Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 Química Orgânica REAÇÕES RADICALARES 2 SUMÁRIO Introdução .......................................................................................................................................3 Objetivos ..........................................................................................................................................3 Conceitos .........................................................................................................................................3 Definição ..........................................................................................................................................3 Reações de formação de radicais .................................................................................................3 Exercícios .........................................................................................................................................4 Gabarito ...........................................................................................................................................5 Resumo ............................................................................................................................................7 3 Introdução Nesta aula estudaremos as reações radicalares, sua definição e as reações de formação de radicais. Objetivos • Compreender a definição de reações radicalares • Desenvolver a capacidade resolver exercícios acerca do tema • Aprender a como identificar uma reação radicalar Definição Reações radicalares envolvem a presença de compostos chamados de radicais livres, que são espécies formadas em uma clivagem do tipo homolítica, em que cada átomo envolvido na ligação fica com um elétron. São espécies altamente reativas e instáveis, e precisam formar ligação para se tornarem estáveis. Veja o exemplo a seguir: As reações radicalares ocorrem comumente em fase gasosa, porém podendo ocorrer também em solução se houver a presença de solventes não-polares ou quando catalisadas pela luz. São reações que acontecem com velocidade elevada, reações em cadeias. Reações de formação de radicais Podemos citar 3 tipos de reações responsáveis pela formação de radicais livres: fotólise, termólise e reação redox. - Fotólise: A quebra da ligação é dada pela presença de radiação ultravioleta ou visível. Dentre as espécies que sofrem fotólise, temos as cetonas, os hipocloritos de alquila e nitrilas. 4 - Termólise: ocorre por decomposição de alquilas de metais ou quando há ligações fracas na fase de vapor, e como próprio nome diz, a quebra é realizada na presença de calor. - Reação Redox: São reações que envolvem transferência de um elétron na geração do radical. - Markovnikov vs anti-Markovnikov em Reações de Adição: em alguns casos, o mecanismo da reação impede que ocorra a formação de um intermediário carbocátion, e consequentemente a reação segue outros mecanismos que são regiosseletivos, porém opostos à regra de Markovnikov, como a adição de radical livre. Essas reações são conhecidas como reações anti-Markovnikov, e tem esse nome, pois o átomo de halogênio se adiciona ao átomo de carbono menos substituído. Esse tipo de reação leva a formação de produtos opostos aos da de Markovnikov, e nelas o radical é mais estável quando está na posição de radical com mais substituições. Abaixo podemos ver a diferença entre os dois produtos: Exercícios 1. (UFF) A regra de Markovnikov indica que um reagente nucleófilo deve ser adicionado ao carbono menos hidrogenado, e o eletrófilo deve ser adicionado ao carbono mais hidrogenado de um composto orgânico insaturado, como um alceno ou um alquino. Com relação aos hidrocarbonetos, assinale a opção em que ocorrerá uma reação de adição segundo a regra de Markovnikov. a) Etino + H2 b) Etano + H2O 5 c) Eteno + Cl2 d) Buteno + H2O e) Propino + Br2 2. (Uniube-MG) Os álcoois são compostos que apresentam muitas aplicações em nosso cotidiano. O etanol, obtido pela fermentação da sacarose da cana-de- açúcar, é o mais conhecido e amplamente utilizado. Os demais álcoois são obtidos de maneira sintética e apresentam importantes aplicações industriais. A seguir, está representada a reação de hidratação de um alceno (hidrocarboneto insaturado) em meio ácido na síntese de um álcool. Analisando-se a reação acima, o álcool obtido como produto principal dessa reação, segundo Markovnikov, é o: a) Butan-1-ol b) Hexan-1-ol c) Hexan-2-ol d) Butan-2-ol e) Pentan-2-ol 3. (Chem Libre Texts) Por favor, forneça o (s) produto (s) das reações abaixo: 1. CH 3 -C (CH 3) = CH-CH 3 + HBr + H 2 O 2 ==>? 2. CH 3 -C (CH 3) = CH-CH 3 + HI + H 2 O 2 ==>? 3. CH 3 -C (CH 3) = CH-CH 3 + HCl + H 2 O 2 ==>? 4. CH 3 -CH = CH- CH 3 + HBr + H 2 O 2 ==>? 5. CH 3 -C (CH 3) = CH-CH 3 + HBr ==>? Gabarito 1. Como o exercício questiona em qual caso ocorrerá uma reação segundo a regra de Markovnikov, é necessário haver um composto insaturado (cujo nome apresente os infixos en, in ou dien) reagindo com uma substância polar (que jamais apresente apenas átomos do mesmo elemento químico na sua composição), ou seja, que apresente um grupo eletrófilo e outro nucleófilo. A alternativa d) é a única que se enquadra no perfil descrito anteriormente. 2. Nessa reação, temos dois reagentes: um alceno e a água. O alceno apresenta um carbono (carbono de número 2 da cadeia) da dupla com um hidrogênio, e o outro carbono (carbono de número 1 da cadeia) da dupla liga-se a dois átomos 6 de hidrogênio, ou seja, um é menos hidrogenado e o outro é mais hidrogenado. O H2O, por sua vez, apresenta um eletrófilo (H+) e um nucleófilo (OH-). Durante o processo de adição, a ligação pi da ligação dupla é rompida, sobrando apenas a ligação sigma. Sendo assim, deixamos de ter o Hex-1-eno e passamos a ter o Hexano. Além disso, a ligação entre o hidrogênio e a hidroxila (OH) também é rompida. Após o rompimento, cada um dos carbonos onde estava a ligação dupla, o hidrogênio e a hidroxila passam a ter um sítio para ligação. De acordo com a regra de Markovnikov, o nucleófilo sempre é adicionado ao carbono menos hidrogenado (carbono 2), e o eletrófilo é adicionado ao carbono (carbono 1) mais hidrogenado. Por isso, temos o OH no carbono 2: 3. 1. CH 3 -CH (CH3) CH -CHBr- 3 (anti-Markovnikov) 2. CH 3 -C (CH3) I-CH 2 -CH 3 (Markovnikov) 3. CH 3 -C (CH3) Cl-CH 2 -CH 3 (Markovnikov) 4. CH 3 -CHBr= CH-CH 3 ou CH 3 -CH-CHBr-CH 3 5. CH 3 -C (CH3) Br-CH 2 -CH 3 (Markovnikov) 7 Resumo Definição Radicais são espécies (compostos ou átomos) resultantes de uma fissão (quebra) homolítica, que possuem um elétron não-emparelhado. Veja o exemplo a seguir: Reações de formação de radicais Fotólise: Quebra ocorre na presença de luz. Termólise: Quebra de ligações fracas na fase de vapor ou decomposição de alquila de metais, ocorre na presença de calor. Reação Redox: envolve transferência de um elétron na geração do radical. Markovnikov vs Anti-Markovnikov em Reações de Adição: A reação anti- Markovnikov segue outros mecanismos que são regiosseletivos, porém opostos à regra de Markovnikov, onde o átomo de halogênio irá se adicionar ao carbono menos substituído. 8 Referênciashttp://www.iqm.unicamp.br/sites/default/files/Aula%204%20Alcanos%20Rea%C3%A7%C3%B5es%20Radicalare s.pdf SYKES, Peter. Tradução, M. J. O., Baptista. M., Lobo e M., Mantas. Guia de mecanismos de reações orgânicas, 6ª ed. Longman Scientific & Technical. Londres: 1991.
Compartilhar