Estrutura e propriedades de alcenos e alcinos

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ESTRUTURA E PROPRIEDADES
DE ALCENOS E ALCINOS
Paulo Henrique Barcellos França
Maceió, 2014
UNIVERSIADE FEDERAL DE ALAGOAS
ESCOLA DE ENFERMAGEM E FARMÁCIA
INTRODUÇÃO
 Hidrocarbonetos com ligação dupla C=C
 Também conhecidos como olefinas (oleum, óleo + facere,
fazer)
 Insaturação
C2H4 + Cl2  C2H4Cl2
INTRODUÇÃO
 Comprimentos e ângulos de ligações
Por que a ligação entre C-C é mais curta
no etileno em comparação com o etano?
INTRODUÇÃO
 Hibridização sp2
INTRODUÇÃO
 A ligação p
Sobreposição de
orbitais 2p para
formar os orbitais
moleculares ligante
e antiligante do
etileno
INTRODUÇÃO
 A ligação p
 Elétrons tem p maior energia que elétrons s
 Reações de alcenos estão associadas à esta maior esnergia
 Ligação mais fraca devido à sobreposição menos eficaz
 243 kJ/mol  p C-C
 377 kJ/mol  s C-C
ESTEREOISOMERISMO
 Isômeros constitucionais
 Existem dois but-2-enos diferentes
 Estereoisômeros: os dois compostos diferem apenas na
forma que seus átomos constituintes estão arranjados no
espaço
P.E. 3,7 ºC P.E. 0,88 ºC
ESTEREOISOMERISMO
 A interconversão entre os dois estereoisômeros não é
possível
 Desfaz a coplanaridade dos orbitais
 Quebra da ligação p
NOMENCLATURA
1. Para alcenos não ramificados, troca-se o sufixo ano por
eno e especifica-se a posição da ligação dupla
2. Para alcenos ramificados, a cadeia principal é aquela com
maior número de ligações duplas, mesmo que não seja a
mais longa. No caso de igual número de ligações, a mais
longa entre ela é selecionada como principal
NOMENCLATURA
3. A posição da ligação dupla, não a ramificação, é que
determina a posição do substituinte
4. Se um composto apresenta mais que uma ligação dupla, 
deve-se usar adieno, atrieno, e assim por diante.
NOMENCLATURA
5. Se o nome ainda permanecer ambíguo após determinar a
numeração correta das ligações duplas, a cadeia principal
é numerada de modo que tenha os menores números para
as ramificações no primeiro ponto de diferença
NOMENCLATURA
 Alguns substituintes podem conter ligções duplas:
 Outros subtstituintes são numerados a partir do ponto de
união com a cadeia principal
NOMENCLATURA
 Alguns alcenos tem nomes não sistemáticos reconhecidos
pela IUPAC
Estireno Isopreno
NOMENCLATURA
 A nomenclatura utilizada é baseada nas recomendações da
IUPAC de 1979. Em 1993, este órgão preconizou a
alteração da nomenclatura que insere a numeração da
ligação dupla antes do sufixo eno.
 Exemplos:
Hex-1-eno (1-hexeno)
Hexa-2,4-dieno (2,4-hexadieno)
 Basta apenas mover a designação numérica
NOMENCLATURA DOS ESTEREOISÔMEROS
 Baseado no sistema de Cahn-Ingold-Prelog
 Atribuição de prioridades relativas aos dois grupos
substituintes dos carbonos da ligação dupla
 Grupos de maior prioridade do mesmo lado: Z (zusammen)
 Grupos de maior prioridade em lados opostos: E (entgegen)
NOMENCLATURA DE ESTEREOISÔMEROS
1. Examinar os átomos diretamente ligados a um
determinado carbono da ligação dupla, e seguir a primeira
regra aplicável
 Atribuir maior prioridade para o grupo que contém o átomo de
maior número atômico.
 Atribuir maior prioridade para o grupo que contém o isótopo de
massa atômica superior.
2. Dispor os átomos ligados dentro de cada grupo em ordem
decrescente de prioridade, e fazer uma comparação par a
par dos átomos nos dois conjuntos. A prioridade mais
elevada é atribuído ao átomo de maior número atômico
(massa atômica ou, no caso de isótopos) no primeiro ponto
de dffirença
NOMENCLATURA DE ESTEREOISÔMEROS
3. Se os conjuntos de átomos ligados forem idênticos,
analisa-se os próximos conjuntos ligados aos anteriores,
movendo-se para longe da ligação dupla e escolhendo o
caminho de maior prioridade. Em seguida, aplicar a regra
2 para esses novos conjuntos e continua-se seguindo este
passo até que se chegue a uma decisão.
NOMENCLATURA DE ESTEREOISÔMEROS
 Às vezes, os grupos a que devemos atribuir prioridades
contém ligações duplas. As ligações duplas são tratadas por
uma convenção especial, em que a ligação dupla é reescrita
como uma ligação simples e os átomos em cada
extremidade da ligação dupla são duplicados
PROPRIEDADES FÍSICAS
 Até o buteno, são gases à temperatura
ambiente
 Solúveis em solventes apolares ou de baixa
polaridade
 Densidade menor que a da água
PROPRIEDADES FÍSICAS
 Similares às de alcanos
 Os momentos de dipolo para alguns alcenos, apesar de
pequenos, são maiores de que os alcanos correspondentes
PROPRIEDADES FÍSICAS
 Momento de dipolo em alcenos
Carbono sp2 é mais 
eletronegativo que 
sp3
Estereoisômero Z
ESTABILIDADES RELATIVAS DE ALCENOS
 Calores de formação padrão
Mudança de calor que ocorre quando um composto é formado a partir
de seus elementos no estado a 1 atm e 25 ºC
 Para o trans-but-2-eno:
 Variação de entalpia:
 Endotérmico x exotérmico
ESTABILIDADES RELATIVAS DE ALCENOS
 Calor de formação e Lei de Hess
ESTABILIDADES RELATIVAS DE ALCENOS
• Qual é mais estável: o alceno Z ou o E?
• Como o número de substituintes alquila na ligação dupla afetam a
estabilidade?
ESTABILIDADES RELATIVAS DE ALCENOS
 Efeito da configuração
 O estereoisômero E é mais estável que o Z
 Repulsões estéricas ocorrem no estereoisômero Z, causando
instabilidade
 No estereoisômero E os grupos volumosos estão mais
afastados
ESTABILIDADES RELATIVAS DE ALCENOS
 Efeito dos substituintes
 Alcenos são estabilizados por substituintes alquila na
ligação dupla
ESTABILIDADES RELATIVAS DE ALCENOS
 Quanto maior o
número de
grupos alquila
na ligação
dupla, maior a
estabilidade.
ESTABILIDADES RELATIVAS DE ALCENOS
 Ligações sp2 - sp3 são mais fortes que sp3- sp3
 Quanto maior o caráter s, mais forte a ligação
ALCINOS
 Estrutura linear
 Não ocorre estereoisomerismo
 Hibridização sp
ALCINOS
 Orbitais sp
ALCINOS
 Ligações p
 As ligações são ortogonais
PROPRIEDADES FÍSICAS DE ALCINOS
 Similares a alcanos e alcenos
 Menor densidade que a água
 Insolúveis em água
NOMENCLATURA DE ALCINOS
 Nomenclatura não sistemática: nomes são derivados do
acetileno
 Nomenclatura sistemática: segue as mesmas regras para
alcenos
NOMENCLATURA DE ALCINOS
 O sufixo ano é substituído por ino e à ligação tripla é dada a
menor numeração
 Substituintes alquinil
NOMENCLATURA DE ALCINOS
 Quando uma molécula contém ligações duplas e triplas, a
ligação com a menor numeração no primeiro ponto de
diferença recebe a precedência numérica
 Se o nome for ambíguo, a ligação dupla recebe prioridade
sobre a tripla
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 LOUDON, M. Organic Chemistry. 5. ed. Roberts 
and Company: 2009.