação dos compostos é oico. O grupo carboxila como está na posição 1 não precisa ser assinado. Ácidos carboxílicos podem formar fortes ligações hidrogênios intramolecular e intermolecularmente. Acidez dos ácidos carboxílicos A constante de ionização da maioria dos ácidos carboxílicos é 10-4 a 10-5 (pKa = 4 a 5) Ácidos carboxílicos são rapidamente desprotonado por hidróxido de sódio ou bicarbonato de sódio para formar sais carboxilatos. Sais carboxilatos são mais solúveis que os ácidos correspondentes. Grupos retiradores de életrons próximos aos grupo carboxila aumenta a acidez dos respectivos ácidos. Efeito elétron-atraente Diácidos carboxílicos Ésteres Os nomes dos ésteres são derivados dos nomes dos ácidos carboxílicos e dos álcoois correspondentes. Ésteres não apresentam ligações hidrogênio intermoleculares e portanto têm pontos de ebulição mais baixos que os ácidos carboxílicos. Ésteres fazem ligações hidrogênio com água e possuem apreciável solubilidade neste solvente. Solubilidade dos ésteres Funções Orgânicas Nitrogenadas Molécula de amônia • Amina Primária • Amina Secundária • Amina Terciária Poucos carbonos Nomenclatura Nomenclatura: Citar o nome das ramificações ligada ao N (em ordem alfabética) Se a molécula for muito grande o grupo NH2 pode ser chamado de amino. 3-amino-2-metil-heptano CH 3 NH 2 Metil-amina NH 2 Fenilamina N CH 3 CH 3 H Di-metil-amina Grupo Funcional Nomenclatura Amida= Prefixo + infixo + amida etanamida ou acetamida N-metil-etanamida Ácidos e bases Svante August Arrhenius (1887): ácidos seriam substâncias cujas soluções aquosas contivessem excesso de íons H+ (em relação a OH-), enquanto bases seriam substâncias cujas soluções aquosas contivessem excesso de íons OH- (em relação a H+). Teoria da ionização dos eletrólitos Ácidos Ácidos: são substâncias quando em solução aquosa, se dissociam, originando exclusivamente H+ como íons positivos. "Ácido é toda substância que em solução aquosa se dissocia fornecendo íons H+, como único tipo de cátion." Bases Bases: são substâncias que, em solução, se dissociam, originando como único íon negativo o OH1- "Base é toda substância que , dissolvida em água, se dissocia, fornecendo íons hidróxido como único tipo de ânion." Observações Os ácidos são compostos moleculares . Só conduzem a eletricidade em solução , pois há ionização, formando íons. Quando puros não conduzem a eletricidade. As bases são compostos iônicos, pois temos metal ligado ao oxigênio: Me+(OH) – No estado sólido não conduzem a eletricidade, pois os íons estão presos. No estado fundido e em solução aquosa conduzem a corrente, pois os íons estão libertos. Entretanto , atualmente sabemos que um próton simples não existe em soluções aquosas. Um próton em solução aquosa se hidrata, forma cátion hidrônio: H3O + Brönsted-Lowry (1923, meio alcóolico, meio aquoso): ácidos são substâncias capazes de doar um ou mais prótons (H+) em uma reação química; e bases, substâncias capazes de aceitar um ou mais prótons. Thomas Lowry Johannes Nicolaus Brönsted B: + H-A B + H + A - base ácido ácido conjugado base conjugada Lewis (1923): base é uma espécie que possui pelo menos um par de elétrons não ligantes disponível para compartilhar com outra espécie, durante uma reação química. Um ácido é uma espécie capaz de aceitar um par de elétrons. Gilbert Newton Lewis N N CH3 nicotina H + N N CH3H + + + N N CH3H + OH - nicotina N N CH3 Caráter Básico das Aminas Devido ao fato de possuirem um par de elétrons desemparelhados as aminas são bases de Lewis: análoga à molécula de NH3. CH3NH2 + H + CH3NH3 + Íon metil amônio O caráter básico das aminas vai se acentuando a medida que aumenta o poder “elétron-repelente” (efeito indutivo positivo) dos radicais ligados ao N. CH 3 C H 2 > CH3 > H Quanto maior a cadeia ligada, maior o caráter básico devido o efeito elétron-repelente. Efeito estérico • Trimetilamina: Base mais fraca do que a dimetilamina e metilamina. • Este fato deve-se a um “impedimento espacial” chamado EFEITO ESTÉRICO que dificulta a aproximação do próton ao par eletrônico! Efeito estérico Quando se substitui o H do NH3 por um radical elétron-atraente (efeito indutivo negativo), este radical irá diminuir o caráter básico do composto. A fenilamina é uma base mais fraca que a amônia pois o radical elétron- atraente (fenil) enfraquece o caráter básico. • O Ka do ion anilínio é de 2,5.10 -5, ou seja , o pKa é de 4,60 enquanto que o pKa da etilamina é de 10,64. N H H H + pKa = 4,60 CH 3 C H 2 NH 2 pKa = 10,64 Na anilina, o par de elétrons está deslocado por ressonância com o anel aromático e consequentemente, o nitrogênio possui menor densidade eletrônica NH 2 .. NH 2 .. - pKa do ácido conjugado = 4,62 Ionização em fase aquosa N H H H N H H H + + + A anilina é intrisicamente mais básica do que a amônia, pois os elétrons do anel aromático altamente polarizáveis, ajudam a estabilizar a carga positiva do nitrogênio no íon anilínio Aminas aromáticas (arilaminas) NH 2 NHCH3 N(CH 3 ) 2 Anilina pKa= 4,60 N-Metilanilina (N-metilbenzamina) pKa = 4,85 N,N - dimetilanilina pKa = 5,15 Compostos heterocíclicos nitrogenados: N H N H N H pKb = 2,80 pKb = 2,89 pKb = 3,02 N N N N H N pKb = 8,77 pKb = 11,30 pKb = 13,60 pKb = 9,5 piperidina pirrolidina dietilamina piridina pirimidina pirrol quinolina Ka . Kb = Kw , portanto pKa + pKb = 14 • Quanto maior o pKa e menor o pKb = Menos ácido • Quanto menor o pKa e maior o pKb = Mais ácido
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