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Álcoois (e fenóis): propriedades físico- químicas e principais reações Aula 5 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 2 Álcoois: classificação e nomenclatura C sp3 Regra 1: maior cadeia carbônica que contêm o grupo hidroxila; substituir o –ano por -ol Regra 2: numere a cadeia começando mais perto da hidroxila Regra 3: numere os substituintes e escreva-os em ordem alfabética; indique a posição do grupo OH 2-metil-2-pentanol ou 2-metilpentan-2-ol cis-1,4-ciclohexanodiol ou cis-ciclohexano-1,4-diol 3-fenil-2-butanol ou 3-fenil-butan-2-ol O sp3 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 3 Fenóis: estrutura e nomenclatura C sp2 fenol Salicilato de metila 2,6-bis(1,1-dimetiletil)-4-metilphenol BHT Nomear como um benzeno substituído, utilizando –fenol ao invés de –benzeno O sp3 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 4 Solubilidade e pontos de ebulição p.e.=110.6 °C s(H2O)= 0.05% (m:m) p.e.=181.7 °C s(H2O)= 8.3 % (m:m) 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 5 Propriedades ácido-base São bases muito fracas E ácidos... 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 6 Propriedades ácido-base • Por que o álcool t-Butanol é menos ácido que o etanol? • Por que fenóis e tióis são mais ácidos que álcoois? • Devemos explicar analisando a estabilidade da base conjugada OH- não consegue desprotonar quantitativamente esses ácidos! 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 7 Efeito do solvente Estabilização da carga negativa aumenta a acidez do ácido conjugado Estericamente acessível; facilmente solvatável Estericamente menos acessível; dificilmente solvatável 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 8 Efeito indutivo de halogênios Efeito mesomérico pKa=9.89 pKa=16.00 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 9 2. Preparação de álcoois 10 A partir de alcenos: diversos métodos 2. Preparação de álcoois 11 A partir da redução de compostos carbonilados [H] representa um agente redutor; Geralmente NaBH4 (boro hidreto de sódio) ou LiAlH4 (hidreto de alumínio e lítio) 2. Preparação de álcoois 12 A partir da redução de compostos carbonilados Aldeídos e cetonas: redução com NaBH4 (mais brando) ou LiAlH4 (mais reativo) 2. Preparação de álcoois 13 A partir da redução de compostos carbonilados Ácidos carboxílicos e ésteres: redução com LiAlH4 2. Preparação de álcoois 14 A partir da redução de compostos carbonilados Exercícios: 1- Quais reagentes você poderia utilizar para preparar os compostos abaixo utilizando a redução de compostos carbonilados? 2- Como realizar as seguintes conversões? 2. Preparação de álcoois 15 A partir da adição de Reagentes de Grignard à compostos carbonilados Mecanismo simplificado 2. Preparação de álcoois 16 A partir da adição de Reagentes de Grignard à compostos carbonilados Aldeídos e cetonas: adição de um equivalente 2. Preparação de álcoois 17 A partir da adição de Reagentes de Grignard à compostos carbonilados Ésteres: adição de dois equivalentes Ácidos carboxílico: reação leva ao sal (mal planejada!!!) 2. Preparação de álcoois A partir da adição de Reagentes de Grignard à compostos carbonilados Exercícos 1. Como você prepararia o 2-fenil-propan-2-ol utilizando um RMgBr e uma cetona? (Há 3 formas distintas de realizar essa reação) 2. Preparação de álcoois 19 A partir da adição de Reagentes de Grignard à compostos carbonilados GF Onde GF GF Esses grupos protonam o RMgBr O RMgBr adiciona-se a esses grupos 2. Preparação de álcoois 20 A partir da adição de Reagentes de Grignard à compostos carbonilados O que há de errado com os planejamentos sintéticos abaixo? Br OH MgBr OH Mg Éter 1. 2. H3O + O Br MgBr Mg Éter 1. 2. H3O + O NH2 HO OH HO H2N 3. Reações de Álcoois 21 • Podem ser convertidos em uma vasta gama de grupos funcionais, inclusive haletos de alquila; • Grupo –OH é péssimo grupo de saída, então deve ser convertido (ativado) em um bom GS 3. Reações de Álcoois 22 3.1 Conversão em Alcenos 3.1.1 Via mecanismo E1: desidratação ácido-catalisada Desidratação; Inverso da hidratação 3. Reações de Álcoois 23 3.1 Conversão em Alcenos Primário: 95% 150°C Secundário: 75% 100°C Terciário: 5% 50°C H2SO4 Temp GS bom Catalisador Método inviável para moléculas mais complexas. Por quê? Como deslocar o equilíbrio para a desidratação? 3. Reações de Álcoois 24 3.1 Conversão em Alcenos 3.1.2 Via mecanismo E2: POCl3 em piridina • Condições mais brandas (não envolve H2SO4); • Reação mais $$$ (e reagentes tóxicos)! • POCl3 difícil de comprar (reag. para armas químicas) • Não funciona bem para Alc. Primário (compete com SN2); • Reação não-catalisada! GS 3. Reações de Álcoois 25 3.2 Conversão em Haletos de Alquila • Método adequado para Alc. 3° e 1°; • Secundários reagem muito lentamente; • Primários reagem via SN2; Terciários via SN1; • Fonte de HX deve ser anidra; • É importante remover a água do meio (se possível). Por quê? 3.2.1 Via reação com HX (seco) 3. Reações de Álcoois 26 3.2 Conversão em Haletos de Alquila 3.2.1 Via reação com HX (seco) Lembre-se dos problemas associados à rearranjo 3. Reações de Álcoois 27 3.2 Conversão em Haletos de Alquila • Para álcoois secundários e primários, o melhor método envolve uso de cloreto de tionila (SOCl2) ou trihaletos de fósforo (PX3 ), geralmente na presença de piridina 3.2.2 Via reação com SOCl2 ou PX3 3. Reações de Álcoois 28 3.2 Conversão em Haletos de Alquila 3.2.2 Via reação com SOCl2 ou PX3 Por que a reação não é adequada para Alc. 3°? 3. Reações de Álcoois 29 3.2 Conversão em Haletos de Alquila 3.2.2 Via reação com SOCl2 ou PX3 Ocorre inversão de configuração! 3. Reações de Álcoois 30 3.3 Conversão em ésteres tosilatos 3. Reações de Álcoois 31 3.3 Conversão em ésteres tosilatos Exercício. Como você realizaria as reações abaixo? Observe a estereoquímica dos reagentes e produtos! ???? ???? 3. Reações de Álcoois 32 3.4 Reações de oxidação Reagentes oxidantes comumente empregados: KMnO4, Na2Cr2O7, CrO3 (reag. de Jones) PCC (leva à aldeído) Calcule o NOX do carbono em cada caso 3. Reações de Álcoois 33 3.4 Reações de oxidação 3. Reações de Álcoois 34 3.4 Reações de oxidação Em água, o aldeído formado (no caso de álcool primário) forma um hidrato, que é então oxidado ao ácido carbox. conforme o esquema abaixo. O mecanismo é similar ao disposto acima. Como preparar o aldeído?? 3. Reações de Álcoois 35 3.4 Reações de oxidação Clorocromato de piridínio: PCC Reação realizada em ambiente anidro (CH2Cl2), não ocorre formação de hidrato e reação para no aldeído. 3. Reações de Álcoois 36 3.5 Reações de proteção/desproteção Presença do grupo –OH impede a formação do reagente de Grignard; Solução: o grupo álcool deve ser convertido em um grupo inerte; TMSCl = clorotrimetil silano Atenção: a proteção deve ser conduzida em meio anidro! 3. Reações de Álcoois 3.5 Reações de proteção/desproteção Proteção: Desproteção: 3. Reações de Álcoois 3.5 Reações de proteção/desproteção Álcoois (e fenóis): propriedades físico-químicase principais reações��Aula 5 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 1. Estrutura e propriedades físico-químicas 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 2. Preparação de álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois 3. Reações de Álcoois
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