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FUNÇÕES ORGÂNICAS 1. HIDROCARBONETOS São compostos formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrogênio. Dividem-se em alifáticos e aromáticos. Os hidrocarbonetos alifáticos podem apresentar cadeia aberta ou fechada. Aqueles que apresentam cadeia aberta subdividem-se em alcanos, alquenos e alquinos. Já os hidrocarbonetos de cadeia fechada são subdivididos em cicloalcanos e cicloalquenos. Veremos cada um deles a seguir. 1.1 ALCANOS ▪ São hidrocarbonetos saturados, ou seja, apresentam apenas ligações simples; ▪ Se apresentam em cadeias lineares ou ramificadas; ▪ Apresentam-se nos estados sólido, líquido e gasoso, dependendo do número de átomos de carbono na cadeia. ▪ Apresentam fórmula geral CnH2n+2; H3C H2 C C H2 CH3 cadeias lineares CH3 CH3 cadeias ramificadas ramificações ramificação ramificaçõesExemplos HIDROCARBONETOS Alifáticos Cadeia Aberta Alcanos AlquinosAlquenos Alcadienos Cadeia Fechada Cicloalcanos Cicloalquenos Aromáticos 1.2 ALQUENOS ▪ São hidrocarbonetos alifáticos que apresentam apenas uma ligação dupla entre os átomos de carbono; ▪ Apresentam fórmula geral CnH2n; ▪ São insaturados; Eteno Exemplos H H H H 2-butenopropeno CH3 2-metil-2-penteno ramificação 1.3 ALQUINOS ▪ São hidrocarbonetos acíclicos que apresentam no mínimo uma ligação tripla entre os átomos de carbono; ▪ Apresentam fórmula geral CnH2n-2; ▪ São insaturados; Exemplos H H etino ou acetileno H propino 4-metil-2-pentino 1.4 ALCADIENOS OU DIENOS ▪ São hidrocarbonetos alifáticos que apresentam duas ligações duplas entre os átomos de carbono; ▪ Apresentam fórmula geral CnH2n-2; ▪ Podem apresentar estrutura cíclica; ▪ São insaturados; Exemplos C C C H HH H propadieno butadieno 2-metil-butadieno ciclopentadieno 1.5 CICLOALCANOS ▪ São hidrocarbonetos saturados de cadeia cíclica; ▪ Apresentam fórmula geral CnH2n; Exemplos ciclopropano H H H H H H H H H H H H H H H H H H H HH H H H H H H H H H H H H H H H ciclobutano ciclopentano cicloexano ou ou ou ou 1.6 CICLOALQUENOS ▪ São hidrocarbonetos insaturados de cadeia cíclica; ▪ Possuem apenas uma ligação dupla na cadeia cíclica; ▪ Apresentam fórmula CnH2n-2; Exemplos ciclopropeno cicloexenociclobuteno ciclopenteno 1.7 HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS ▪ São hidrocarbonetos constituídos por um ou mais anéis aromáticos; ▪ Anel aromático: sistema anelar conjugado e planar; Exemplos benzeno naftaleno H H H H H H ou H H H H HH H H ou H H H H H HHH H H ou antraceno CH3 metil-benzeno ou tolueno Classificação dos Hidrocarbonetos - Resumo Subgrupo Característica Exemplo Fórmula geral Alcanos Cadeia aberta Ligações simples CnH2n+2 Alquenos Cadeia aberta 1 ligação dupla CnH2n Alquinos Cadeia aberta 1 ligação tripla H H CnH2n-2 Alcadienos Cadeia aberta ou fechada 2 ligações duplas CnH2n-2 Cicloalcanos Cadeia fechada 1 ligação simples CnH2n Cicloalquenos Cadeia fechada 1 ligação dupla CnH2n-2 Aromáticos Contém anel benzênico _ 2. NOMENCLATURA DE HIDROCARBONETOS - ALCANOS E CICLOALCANOS Nomenclatura: prefixo + infixo + sufixo ALCANOS Nomenclatura: ciclo + prefixo + infixo + sufixo CICLOALCANOS Prefixo Número de carbonos Prefixo Número de carbonos Met 1 Undec 11 Et 2 Dodec 12 Prop 3 Tridec 13 But 4 Tetradec 14 Pent 5 Pentadec 15 Hex 6 Hexadec 16 Hept 7 Heptadec 17 Oct 8 Octadec 18 Non 9 Nonadec 19 Dec 10 Icosano 20 ▪ Os prefixos indicam o número de átomos de carbonos da estrutura; ▪ O infixo relativo à nomenclatura de alcanos e cicloalcanos é o “AN"; ▪ O sufixo “O” indica que o composto é um hidrocarboneto; 2.1 NOMENCLATURA DE ALCANOS e CICLOALCANOS NÃO RAMIFICADOS MET + AN + O CH4 – metano 1 átomo de carbono hidrocarboneto ligação simples entre carbonos ET + AN + O CH3CH3 – etano 2 átomos de carbono hidrocarboneto ligação simples entre carbonos PROP + AN + O CH3CH2CH3 – propano 3 átomos de carbono hidrocarboneto ligação simples entre carbonos HEX + AN + O CH3CH2CH2CH2CH2CH3 – hexano 6 átomos de carbono hidrocarboneto ligação simples entre carbonos CICLO + PROP + AN + O 3 átomos de carbono hidrocarboneto ciclopropano ligação simples entre carbonos CICLO + BUT + AN + O 4 átomos de carbono hidrocarboneto ciclobutano ligação simples entre carbonos CICLO + PENT + AN + O 5 átomos de carbono hidrocarboneto ciclopentano ligação simples entre carbonos CICLO + HEX + AN + O 6 átomos de carbono hidrocarboneto ciclo-hexano ligação simples entre carbonos 2.1 NOMENCLATURA DE ALCANOS E CICLOALCANOS RAMIFICADOS 2.1.1 Grupos Substituintes Orgânicos Nº de carbonos Grupo Estrutura Grupo Estrutura 1 metil CH3 2 etil CH2CH3 3 propil CH2CH2CH3 isopropil H C CH3 CH3 4 butil CH2CH2CH2CH3 isobutil H CH2C CH3 CH3 4 sec-butil CHCH2CH3 CH3 terc-butil C CH3 CH3 CH3 5 pentil CH2CH2CH2CH2CH3 isopentil HCH2C CH3 CH3H2C 5 neopentil CH2C CH3 CH3 CH3 terc-pentil C CH3 CH2CH3 CH3 Outros Grupos Substituintes - vinil ou etenil C H CH2 isopropenil C CH3 CH2 - 1-propenil C H C H CH3 alil CH2 C H CH2 - fenil 1-naftil - benzil CH2 2-naftil 2.1.2 Regras de Nomenclatura de Alcanos e Cicloalcanos Ramificados ▪ Definir a cadeia principal (é a cadeia mais longa); ▪ Identificar e nomear os grupos substituintes (ramificações); ▪ Numerar a cadeia a partir da extremidade mais próxima da ramificação, de modo as ramificações possuam a menor numeração possível; ▪ Os prefixos di, tri, tetra, penta, etc devem preceder o nome dos grupos a fim de indicar sua quantidade; ▪ O nome das ramificações deve ser escrito em ordem alfabética, ignorando-se os prefixos di, tri, tetra, etc; ▪ Escrever o nome do composto, atentando-se que o alcano principal é a última parte do nome, e é precedido pelos nomes dos grupos substituintes e suas localizações numéricas (localizadores). Vale ressaltar que os hífens devem ser usados para separar os localizadores das palavras. Exemplos – Alcanos: CH3 1 2 3 4 5 4 3 2 5 1 2-metil-pentano Numeração correta Numeração incorreta Extremidade mais próxima do grupo substituinte CH3 CH3 1 4 2 5 3 2,3-dimetil-pentano 1 2 3 4-etil-octano 4 7 5 68 5 3 2 1 46 2,4,4-trimetil-hexano 8 2 6 4 7 5 3 1 10 911 8-etil-5-isopropil-2,7-dimetil-undecano 1 4 2 3 6 5 7 6-etil-4-isopropil-5-metil-decano 9 8 10 Exemplos – Cicloalcanos: CH3 CH3 CH3 1 2 3 metilcicloexano 1,3-dimetil-cicloexano etilciclobutano Carbono ligado ao grupo substituinte mais simples recebe a menor numeração 3 2 1 3-etil-1-metil-ciclopentano 1-etil-2-isopropil-cicloeptano 21 3. IDENTIFICAÇÃO DE GRUPOS FUNCIONAIS OXIGENADOS E NITROGENADOS FUNÇÃO ORGÂNICA REPRESENTAÇÃO Álcool R OH; onde R = carbono sp³ Enol R OH; onde R = carbono sp2 Fenol OH Éter R1 O R2 Epóxido O O O O éteres cíclicos e etc... Aldeído R C O H Cetona R1 C O R2 Ácido carboxílico R C O OH Éster R1 C O OR2 Lactona O O O ésteres cíclicos e etc... O O O Anidrido R1 C O O C R2 O Amina R1 NH2 R1 NH R2 R1 N R2 R3 primária secundária terciária Imina R1 C N R2 Amida R1 C O N Lactama N N N amidas cíclicas; R = H ou cadeia carbônica e etc... O O O R R R Nitrila R C N Nitrocomposto R NO2 Exemplos: Álcoois OHCH3 OH metanol etanol Enóis OHOH etenol propenol OH OH Fenóis 2-naftol Éteres H3C O CH3 O hidroxibenzeno ou fenol metóxi-metano etóxi-etano ou éter sulfúrico O O óxido de etileno tetraidrofurano Epóxidos H O H O etanal benzaldeído Aldeídos O O propanona 2-butanona Cetonas OH O OH O ácido etanóico ácido benzóico Ácidos carboxílicos O O etanoato de etila O O propanoato de metila Ésteres O OO O Lactonas gama-butirolactona delta-valerolactona O O anidrido etanóico O O anidrido propiônico O O Anidridos NH2 NH2 H N N N-butilamina anilina N,N'-dimetilamina N,N',N''-trietilamina Aminas NH2 O NH2 O etanamida benzamida Amidas N H O N-metil-etanamida HN H N beta-lactama O O gama-lactama Lactamas CN CN propanonitrila benzonitrila Nitrilas O2N NO2 NO2 H3C NO2 nitrometano 2-metil-1,3,5-trinitrobenzeno Nitrocompostos 4. IDENTIFICAÇÃO DE GRUPOS FUNCIONAIS HALOGENADOS E SULFURADOS FUNÇÃO ORGÂNICA REPRESENTAÇÃO Haletos orgânicos R X; onde X = F, Cl, Br ou I Cloreto de ácido R C Cl O Tioálcoois R SH Sulfeto orgânico R1 S R2 Sulfóxido R1 S R2 O Sulfona R1 S R2 O O Ácido sulfônico R1 S OH O O Sulfonamida R1 S N O O Exemplos: H3C I Br Cl iodeto de metila 2-bromo-propano 1-cloro-butano F fluoreto de ciclopropila Haletos orgânicos H3C C O Cl Cl O Cloretos de ácido cloreto de etanoíla cloreto de benzoíla SH 1-propanotiol SH 3-metil-1-butanotiol Tioálcoois S metil-tiobutano S butil-tiobenzeno Sulfetos orgânicos H3C S CH3 O dimetilsulfóxido S O dietilsulfóxido Sulfóxidos H3C S CH3 O dimetilsulfona O S O O difenilsulfona Sulfona S O O OH S O O OH Ácidos sulfônicos ácido benzenossulfônico ácido etanossulfônico S O O NH2 benzenossulfonamida H3C S O O NH2 metanossulfonamida Sulfonamidas