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ÉTERES E EPÓXIDOS 1 Farmácia – QMC 1104 2 • Os éteres são substâncias que possuem um átomo de oxigênio ligado a dois grupos “R”, em que cada grupo “R” pode ser um grupo alquila, arila ou vinila. ÉTERES 3 • Fórmula geral: • Classificação: ÉTERES 4 • Acíclicos: • Simétricos: • Não simétricos • Cíclicos: ÉTERES 5 • Um nome comum é construído através da identificação de cada um dos grupos “R”, dispondo-os por ordem alfabética e, em seguida, adicionando o termo “éter”, por exemplo: • Um nome sistemático é construído escolhendo-se o maior grupo como o alcano principal e nomeando-se o grupo menor como um substituinte alcóxi. NOMENCLATURA 6 • ÉTERES CÍCLICOS: Recebem o prefixo OXA + CICLOALCANO NOMENCLATURA 7 Oxaciclopropano “Oxirano” Oxaciclopentano “THF” 1,4- Dioxaciclohexano “1,4-Dioxano” • Os éteres possuem pontos de ebulição que são comparáveis, em linhas gerais, aos dos hidrocarbonetos de mesma massa molecular. PROPRIEDADES FÍSICAS 8 • Não formam pontes de hidrogênio entre si; • Formam pontes de hidrogênio com água e álcool; • Essa ligação de hidrogênio faz com que os éteres se dissolvam em água quase na mesma extensão que os álcoois de tamanho e forma similares. • Possuem baixa de polaridade, são excelentes solventes para maioria dos compostos orgânicos. PROPRIEDADES FÍSICAS 9 Industrialmente: Preparação Industrial do Dietil Éter • O dietil éter é preparado industrialmente por meio da desidratação de etanol catalisada por ácido. Acredita-se que o mecanismo desse processo envolva um processo SN2. • Outros éteres dialquílicos simples. Podem ser obtidos através desse método. Em geral, limitado à preparação de éteres simétricos, nos quais os dois grupos alquila são primários. Reações de Obtenção 10 Laboratorial: Síntese de Éteres de Williamson • Consiste em uma reação SN2 de um alcóxido de sódio com um haleto de alquila, com um sulfonato de alquila ou com um sulfato de alquila. Reações de Obtenção 11 Laboratorial: Síntese de Éteres de Williamson • Como a segunda etapa é um processo SN2, efeitos estéricos devem ser considerados. • Especificamente, o processo funciona melhor quando haletos de metila ou de alquila primários são utilizados. Haletos de alquila secundários são menos eficientes porque a eliminação é favorecida em detrimento da substituição e haletos de alquila terciários não podem ser utilizados. Reações de Obtenção 12 O MTBE foi muito usado como aditivo da gasolina até que surgiram preocupações de que ele poderia contribuir para a contaminação das águas subterrâneas. 13 Reações de Obtenção 14 • Os éteres acíclicos resistem a ataques de nucleófilos e de bases; • São usados como solventes em muitas reações devido a “ausência” de reatividade acoplada à capacidade de solvatar cátions. • Éteres acíclicos são inertes em meio básico, reagem em meio ácido, ocasionando sua própria clivagem: • Quando um fenil éter é clivado sob condições ácidas, os produtos são fenol e um haleto de alquila. Reações de Éteres 15 • Clivagem Ácida • O aquecimento de dialquil éteres com ácidos muito fortes (HI, HBr e H2SO4) leva ao rompimento da ligação carbono–oxigênio. • Reação de Butleroff • A quebra em meio ácido de éteres é uma reação típica de substituição nucleofílica. • Para éteres não simétricos, o resultado é geralmente de quebra seletiva, com a produção de um único álcool e um único haleto de alquila. Reações de Éteres 16 Reações de Éteres • Clivagem Ácida : Éteres simétricos Éteres contendo alquilas primárias ou secundárias na presença de excesso de ácido e aquecimento formam somente haletos. de alquila derivados. 17 • Clivagem Ácida: Éteres não simétricos Éteres contendo alquilas primárias ou secundárias reagem via SN2, onde o ânion haleto proveniente do ácido forte ataca o éter protonado no sítio menos substituído (menos impedido). Exemplo: Reações de Éteres 18 • Clivagem Ácida • Os éteres terciários, benzílicos e alílicos reagem via Sn1, e E1, porque podem produzir carbocátios estáveis; • Estas reações são geralmente rápidas e ocorrem em temperaturas moderadas. Exemplo: Reações de Éteres 19 • Éteres cíclicos são substâncias que contêm um átomo de oxigênio incorporado em um anel. Nomes principais especiais são usados para indicar o tamanho do anel. • Os oxiranos, éteres cíclicos contendo um sistema de anéis de três membros. • Esse sistema de anéis é mais reativo do que dos outros éteres porque tem uma tensão de anel significativa. • Oxiranos substituídos, também chamados epóxidos, e podem conter até quatro grupos “R”. ÉTERES CÍCLICOS 20 • Epóxidos: Embora tensionados, podem ser encontrados na natureza. A seguir, vemos dois exemplos. ÉTERES CÍCLICOS 21 Industrialmente: • Gás inflamável incolor • Intermediário na produção de etilenoglicol e outros produtos químicos, • Esterilizante para alimentos e materiais de uso médico. Reações de Obtenção 22 Laboratorial: Preparação com Peroxiácidos • Alquenos podem ser convertidos em epóxidos após tratamento com peroxiácidos. • Mecanismo: Reações de Obtenção 23 Laboratorial: Preparação a Partir de Haloidrinas • Alquenos podem ser convertidos em haloidrinas quando tratados com um halogênio na presença de água. • Haloidrinas podem ser convertidas em epóxidos por tratamento com uma base forte: Reações de Obtenção 24 • Aumentar a cadeia em CH2-CH2 Exemplo: Conversão 2-propanol em 3-metil-1-butanol Reações de Epóxidos 25 • Éteres de Coroa • Essas substâncias contêm átomos de oxigênio múltiplos e, portanto, são capazes de se ligar mais fortemente a íons metálicos. Reações de Epóxidos 26 • Abertura de Epóxidos • O anel de três membros dos epóxidos, muito tensionado, faz com que sejam mais reativos que outros éteres cíclicos nas substituições nucleofílicas. • São reativos tanto em meio básico quanto em meio ácido, onde ocorre a clivagem. • Meio Ácido Meio Básico Reações de Epóxidos 27 • Abertura de Epóxidos: Meio básico • Embora o alcóxido seja um grupo de saída pouco estável, a tensão do anel é suficiente para que a reação aconteça. Reações de Epóxidos 28 • Abertura de Epóxidos: Meio básico • Regioquímica: O nucleófilo ataca na posição menos substituída • Estereoquímica: Quando o ataque ocorre em um centro de quiralidade, observa-se a inversão de configuração. Reações de Epóxidos 29 • Abertura de Epóxidos: Meio básico • Muitos nucleófilos fortes podem serutilizados para abrir um epóxido em meio básico: Reações de Epóxidos 30 • Abertura de Epóxidos: Meio ácido Reações de Epóxidos 31 • Abertura de Epóxidos: Meio ácido • Regioquímica: • Estereoquímica: Quando o ataque ocorre em um centro de quiralidade, observa-se a inversão de configuração. Reações de Epóxidos 32