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Reações Orgânicas Tipos de Reações Orgânicas C H H H Cl H Cl + Houve a troca do HIDROGÊNIO pelo CLORO REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO É quando um átomo ou grupo de átomos é substituído por um radical do outro reagente. C H H H H Cl Cl + + C H H H Cl LUZ H Cl H H C H C H Cl Cl + H H C H C H Cl Cl + CCl 4 H H C H C H Cl Cl Houve a adição dos átomos de CLORO aos carbonos INSATURADOS REAÇÃO DE ADIÇÃO É quando duas ou mais moléculas reagentes formam uma única como produto H H2O O + H H C C H H H C C Ocorreu a saída de ÁGUA do etanol REAÇÃO DE ELIMINAÇÃO É quando de uma molécula são retirados dois átomos ou dois grupos de átomos sem que sejam substituídos por outros H+ H H2O OH + H H C C H H H H C C H H Principais Reações de Substituição Entre os compostos orgânicos que sofrem reações de substituição destacam-se Os alcanos. O benzeno e seus derivados. Os haletos de alquila. Os alcoóis. Os ácidos carboxílicos. Halogenação de Alcanos É quando substituímos um ou mais átomos de hidrogênio de um alcano por átomos dos halogênios C LUZ Cl Cl H H + H H C Cl Cl H H + H H Podemos realizar a substituição dos demais átomos de hidrogênio sucessivamente, resultando nos compostos CH4 Cl2 HCl H3CCl Cl2 HCl H2CCl2 Cl2 HCl HCCl3 Cl2 HCl CCl4 A reatividade depende do CARBONO onde ele se encontra; a preferência de substituição segue a seguinte ordem: Nos alcanos de cadeias maiores, teremos vários átomos de hidrogênios possíveis de serem substituídos LUZ I I H CH3 – C – CH3 + Cl2 CH3 C terciário > C secundário > C primário produto principal I I Cl CH3 – C – CH3 + HCl CH3 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. CH2 H3C 4 1 3 2 5 6 CH CH2 CH3 CH3 02) Um químico faz uma reação do terc-butano (metilpropano) com Br2, na presença de luz solar ou aquecimento a 300°C. Admitindo-se que ocorra apenas monossubstituição, é correto afirmar que o número de produtos formados nessa reação é: 1. 3. 2. 4. 5. + Br2 CH3 CH CH3 CH3 Br CH3 C CH3 CH3 Br CH3 CH CH2 CH3 04) 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-cloro butano. c) 2-cloro butano. d) 1,1-cloro butano. e) 2,2-dicloro butano. Cl2 + CH3 – CH2 – CH2 – CH3 carbono secundário é mais reativo que carbono primário LUZ CH3 – CH – CH2 – CH3 + HCl Cl 2 – cloro butano 1 2 3 4 HALOGENAÇÃO DO BENZENO + Cl2 AlCl3 Neste caso todos os átomos de hidrogênios são equivalentes e originará sempre o mesmo produto em uma mono – halogenação + HCl Cl NITRAÇÃO DO BENZENO + HNO3 H2SO4 + H2O NO2 Consiste na reação do benzeno com ácido nítrico (HNO3) na presença do ácido sulfúrico (H2SO4), que funciona como catalisador SULFONAÇÃO DO BENZENO Consiste na reação do benzeno com o ácido sulfúrico concentrado e a quente + H2SO4 H2SO4 + H2O SO3H ALQUILAÇÃO DO BENZENO Consiste na reação do benzeno com haletos de alquila na presença de ácidos de Lewis AlCl3 + CH3Cl + HCl CH3 02) Considere a experiência esquematizada a seguir, na qual bromo é adicionado a benzeno (na presença de um catalisador apropriado para que haja substituição no anel aromático): a) Equacione a reação que acontece. b) Qual é a substância produzida na reação que sai na forma de vapor e chega até o papel indicador de pH, fazendo com que ele adquira cor característica de meio ácido? + Br2 AlBr3 + HBr Br HBr SUBSTITUIÇÃO NOS DERIVADOS DO BENZENO Diferem na velocidade de ocorrência e nos produtos obtidos que dependem do radical presente no benzeno que orientam a entrada dos substituintes + HNO3 NO2 H2SO4 NO2 NO2 + HNO3 H2SO4 ORIENTADOR Assim teremos: ORIENTADORES ORTO – PARA ( ATIVANTES ) – OH – NH2 – CH3 – Cl – Br – I ORIENTADORES META ( DESATIVANTES ) – NO2 – SO3H – CN – COOH Os orientadores META possuem um átomo com ligação dupla ou tripla ligado ao benzeno ORIENTADORES ORTO – PARA ( ATIVANTES ) – OH – NH2 – CH3 – Cl – Br – I ORIENTADORES META ( DESATIVANTES ) – NO2 – SO3H – CN – COOH + Cl2 OH AlCl3 AlCl3 OH OH – Cl Cl ORIENTADOR ORTO – PARA + HCl + HCl MONOCLORAÇÃO DO FENOL ORIENTADORES ORTO – PARA ( ATIVANTES ) – OH – NH2 – CH3 – Cl – Br – I ORIENTADORES META ( DESATIVANTES ) – NO2 – SO3H – CN – COOH + Cl2 NO2 ORIENTADOR META NO2 – Cl + HCl MONOCLORAÇÃO DO NITROBENZENO AlCl3 01. Os nitrotoluenos são compostos intermediários importantes na produção de explosivos. Os mononitrotoluenos podem ser obtidos simultaneamente, a partir do benzeno, através da seguinte sequência de reações: a) Escreva a fórmula estrutural do composto A e o nome do composto B. b) Identifique o tipo de isomeria plana presente nos três produtos orgânicos finais da sequência de reações. 02) Considere as informações a seguir: Com relação aos benzenos monossubstituídos acima, as possíveis posições nas quais ocorrerá monocloração em I, II e III são, respectivamente: 2 e 4; 2 e 4; 3. 2 e 4; 2 e 5; 4. c) 3 e 4; 2 e 5; 3. d) 3 e 4; 2 e 4; 4. 03. A monocloração do nitro-benzeno produz: a) o – cloro – nitro – benzeno b) m – cloro – nitro – benzeno c) p – cloro – nitro – benzeno d) uma mistura equimolecular de o–cloro–nitro-benzeno e p – cloro – nitro – benzeno e) cloro – benzeno 04) O clorobenzeno, ao reagir por substituição com: 0 0 HNO3, em presença de H2SO4, produz 2-nitroclorobenzeno. 1 1 Cl2, em presença de FeCl3, produz preferencialmente metadiclorobenzeno 2 2 CH3Cl, em presença de AlCl3, produz 4-metilclorobenzeno. 3 3 H2SO4, em presença de SO3, produz 2-hidrogenosulfato de clorobenzeno. 4 4 Br2, produz preferencialmente, em presença de FeCl3 3-bromo, cloro benzeno. Cl o “cloro” é orientador orto-para e desativante 1 2 3 4 5 6 V F V V F REAÇÕES DE ADIÇÃO As reações de adição mais importantes ocorrem nos ... alcenos alcinos aldeídos cetonas REAÇÕES DE ADIÇÃO NOS ALCENOS ADIÇÃO DE HALETOS DE HIDROGÊNIO NOS ALCENOS H H C H C H H Cl + CCl 4 H H C H C H H Cl Os haletos de hidrogênio reagem com os alcenos produzindo haletos de alquila H C H C H H Cl + H C H H H C H C H H C H H H Cl CCl4 “O hidrogênio ( H+ ) é adicionado ao carbono da dupla ligação mais hidrogenado” REGRA DE MARKOVNIKOV o produto principal será o 2 – cloro propano H C H C H H OH + H C H H H C H C H H C H H H OH H+ o produto principal será o 2 –propanol ADIÇÃO DE ÁGUA (HIDRATAÇÃO) AOS ALCENOS H C H C H Cl Cl + H C H H H C H C H H C H H Cl Cl CCl4 o produto será o 1, 2 – dicloro propano ADIÇÃO DE HALOGÊNIOS (HALOGENAÇÃO) AOS ALCENOS H C H C H H H + H C H H H C H C H H C H H H H CCl4 o produto formado é o propano Essa reação ocorre entre o H2 e o alceno na presença de catalisadores metálicos (Ni, Pt e Pd). HIDROGENAÇÃO DOS ALCENOS 02) Observe o esquema reacional abaixo: Sobre esses compostos, é correto afirmar que todas as reações são de: a) adição, sendo os produtos respectivamente: A = 1-propanol; B = 1-cloro-propano e C = propano. b) substituição, sendo os produtos respectivamente: A = 1-butanol; B = 2-cloro-propano e C = propano. c) substituição; sendo os produtos respectivamente: A = 1-hidróxi-2-propeno; B = 2-cloro-1-propeno e C = propeno. d) adição, sendo os produtos respectivamente: A = 1,2-propanodiol; B = 1,2-dicloropropano e C = propano. e) adição, sendo os produtos respectivamente: A = 2-propanol; B = 2-cloro-propano e C = propano.ADIÇÃO DE HALETOS DE HIDROGÊNIO AOS ALCINOS Ocorre a adição de 1 mol do haleto de hidrogênio para, em seguida, ocorrer a adição de outro mol do haleto de hidrogênio H – C C – CH3 + H – Cl H Cl H – C C – CH3 H Cl H – C C – CH3 + H – Cl H Cl H – C C – CH3 H Cl 33 ADIÇÃO DE ÁGUA (HIDRATAÇÃO) AOS ALCINOS A hidratação dos alcinos, que é catalisada com H2SO4 e HgSO4, possui uma seqüência parecida com a dos alcenos. H – C C – CH3 + H2O H OH H – C C – CH3 H2SO4 HgSO4 O enol obtido é instável se transforma em cetona Dependendo do enol formado poderemos obter no final um aldeído H OH H – C C – CH3 H O H – C C – CH3 H REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO As reações de eliminação são processos, em geral, inversos aos descritos para as reações de adição e, constituem métodos de obtenção de alcenos e alcinos A desidratação (eliminação de água) de um álcool ocorre com aquecimento deste álcool em presença de ácido sulfúrico DESIDRATAÇÃO DE ALCOÓIS A desidratação dos alcoóis segue a regra de SAYTZEFF, isto é, elimina-se A hidroxila e o hidrogênio do carbono vizinho ao carbono da hidroxila MENOS HIDROGENADO CH3 H OH H2SO4 C H H C H C H H menos hidrogenado + H2O CH3 H C H H C H C H DESIDRO - HALOGENAÇÃO DE HALETO DE ALQUIL Esta reação, normalmente, ocorre em solução concentrada de KOH em álcool O haleto eliminado reage com o KOH produzindo sal e água CH3 H Cl C H H C H C H H menos hidrogenado + KCl + H2O CH3 H C H H C H C H KOH(alc) ELIMINAÇÃO DE DIBROMETOS VICINAIS CH3 H Br C H H C H C H Br + ZnBr2 CH3 H C H H C H C H Zn Ocorre na presença do ZINCO ELIMINAÇÃO DE DIBROMETOS VICINAIS CH3 H Br C H H C H C H Br Na presença do KOH (alc) são eliminadas duas moléculas de HBr que irão reagir com o KOH KOH(alc) + 2 KBr + 2 H2O CH3 H C H H C C º EXERCÍCIOS 01) Considere o benzeno monossubstituído, em que “X” poderá ser: Assinale a alternativa que contém somente orientadores orto-para: I, III e V II, III e IV III, IV e V I, II e IV I, IV e V 02) A monocloração do 2 – metil pentano pode fornecer vários compostos, em proporções diferentes. Quais os compostos monoclorados obtidos? 4 5 1 2 3 03) Em relação aos grupos (– NO2) e (– Cl), quando ligados ao anel aromático, sabe-se que: O grupo cloro é orto – para – dirigente. O grupo nitro é meta – dirigente. Assim no composto a seguir, possivelmente ocorreu: nitração do cloro – benzeno. redução de 1 – cloro – 3 – amino – benzeno. cloração do nitrobenzeno. halogenação do orto – nitrobenzeno. nitração do cloreto de benzina. 04) Na reação do 2 – metil – 1 – propeno com hidreto de bromo, forma-se: 2-bromo 2-metil propano. 1-bromo 2-metil propano. isobutano. 1-bromo 2-metil propeno. 2-buteno.
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