7_Química Orgânica_Compostos Aromáticos

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Química Orgânica 
Compostos Aromáticos 
Curso de Farmácia 
Química Orgânica Aplicada 
1º Ano 
Diana Lima 
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Compostos Aromáticos 
 
Química Orgânica Aplicada 
Diana Lima 
Hidrocarbonetos 
Acíclicos 
(cadeia aberta) 
Cíclicos 
(cadeia fechada) 
saturados 
insaturados 
não aromáticos ou 
alicíclicos 
aromáticos 
alcanos 
alcenos 
alcinos 
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Compostos Aromáticos 
Os químicos consideram útil dividir os compostos orgânicos em 
duas partes: 
 Compostos alifáticos: compostos de cadeia aberta mais os 
cíclicos que se assemelham aos de cadeia aberta 
 Compostos aromáticos: são o benzeno e os compostos que se 
assemelham ao benzeno apresentando na sua estrutura o 
núcleo benzénico ou outros anéis com idênticas características 
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Compostos Aromáticos 
Benzeno 
Benzeno é um hidrocarboneto classificado como hidrocarboneto 
aromático 
 
 
 
 
 
é a base para esta classe de hidrocarbonetos: todos os aromáticos 
possuem um anel benzénico (benzeno), que, por isso, é também 
chamado de anel aromático 
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Compostos Aromáticos 
Benzeno 
A Aromaticidade característica destes compostos 
 
 
 
 
Traduz-se pela dificuldade das ligações duplas de um 
composto reagirem em reacções típicas de alcenos, devido a 
uma deslocalização da nuvem dos electrões  
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Compostos Aromáticos 
Benzeno 
A Aromaticidade característica destes compostos 
 
 
 
 
é uma propriedade química na qual: 
- um anel de ligações insaturadas conjugadas 
 
exibe uma estabilização mais forte do que a esperada devido apenas 
à conjugação 
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Benzeno 
A Aromaticidade pode ser considerada como uma manifestação de 
deslocalização cíclica e de ressonância 
Estruturas de Ressonância 
Estrutura de Kékulé 
Fórmula molecular do Benzeno: 
C6H6 
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Benzeno 
A estrutura do Benzeno também pode ser representada com um 
círculo no seu interior, em vez das ligações duplas 
Indicando que os electrões de valência 
estão igualmente partilhados pelos seis 
átomos de carbono do anel – os electrões  
estão deslocalizados pelos seis carbonos 
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Compostos Aromáticos 
Benzeno 
Para um composto ser considerado aromático tem que obedecer à 
regra de Hückel – Regra dos 4n+2 
“nuvens cíclicas de electrões  
deslocalizados , acima e a baixo 
do plano da molécula”; 
Para um composto ser aromático a respectiva molécula tem de possuir: 
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Benzeno 
Para um composto ser considerado aromático tem que obedecer à 
regra de Hückel – Regra dos 4n+2 
além disso: 
 “as nuvens  devem conter um 
total de 4n+2 electrões ” 
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Nomenclatura IUPAC 
Benzenos monossubstituídos 
 o nome base é benzeno e o substituinte vem indicado por 
um prefixo: 
- Clorobenzeno 
- bromobenzeno 
- Etilbenzeno 
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Nomenclatura IUPAC 
Hidrocarbonetos aromáticos 
 Por vezes os substituinte e o anel benzénico são 
considerados em conjunto 
- metilbenzeno  tolueno 
- hidroxibenzeno  Fenol 
- aminobenzeno  anilina 
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Nomenclatura IUPAC 
Hidrocarbonetos aromáticos 
 Compostos aromáticos mais simples com o grupo carbonilo 
- Benzaldeído 
- Ácido Benzóico 
- Acetofenona 
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Nomenclatura IUPAC 
Hidrocarbonetos aromáticos 
 Benzenos dissubstituídos 
- posição 1,2: prefixo o- ou orto- 
- posição1,3: prefixo m- ou meta- 
- posição 1,4: prefixo p- ou para- 
 Benzenos trissubstituídos 
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Reacções 
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O anel benzénico comporta-se como fonte de electrões (base) 
 
 os compostos que reagem com eles apresentam falta de 
 electrões  electrófilos (ácidos) 
 nitração 
 halogenação 
 sulfonação 
 reacções de Friedel-Crafts 
Reacções típicas: reacções substituição electrófila 
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Reacções 
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Reacções de Substituição electrófila 
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Reacções 
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Reacções de Substituição electrófila 
Mecanismo Geral: 
Formas de ressonância do carbocatião 
estabilizado por ressonância 
Passo Lento 
Passo rápido 
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Reacções 
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Nitração do Benzeno 
Passo (1): Produção do ião nitroílo +NO2  reacção ácido-base 
Passo (2): ataque do benzeno ao ião nitroílo e estabilização da 
estrutura obtida por ressonância 
Passo (3): Ultimo passo, obtenção do produto final e recuperação 
do catalisador 
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Reacções 
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Sulfonação do Benzeno 
A reacção é reversível, contudo pode ser completa utilizando 
várias técnicas: 
-Removendo a água que se forma 
-Usando uma solução de trióxido de enxofre em ácido sulfúrico 
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Reacções 
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Halogenação do Benzeno 
Reacção catalisada por 
tri-halogeneto de ferro (III) 
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Reacções 
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Halogenação do Benzeno 
A iodação e a fluoração do benzeno são efectuadas de forma 
diferente: 
- o flúor é muito reactivo como electrófilo , de forma que 
geralmente nunca ocorre a monoadição de flúor 
- a iodação é muito lenta e com uma constante de equilíbrio 
desfavorável 
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Reacções 
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Alquilação de Friedel-Crafts do Benzeno 
Os haletos de alquilo não são suficientemente electrófilos para 
reagir com o benzeno 
O tricloreto de alumínio é utilizado como catalisador da 
reacção, reage como ácido, formando um complexo: 
Pode originar o carbocatião 
correspondente 
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Reacções 
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Alquilação de Friedel-Crafts do Benzeno 
Formação do carbocatião: 
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Reacções 
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Alquilação de Friedel-Crafts do Benzeno 
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Reacções 
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Alquilação de Friedel-Crafts do Benzeno 
Cuidado que podem ocorrer rearranjos: 
+ (CH3)2CHCH2Cl 
AlCl3 
0ºCC(CH3)3 
+ (CH3)3CCl 
AlCl3 
0ºC 
C(CH3)3 
+ HCl 
+ HCl 
Existem casos em que não existe formação carbocatião livre 
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Reacções 
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Acilação de Friedel-Crafts do Benzeno 
+ CH3CH2CCl 
AlCl3 
40ºC 
CCH2CH3 
O 
O 
+ HCl 
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Reacções 
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Velocidade e orientação da substituição electrófila aromática 
 Qual é o efeito dos substituintes na velocidade da substituição 
electrófila aromática? 
 Qual é o efeito dos substituintes na regio-selectividade (orientação) 
da substituição electrófila aromática? 
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Reacções 
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Exemplo 1 - Activação 
 A nitração do tolueno é cerca de 20 a 25 vezes mais rápida do que 
a do benzeno 
CH3 
O grupo metil é um grupo activante 
e orientador orto e para 
A regio-selectividade da substituição está na formação 
do carbocatião ciclo-hexadienilo e nos seus rearranjos 
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Reacções 
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Exemplo 1 - Activação 
 o ataque nas posições orto e para dão origem a uma forma de 
ressonância que é um carbocatião terciário 
 o carbocatião que se forma aquando do ataque orto e para é mais 
estável e forma-se mais facilmente do que o que se forma aquando 
da substituição meta (somente carácter de carbocatião secundário) 
 o grupo metilo é um grupo activante porque estabiliza o carbocatião 
que se forma e constitui o passo limitante da reacção 
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Exemplo 2 - Desactivação 
 A nitração do trifluorometilbenzeno é cerca de 40 000 vezes mais 
lenta do que a do benzeno 
CF3 
O grupo trifluorometilo é um grupo 
desactivante 
A substituição no trifluorometilbenzeno dá-se 
predominantemente na posição meta 
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Reacções 
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 todos os substituintes activantes direccionam para as posições orto 
e para 
 os substituintes halogénios são desactivantes ligeiros, mas são 
orientadores orto e para 
 os substituintes mais desactivantes que os halogénios são 
orientadores meta 
Resumo: 
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Reacções 
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Resumo: 
Activantes muito fortes: –NH2, NHR, NR2, –OH 
Activantes fortes: –NHC–R,–O–R e –O–CR 
O O 
Activantes: –R, –Ar e –CH=CR2 O
ri
e
n
ta
d
o
re
s
 
o
rt
o
 e
 p
a
ra
 
Desactivantes: –X; –CH2X 
Desactivantes fortes: –CHO; –C–R; – C–OH; –C–OR; –C–Cl; 
 –C≡N e –SO3H 
O O O O 
Desactivantes muito fortes: CF3 e NO2 O
ri
e
n
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d
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re
s
 
m
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ta
 
 Orientadores orto e para 
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