Apostila Quimica Organica (USP)
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Apostila Quimica Organica (USP)


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um gráfico de energia potencial versus 
rotação em torno da ligação C2-C3 é exibido abaixo. 
 
 
 54 
H
CH3
H
H
CH3
H
Rotação de 60º
Conformação
Anti
Mais estável
Menor energia
HCH3
H
H
H3C
H
Conformação
Eclipsada
4,0 kJ mol-1
6,0 kJ mol-1
6,0 kJ mol-1
Rotação de 60º
H
CH3
H
H
H3C
H
Conformação
Gauche
3,8 kJ mol-1
Rotação de 60º
H3CCH3
H
H
H
H
Conformação
Eclipsada
4,0 kJ mol-1
11,0 kJ mol-1
4,0 kJ mol-1
Menos estável
Maior energia
Rotação de 60º
Gauche ...Eclipsada...anti
 
 
 A conformação de menor energia lógicamente é a que apresenta mais 
distantes os grupamentos. 
 Na conformação Gauche existe uma certa energia devido a existência 
de um Impedimento estérico. Impedimento estérico é a interação de repulsão 
que acontece quando os átomos são forçados a permanecer junto além daquilo 
que seu raio atômico permite. 
 Os mesmos princípios desenvolvidos para o butano aplicam-se para o 
pentano, hexano e todos os alcanos de cadeia maior. A configuração mais 
favorável para qualquer alcano possui ligação carbono-carbono em arranjo 
estrela e os substituintes volumosos com arranjo anti um ao outro. 
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
H H
H H
H
H
H
H
H
H
H H
HH H H H H
H H H H H
H
decano
 
 
 Quando falamos que um isômero conformacional é mais estável não que 
dizer que as outras formas não ocorram. A temperatura ambiente, ou qualquer 
outra energia pode fazer a molécula rotacionar. 
 
 55 
Estrutura e isomeria em alcanos cíclicos 
 
 Dos alcanos cíclicos, o ciclopropano e o ciclobutano são os mais 
instáveis. Esta instabilidade é, em parte, devido a tensão no anel, pois, como 
todos os carbonos possuem hibridização sp3 , os ângulos entre as ligações C-
C-C deveriam ser de 109,47\uf0b0. 
 Pela geometria do ciclopropano, tal ângulo é de 60\uf0b0. Esse desvio de 
ângulo tetraédrico resulta num decréscimo da superposição dos orbitais sp3-
sp3, levando à criação de tensão no anel. 
 O ciclobutano não é totalmente plano. Os ângulos de ligação carbono-
carbono são de 88\uf0b0. Essa redução do ângulo resulta num aumento da 
estabilidade do ciclobutano em relacção à estrutura plana (neste caso, o ângulo 
deveria ser de 90\uf0b0), pois permite uma redução na tensão torcional. Esse 
assunto, entretanto, está além do objetivo desse nosso curso. 
 Em todos os outros cicloalcanos, os átomos se dispõem no espaço, 
afastando-se da forma plana e adotando conformações diversas, de modo que 
os ângulos das ligações carbono-carbono se aproximem o máximo possível do 
tetraédrico (109,47\uf0b0). 
 Em resumo, os cicloalcanos adotam sua conformação de energia 
mínima por 3 razões: 
 
1. Tensão angular \u2013 tensão provocada pela expansão ou compressão dos 
ângulos de ligação. 
C 109,47º
 
2. Tensão de torção \u2013 tensão provocada pela interação de ligações sobre 
átomos vizinhos. 
 Formação eclipsada 
 
3. Impedimento estérico \u2013 tensão provocada pelas interações repulsivas 
quando átomo se aproxima muito um do outro. 
 
 56 
H
CH3
H
H
H3C
H
Conformação
Gauche
 - Repulsão dos grupamentos metila 
 
 Os ciclo-hexanos substituídos são os cicloalcanos mais comuns em 
razão de sua larga ocorrência na natureza. Um grande número de compostos 
como os esteróides e numerosos agentes farmacêuticos. 
 
HO
Colesterol
 
 
 Os dados de combustão (calorias) revelam que o ciclo-hexano é livre de 
tensão, com nenhuma tensão angular nem tensão de torção. Como pode ser 
isso se o ideal é ângulo de 109,47\uf0b0 ? 
 A resposta foi sugerida por Ernst Mohr e Hermam Sachse, propondo que 
a molécula de cicloexano não seja plana, mas que possua uma conformação 
tridimensional que libera as tensões. Os ângulos C-C-C do cicloexano podem 
alcançar o valor do tetraedro livre (109,47\uf0b0) de tensão se o anel adota uma 
conformação do tipo cadeira ou Bote. 
 A conformação cadeira é mais estável que o Bote devido a um 
impedimento estérico entre os átomos de hidrogênio. 
 
 
 57 
Conformação
Cadeira
Mais estável
Conformação
Bote (barco)
Menos estável
H
H
H
H
H
H
H
H
CH2
CH2
1 1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
CH2
CH2
H
H
H
H
HH HH
1
1
2
2
3
3
44
5
5
6
6
 
 
 A conformação cadeira do ciclo-hexano possui muitas consequências 
químicas. As reações dependem da conformação pois os substituintes podem 
existir em dois tipos de posições no anel: posição axial e equatorial. 
 O ciclo-hexano possui seis H axiais e seis equatoriais. 
 
H
H H
H H
H
H H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Axila (perpendicular ao anel) Equatorial (no plano do anel)
 
 
 58 
8.1. Isomerismo: Isômeros constitucionais e estereoisômeros 
 
 Isômeros são compostos diferentes que têm a mesma fórmula 
molecular. O organograma abaixo apresenta as classificações dos isômeros: 
Constitucionais:
(isômero cujos átomos 
têm conectividade 
diferentes)
Estereoisômeros:
(isômeros que têm a 
mesma conectividade, 
mas diferem no arranjo de 
seus átomos no espaço)
Enantiômeros:
(estereoisômeros que 
são imagens 
especulares um do 
outro, que não se 
superpõem)
Diasterômeros:
(estereoisômeros que 
não são imagens 
especulares um do 
outro)
Isômeros
 
 
 
 
 
 
Isômeros Constitucionais \u2013 são isômeros que diferem porque seus átomos 
estão conectados em uma ordem diferente. 
 
Fórmula molecular Isômeros constitucionais 
C4H10 
CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH3
CH3
e
 
C3H7Cl 
CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3
Cl
e
 
C2H6O 
CH3CH2OH CH3OCH3e 
 
 
 59 
 Os isômeros constitucionais como são compostos diferentes possuem 
propriedades físicas diferentes como ponto de ebulição e fusão, solubilidade. 
 
Estereoisômeros \u2013 são isômeros que diferem apenas no arranjo de seus 
átomos no espaço. 
C
C
Cl H
Cl H
C
C
H Cl
Cl H
Cis-1,2-dicloroeteno Trans-1,2-dicloroeteno
 
 
 Os dois compostos t6em a mesma fórmula molecular (C2H2Cl) mas, são 
diferentes. Estereoisômeros não são isômeros constitucionais porque a ordem 
de conexão dos átomos em ambos os compostos é a mesma. 
Consequêntemente as propriedades físicas como P.E., P.F., solubilidade são 
as mesmas. 
 Dentro dos estereoisômeros podemos dividir em dois tipos: os 
diastereômero e enantiômero. 
 
Diasterômeros: são isômeros cujas moléculas não são imagens especulares 
umas das outras. 
 
 
 60 
C
C
Cl H
Cl H
C
C
H Cl
Cl H
C
C
ClH
ClH
molécula 
especular
espelho
giro C
C
Cl H
Cl H
C
C
HCl
ClH
mesma
molécula
giro C
C
H Cl
Cl H
Não são estereoisómeros
C
C
Cl H
Cl H
C
C
H Cl
Cl H
Diastereômeros
Não são imagens especulares 
um do outro
Me
H
Me
H
Me
H
H
Me
Não são imagens especulares 
um do outro
Diastereômeros
 
 
Enantiômeros: são estereoisômeros cujas moléculas são imagens 
especulares umas das outras, que não se superpõem. 
 
molécula 
especular
espelho
C
H
Z
X
Y
C
H
Z
X
Y C
H
Z
X
Y
C
H
Z
Y
X
Compostos 
diferentes
Enantiômeros
 
 
 
 
 
 61 
Enantiômeros e moléculas quirais 
 
 Enantiômeros ocorrem apenas com compostos cujas moléculas são 
quirais. Uma molécula quiral é definida como uma que não é idêntica a sua 
imagem no espelho. 
 Observe as moléculas do tipo CH3X, CH2XY e CHXYZ. 
 
espelho
Não são estereoisômeros
Vitória
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