Adição e eliminação nucleofílica em ácidos carboxílicos e derivados

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Química Orgânica 
 
 
 
ADIÇÃO E ELIMINAÇÃO NUCLEOFÍLICA EM 
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS E DERIVADOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SUMÁRIO 
 
Introdução .......................................................................................................................................3 
Objetivos ..........................................................................................................................................3 
Conceitos .........................................................................................................................................3 
Um pouco de História.... ................................................................................................................3 
Ácido Carboxílico ............................................................................................................................3 
Adição e Eliminação Nucleofílica ..................................................................................................4 
Exercícios .........................................................................................................................................5 
Gabarito ...........................................................................................................................................5 
Referências ......................................................................................................................................6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
 
Nesta aula abordaremos a ciência das reações de adição e eliminação dos ácidos 
carboxílicos, além de citar Histórico e explicar esse tipo de reação. 
 
Objetivos 
 
• Relembrar o que são ácidos carboxílicos. 
• Aprender o tipo de reação sofrida por essa classe de compostos orgânicos. 
• Correlacionar o tipo da reação com o mecanismo. 
 
Conceitos 
 
Nesse material, vamos relembrar o que são ácidos carboxílicos e seus derivados. 
Além disso, vamos compreender como relacionar as reações de adição e eliminação 
sofridas por esses compostos orgânicos com seus respectivos mecanismos. 
 
Um pouco de História.... 
 
 Segundo um registro histórico, o ácido carboxílico mais antigo que se tem 
notícia é o ácido acético. Esse composto é proveniente do vinagre e formado através 
da fermentação aeróbica por ação de bactérias pertencentes ao gênero Acetobacter. 
 Essa ação fermentativa não é exclusiva do ácido acético. Alguns outros ácidos 
também são resultados da ação de microorganismos na decomposição de 
alimentos, como por exemplo, o ácido butírico (ou butanoico) encontrado na 
manteiga rançosa. 
 
Ácido Carboxílico 
 
 Os ácidos carboxílicos são compostos orgânicos que possuem o grupamento 
funcional carboxila na extremidade da cadeia carbônica, sendo que o grupamento é 
composto por uma carbonila juntamente com uma hidroxila. Esses compostos 
orgânicos originam os ácidos graxos e lipídeos, sendo, por sua vez, responsáveis 
pelo suor característico de cada pessoa. 
 O grupo carbonila, uma ligação dupla ligada ao oxigênio, é provavelmente o 
grupo funcional mais importante encontrado nas substâncias orgânicas. 
Substâncias que contêm o grupo carbonila, chamadas substâncias carboniladas, são 
abundantes na natureza. Muitas desempenham um importante papel nos processos 
biológicos. Hormônios, vitaminas, aminoácidos, drogas e flavonoides são apenas 
alguns exemplos de substâncias carboniladas que nos afetam diariamente. Um 
grupo acila consiste em um grupo carbonila ligado a um grupo alquila ou arila. 
 Os substituintes fortemente ligados ao grupo acila afetam a reatividade das 
substâncias carboniladas. Essas substâncias podem ser divididas em duas classes. As 
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substâncias carboniladas da classe I são aquelas em que o grupo acila está ligado a 
um átomo ou grupo de átomos que podem ser substituídos por outro grupo. Os 
ácidos carboxílicos, haletos de acila, anidridos de ácido, ésteres e amidas fazem 
parte dessa classe. Todas essas substâncias contêm um grupo (-OH, -Cl, -Br, -O(CO)R, 
-OR, -NH2, -NHR ou NR2) que pode ser substituído por um nucleófilo. Os haletos de 
acila, anidridos de ácido, ésteres e amidas são todos chamados derivados de ácido 
carboxílico porque diferem de um ácido carboxílico somente na natureza do grupo 
que substitui o grupo OH do ácido carboxílico. 
 Substâncias carboniladas da classe II são aquelas nas quais o grupo acila está 
ligado a um grupo que não pode ser facilmente substituído por outro grupo. Os 
aldeídos e cetonas estão nesta classe. O-H e os grupos alquila ou arila (-R ou –Ar) de 
aldeídos e cetonas não podem ser substituídos por um nucleófilo. 
 
Adição e Eliminação Nucleofílica 
 
 Abaixo temos um mecanismo para a reação de transferência acílica por adição-
eliminação nucleofílica: 
C O +
R
L
Nu H C O
L
HNu
R C O
LH
Nu
R C O
R
Nu
+ HL
Adição Nucleofilica Eliminação
 
 Várias reações deste tipo ocorrem nos organismos vivos e os bioquímicos as 
denominam de reações de transferência acílica. 
 Embora os resultados obtidos das reações dos compostos acílicos com 
nucleófilos (substituições) difiram dos obtidos de aldeídos e cetonas (adições), as 
duas reações possuem uma característica em comum. A etapa inicial em ambas as 
reações envolve adição nucleofílica no átomo de carbono da carbonila. Em ambos os 
grupos de compostos, este ataque inicial é facilitado pelo mesmo fator: a abertura 
estérica relativa do átomo de carbono carbonílico e a habilidade do átomo de 
oxigênio da carbonila de acomodar um par de elétrons da ligação dupla carbono-
oxigênio. 
 É após o ataque nucleofílico inicial ter acontecido que as duas reações 
diferem. O intermediário tetraédrico formado a partir do aldeído ou da cetona aceita 
um próton para formar um produto de adição estável. Ao contrário, o intermediário 
formado a partir do composto acílico normalmente elimina o grupo retirante; esta 
eliminação leva a regeneração da ligação dupla carbono-oxigênio e a um produto da 
substituição. O processo global no caso da substituição acílica ocorre, portanto, pelo 
mecanismo de adição-eliminação nucleofílica. Os compostos acílicosreageam desta 
forma porque todos eles possuem grupos retirantes bons (ou eles podem ser 
protonados para vir a ter grupos retirantes bons), ou razoavelmente bons, ligados ao 
átomo de carbono carbonílico. 
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 Um anidrido de ácido geralmente reage perdendo um ânion carboxilato ou 
uma molécula de ácido carboxílico, ambos são bases fracas e bons grupos retirantes. 
 
Exercícios 
 
1. O que é um ácido carboxílico? E quais são os seus derivados? 
2. Dê o mecanismo da reação abaixo: 
H3C C
O
OH
+ CH3CH2OH
H+
 
 
3. Dê o mecanismo da reação abaixo: 
H3C C
O
OH
+ P
Cl
Cl Cl
 
 
Gabarito 
 
1. Para resolvermos esse exercício, precisamos colocar em prática nosso 
conhecimento sobre ácidos carboxílicos. Os ácidos carboxílicos são 
compostos orgânicos que possuem o grupamento funcional carboxila na 
extremidade da cadeia carbônica, sendo que o grupamento é composto por 
uma carbonila juntamente com uma hidroxila. Em todos os derivados de 
ácidos carboxílicos é conservado o grupo R1C(O) e o carbono estabelece uma 
ligação σ com o átomo apropriado do grupo substituinte respectivo e são 
eles: cloretos de acilo, anidridos carboxílicos, ésteres e amidas. Portanto, a 
definição de ácido carboxílico e seus derivados é mostrado acima. 
2. Para resolvermos esse exercício, precisamos colocar em prática nosso 
conhecimento sobre reações de ácidos carboxílicos. Combase no que foi 
mostrado anteriormente, temos o seguinte mecanismo dessa reação: 
H3C C
O
OH
+ CH3CH2OH
H+
C
OH
H3C OH
O
H+
HH2CH3C
C
O
H3C OH
OH2CH3C
H
H3C C
O
OCH2CH3
+ H2O
 
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Portanto, o mecanismo da reação do ácido carboxílico é mostrado acima. 
 
3. Para resolvermos esse exercício, precisamos colocar em prática nosso 
conhecimento sobre reações de ácidos carboxílicos. Com base no que foi 
mostrado anteriormente, temos o seguinte mecanismo dessa reação: 
H3C C
O
OH
+ P
Cl
Cl Cl
H3C C O P
Cl
Cl
O H
H+ H3C C
O
O
P
Cl Cl
Cl-
H3C C
O
Cl
+ P
OH
Cl Cl
H+
 
Portanto, o mecanismo da reação do ácido carboxílico é mostrado acima. 
 
 
Resumo 
 
Ácidos Carboxílicos 
• Os ácidos carboxílicos são compostos orgânicos que possuem o grupamento 
funcional carboxila na extremidade da cadeia carbônica, sendo que o 
grupamento é composto por uma carbonila juntamente com uma hidroxila. 
• Substâncias carboniladas da classe I: grupo acila ligado a um átomo ou grupo 
de átomos que podem ser substituídos por outro grupo. 
o Os ácidos carboxílicos, haletos de acila, anidridos de ácido, ésteres e 
amidas fazem parte dessa classe. 
o Todas essas substâncias contêm um grupo (-OH, -Cl, -Br, -O(CO)R, -OR, 
-NH2, -NHR ou NR2) que pode ser substituído por um nucleófilo. 
 
Adição e Eliminação Nucleofílica 
C O +
R
L
Nu H C O
L
HNu
R C O
LH
Nu
R C O
R
Nu
+ HL
Adição Nucleofilica Eliminação 
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Referências 
 
BRUICE, P. QUÍMICA ORGÂNICA, V.2, 4º EDIÇÃO, SÃO PAULO, 2001, PG. 81-82. 
SOLOMONS, G; FRYHLE, G. QUÍMICA ORGÂNICA, V.2, 7º EDIÇÃO, RIO DE JANEIRO, 2002, PG. 95-96.