Reações orgânicas 2012 1ª parte

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 Prof. Eloisa Vieira 
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Uma visão geral das reações orgânicas
Tópicos 
1. Rupturas de ligações
2. Classificação dos reagentes
3. Mecanismos de reações orgânicas
4. Classificação das reações orgânicas
5. Equilíbrio das reações orgânicas
6. Diagrama de energia e estado de transição
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Rupturas
Para que uma reação se efetive é necessário que haja rompimento nas ligações entre os átomos dos reagente e posterior formação de ligação entre os átomos dos produtos.
O tipo de ruptura é decisivo para a formação do produto final
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Tipos de Rupturas de Ligações
1.1. Ruptura Homolítica 
1.2. Ruptura Heterolítica
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1.1. Ruptura Homolítica : A ruptura da ligação é simétrica, de modo que cada átomo fique com seu elétron original da ligação
1. Rupturas de ligações
Cisão Homolítica : a ligação covalente é quebrada de modo homogêneo; deixando cada átomo com um elétron da ligação. 
Formam-se RADICAIS LIVRES. Não tem cargas.
Exemplo: Cl . . Cl Cl. + Cl. 
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1.2. Ruptura Heterolítica: A ruptura é feita de modo assimétrico, de modo que o par eletrônico fique apenas comum dos átomos da ligação
Cisão Heterolítica: a ligação covalente é quebrada de modo heterogêneo deixando um dos átomos participantes da ligação com ambos os elétrons que integravam esta ligação, e o outro sem nenhum. Formam-se ÍONS.
Exemplo: HCl H+ + Cl -
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Vejamos outro exemplo:
 
Um carbono carregado negativamente é chamado de carboânion
A cisão heterolítica geralmente ocorre em compostos organicos de ligação polar e produz carbocátions e carboânions.
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 Natureza dos reagentes (que tiverem em contato). 
 
 Meio que ocorrer a reação (tipo de solvente). 
 Condições físicas (T, P, Luminosidade...).
 
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B1+ REAGENTE ELETRÓFILO
A 1- REAGENTE NUCLEÓFILO
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2.1. Reagente Eletrófilo (E) = espécie que possui afinidade por elétrons (Teoria de Lewis = ácido de Lewis).
B1+ Reagentes Eletrófilos: 
(philo- amigo; elétrons- carga negativa) -São reagentes positivos que têm afinidade por pares eletrônicos de átomos de carbono dos compostos orgânicos. São ácidos de Lewis. Podem aceitar um par de elétrons.
 : -
H3C -: __Mg 2+ - :Cl: + H- O-H + C - + Mg 2+ +Cl- + H2 O
 H 
O H+ do íon H3O + separa-se dele e liga-se a um par eletrônico do carbono, o íon Mg e o Cl separam na forma iônica e fica na solução.
O H+ do íon H3O tem afinidade pelo par eletrônico do carbono, por isso é um reagente eletrófilo.
Como a reação é de substituição e o reagente eletrófilo, a reação chama-se reação de substituição eletrófila.
Exemplos: H+, Fe 3+, BF3, AlCl3, (NO2)+...
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2.2. Reagente Nucleófilo (:N) = espécie que possui par de elétrons disponíveis para efetuar uma ligação (Teoria de Lewis = base de Lewis).
A 1- Reagentes Nucleófilos (philo- amigo; núcleo- carga positiva) - São radicais negativos que irão atacar a parte positiva do carbono de um composto orgânico. 
São bases de Lewis. Podem ceder um par de elétrons.
H3C - Cl + Na+ OH -  H3C-OH + Na+ Cl –
O OH- que está com oito elétrons é atraído pelo carbono que está com seis elétrons e se liga a ele por meio de um par eletrônicos disponíveis.
Como o OH- tem afinidade pelo núcleo do átomo do carbono, é chamado de reagente nucleofílico e a reação substituição nucleofílica.
Exemplos: (OH)-, H2O, NH3, (CN)-...
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Reações de Substituição (alcanos, no benzeno e seus derivados, nos haletos de alquila, álcoois e ácidos carboxílicos).
Reações de Adição (alcenos, nos alcinos, aldeídos e nas cetonas )
Reações de Eliminação (álcoois, haletos e ácidos)
3.0 Tipos de Reações Orgânica
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C
LUZ
Cl
Cl
H
H
+
H
H
C
Cl
Cl
H
H
+
H
H
É quando um átomo ou grupo de átomos é substituído por um radical do outro reagente 
3.1 Tipos de Reações Orgânicas
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C
Cl
Cl
H
+
H
H
Cl
Cl
CCl4
C
H
C
H
H
H
C
H
É quando duas ou mais moléculas reagentes formam 
uma única como produto 
3.2
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C
H2O
H
+
H
H
H
H
C
H
C
H
H
H
C
OH
H
+
É quando de uma molécula são retirados dois átomos ou dois grupos de átomos sem que sejam substituídos por outros 
3.3
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1.2.HALETOS ORGÂNICOS – São polares, sofrem cisão heterolítica. 
A molécula orgânica perde o elétron da
 ligação com o halogênio, é atacada por 
um reagente nucleófilo.
 
H3C-Cl + HOH H3C-OH + HCl
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- Halogenação: 
 
 - Nitração:
 
 - Sulfonação:
 
 - Alquilação de Friedel-Crafts:
 
 - Acilação de Friedel-Crafts:
 
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CLORAÇÃO
R  H + Cl  Cl HCl + R  Cl
BROMAÇÃO
R  H + Br  Br HBr + R  Br
NITRAÇÃO
OHNO2 + R  H R  NO2 + HOH 
SULFONAÇÃO
R  H + HO  SO3H H2O + R  SO3H
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Por serem apolares os alcanos sofrem cisão homolítica e a reação ocorre por meio de radicais livres. 
Reação com Cl2, Br2 ou I2 em presença de luz ultra-violeta. 
Formam-se derivados halogenados ou haletos orgânicos.
u.v.
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C
LUZ
Cl
Cl
H
H
+
H
H
C
Cl
Cl
H
H
+
H
H
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CH4 + 2 Cl2  H2CCl2 + 2 HCl
CH4 + 3 Cl2  HCCl3 + 3 HCl
CH4 + 4 Cl2  CCl4 + 4 HCl
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LUZ
I
I
H
CH3 – C – CH3 + Cl2
CH3
3.4.FACILIDADE DE SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS: 
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Reação de Nitração:
Reação com ácido nítrico (HNO3) em presença de ácido sulfúrico (H2SO4) e com aquecimento. Formam-se nitrocompostos.
Exemplo:
CH4 + HO-NO2  H3C - NO2 + H2O
metano			 nitrometano

H2SO4
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Reação de Sulfonação:
Reação com ácido sulfúrico, com aqueci-mento. Formam-se ácidos sulfônicos.
Exemplo:
CH4 + HO-SO3H  H3C - SO3H + H2O
metano			ácido metanossulfônico

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+ Cl2
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+ HNO3
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+ H2SO4
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+ CH3Cl
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REAÇÃO COM CLORETO DE ACILA, EM PRESENÇA DE ALCl3.
 O
 H O ALCl3 C-CH3
  C-CH3 + HCl
 Cl
 +
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01) No 3 – metil pentano, cuja estrutura está representada 
 a seguir:
O hidrogênio mais facilmente substituível por halogênio está situado no carbono de número:
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 6.
CH
C
H
3
2
4
1
3
2
5
6
CH
CH
CH
CH
3
2
3
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02) Fenol (C6H5OH) é encontrado na urina de pessoas
 expostas a ambientes poluídos por benzeno (C6H6). 
 Na transformação do benzeno em fenol ocorre 
a) substituição no anel aromático.
b) quebra na cadeia carbônica.
c) rearranjo no anel aromático.
d) formação de ciclano.
e) polimerização.
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03) Considere a reação de substituição do butano:
BUTANO + Cl2 X + Y 
ORGÂNICO
INORGÂNICO
LUZ
O nome do composto X é:
a) cloreto de hidrogênio.
b) 1-clorobutano.
c) 2-clorobutano.
d) 1,1-clorobutano.
e) 2,2-diclorobutano.
Cl2
+
CH3 – CH2 – CH2 – CH3
LUZ
CH3 – CH – CH2 – CH3 
+
HCl
Cl
2 – cloro butano
1
2
3
4
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4)
5)
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6) Dê o nome dos produtos orgânicos das reações abaixo, respeitando os coeficientes fornecidos. Indique o produto principal ( se houver).
1 CH4 + 3 Cl 2  
1 H3C – CH3 + 1 I2 
1 H3C – C – CH3 + 1 Br2 
 H2
1 H3C – C – C – CH3 + 1 Cl2 
 H2 H2
 
 
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3. Mecanismos de reações orgânicas
É a descrição das várias etapas pelas quais uma reação passa,como a ruptura das ligações, os ataques eletrofílicos e nucleofílicos ao reagente orgânico, a formação de novas ligações e de compostos intermediários
Mecanismo
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3.1. Mecanismo via radicais
Características dos radicais
• São eletronicamente neutros
• Muito reativos
• As reações radicalares não são muito comuns quando comparado a reações polares
• Ocorrem em moléculas apolares ou com baixa diferença de eletronegatividade
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Reação
3.1. Mecanismo via radicais
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3.1. Mecanismo via radicais
Ocorre em três etapas:
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3.2. Mecanismo polares (ou iônico) 
Ocorre em função da distribuição assimétrica dos elétrons devido a diferença de eletronegatividade entre os átomos
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Polaridade de alguns grupos funcionais
3.2. Mecanismo polares (ou iônico) 
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3.2. Mecanismo polares (ou iônico) 
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