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Reações de adição eletrofílica Aula 9 Flaviane Francisco Hilário Universidade Federal de Ouro Preto 1 A ligação dupla é composta por uma s e uma p A ligação p é quebrada e duas novas s são formadas 1 - Reação de adição em alquenos adição de haletos de hidrogênio adição de água catalisada por ácido adição de álcool catalisada por ácido adição de halogênio adição de água (oximercuração-redução) adição de borano (hidroboração-oxidação) adição de hidrogênio 2 Eteno cloreto de etila 2,3-dimetil-2-buteno 2-bromo-2,3-dimetilbutano Cicloexeno iodocicloexano 1.1 - Adição de haletos de hidrogênio 3 Mecanismo Carbocátion (intermediário) 4 HX reage com o alqueno pela utilizaçao do par de elétrons da ligação p do alqueno para formar um ligação s com um carbono um orbital p vazio e uma carga positiva no outro carbono um carbocátion e um íon haleto 5 Mecanismo A formação de carbocátion é a etapa limitante da reação. 6 Mecanismo O carbocátion reage com o haleto ou E quando os carbonos sp2 são diferentes? 7 Estabilidade de carbocátions estabilidade R R C R + R H C R + R H C H + H H C H +>> > 3 o 2 o 1 o Methyl>> > Grupos alquila diminuem a concentração de carga no carbocátions Cátion terc-butila Cátion isopropila Cátion etila Cátion metila Azul – deficiência em elétrons 8 Estabilização do carbocátion por deslocalização de elétrons hiperconjugação 9 Único produto formado Não é formado 2-metilpropeno Voltando à pergunta... 10 O cátion terc-butila se forma mais rapidamente e é mais estável. Diferença da estabilidade dos estados de transição Diferença da estabilidade dos carbocátions Cátion isobutila Cátion terc-butila Formação de um carbocátion mais estável X 11 Regra de Markovnikov “O eletrófilo se adiciona ao carbono sp2 de modo a formar o carbocátion mais estável como intermediário” “O hidrogênio se adiciona ao carbono da ligação dupla que está ligado ao maior número de átomos de hidrogênio” 12 Migração de metaneto Produto majoritário 3,3-dimetil-1-buteno 13 1.2 - Rearranjo de carbocátion Migração de hidreto Produto majoritário 3-metil-1-buteno 14 Produto minoritário 15 Não ocorre Chamada de hidratação 1.3 - Adição de água Catalisada por ácido Método para preparação de álcoois de baixo peso molecular em escala industrial. Solução diluída de ácido sulfúrico ou de ácido fosfórico. Segue a regra de Markovnikov. Adição do eletrófilo Adição do nucleófilo Álcool protonado Remoção do próton 16 Hidratação do propeno 17 18 1.4 – Adição de álcool catalisada por ácido 19 1.5 - Adição de halogênio (cloro ou bromo) 20 A adição é vicinal e não ocorre rearranjo. Não ocorre rearranjo 21 Quando um alqueno reage com um halogênio (bromo ou cloro) em presença de água, o produto principal é uma haloidrina (halo álcool). 22 Bromohidrina Clorohidrina 1.6 - Adição de halogênio em presença de água 23 As moléculas de água estão em maior quantidade que os íons haleto. O intermediário halônio é assimétrico. A água ataca, preferencialmente no carbono mais substituído - carga parcial positiva, mais estável. C CH2 H3C H3C H3C C CH3 CH2 Br H3C C CH2Br OH2 CH3 H3C C CH2Br OH CH3 + Br2 OH2 H (73%) 24 Estados de transição 25 mais estável menos estável Adição de água em condições laboratoriais; Não requer condições ácidas; Não forma carbocátion – não ocorre rearranjo. 26 1.7 – Adição de água (Oximercuração-redução) Mecanismo (oximercuração) Forma o íon mercuriônio 27 Estados de transição mais estável menos estável 28 Reação de redução Forma o mesmo produto que seria obtido na reação com água em meio ácido. Segue a regra de Markovnikov. 29 30 1.8 – Adição de borano (Hidroboração-oxidação) É anti-Markovnikov 31 tetra-hidrofurano (THF) 32 Complexo borano-THF • Se passa em uma única etapa. • Não há formação de intermediário. Reação concertada – todas as ligações são rompidas ou formadas em uma única etapa. 33 Estados de transição mais estável menos estável 34 Forma-se o trialquilborano alquilborano dialquilborano trialquilborano dialquilborano 35 Oxidação 36 Repete duas vezes Repete duas vezes Mecanismo da etapa de oxidação 37 Resumo da reação total 38 Não ocorre rearranjo 39 40 1.9 – Adição de hidrogênio (Hidrogenação catalítica) 41 Catalisador Hidrogênio adsorvido na superfície do catalisador Complexo entre o alceno e o catalisador Produto alcano Catalisador regenerado Inserção de hidrogênios na ligação dupla C=C Etapas 42 Produto com carbono não assimétrico 43 2 – Estereoquímica da reação de adição em alquenos Produto com carbono assimétrico 44 Carbono assimétrico Quando a reação de adição forma um produto com um carbono assimétrico Mistura racêmica 45 Criação de um novo centro de assimetria em uma estrutura que já tem um carbono asimétrico. 46 - SOLOMONS, G.; FRYHLE, C. Química Orgânica, vol. 1, 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001. - BRUICE, P. Química Orgânica, vol.1, 4 ed. São Paulo, Pearson, 2006. 47 3 – Bibliografia