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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina ALCENOS Um alceno é um hidrocarboneto que contém uma ligação dupla carbono-carbono. Conhecidos por olefinas. Os alcenos ocorrem abundantemente na natureza. O etileno, por exemplo, é um hormônio de uma planta que induz o amadurecimento da fruta. O etileno também é utilizado como matéria prima para a formação de um dos polímeros mais utilizados na atualidade o polietileno, um dos produtos orgânicos mais fabricados industrialmente. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina A importância dos alcenos para indústria, além da sua aplicação direta, é a possibilidade do seu uso na síntese de diversos outros produtos, como exemplo, o etanol, acetaldeído, ácido acético, óxido de etileno, etileno glicol, cloreto de vinila, álcool isopropílico, polietileno, polipropileno, etc. O etileno, o propileno e o buteno são sintetizados industrialmente por craqueamento térmico de alcanos leves (C2-C8): UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina O eteno (H2C=CH2) e o propeno (H2C=CH-CH3), os dois alcenos mais simples, são de grande importância industrial, pois são matéria-prima para a síntese de vários produtos industrializados; UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Estrutura dos alquenos ligação dupla nos alquenos é formada por uma ligação covalente sigma (σ) e outra ligação covalente pi (¶) entre os dois átomos de carbono. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Nomenclatura • Os alcenos não ramificados são nomeados de forma similar aos alcanos, substituindo a terminação ano por eno, e a esta terminação é adicionado o prefixo numeral correspondente quando houver mais de uma ligação dupla; • No caso dos alcenos ramificados, a regra de numeração segue os mesmos critérios dos alcanos, porém a menor numeração é atribuída ao carbono da função; UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina A cadeia principal é a mais longa de carbonos que contenha a dupla ligação. O infixo an do alcano correspondente é alterado para en para indicar a presença da ligação dupla. Nomeado como um hepteno e não um octeno, pois a ligação dupla não está contida totalmente na cadeia de oito átomos de carbono. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Começar a numerar a partir da extremidade mais próxima da ligação dupla. Se a ligação dupla é equidistante de ambas as extremidades, comece com o final mais próximo ao primeiro ponto de ramificação. Essa regra garante que o carbono da dupla ligação de receber os menores números possíveis. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Se houver mais de uma ligação dupla, indicar a posição de cada um e usar os sufixos dieno, trieno, tetraeno, etc. 2-hexeno/hex-2-eno 4-metil-2-penteno/4-metilpent-2-eno 2-metil-1,3-butadieno/2-metilbuta-1,3-trieno 3-metil-1,3,5-hexatrieno UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina • Os cicloalcenos são nomeados para que a ligação dupla recebe os índices 1 e 2 e o primeiro substituinte receba o menor valor possível. Observe que, quando há apenas uma ligação dupla, não é necessário especificar sua posição. 1,4-cicloexadieno 4,5-dimetilcicloepteno 6,6-dimetil-1,3-cicloeptadieno UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Existem alguns substituintes insaturados cujos nomes comuns são reconhecidos pela IUPAC: Comum: vinil alil IUPAC: metileno etenil etilideno propenil UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Propriedades Físicas • Baixos pontos de ebulição: aumenta com peso molecular • Ramificações diminuem ponto de ebulição • Menos densos do que a água • Ligeiramente polares: A ligação é mais facilmente polarizável, então dipolos virtuais são mais intensos Grupos alquilas são “elétron-doadores” à ligação , então podem produzir um pequeno dipolo UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina • As propriedades físicas dos alcenos são similares às dos alcanos, porém ao contrário destes, alguns alcenos são fracamente polares devido a presença de carbonos com hidridação sp3 e sp2. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Exemplos de polaridade em alcenos UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina As temperaturas de ebulição também aumentam com o aumento da cadeia e apresentam os mesmos resultados com relação às interações polares. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina E 3,7,11-trimetil-1,3,6,10-dodecatetraeno UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina 1-metil-4-(1-metil-etenil)-ciclohexeno 4-(1-metil-etenil)-1-metil-ciclohexeno 4-isopropenil-1-metil-1-ciclohexeno 3-isopropil-6-metileno-ciclohexeno 1-(1-butenil)-2-vinil-ciclopentano 1-etenil-2-(1-butenil)-ciclopentano UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Isômeros cis-trans A ausência de rotação da ligação dupla carbono-carbono dos alcenos, tem como consequência a formação de estereoisômeros. Ex: alceno dissubstituído, 2 buteno. Os dois grupos metilas em 2-buteno podem estar do mesmo lado da ligação dupla (cis) ou em lados opostos(trans). UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Isômeros cis-trans UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Regra de sequência: A designação E, Z A nomenclatura cis-trans utilizada na seção anterior funciona bem apenas com alcenos dissubstituídos, compostos que possuem dois outros substituintes do que o hidrogênio sobre a ligação dupla. Para ligações duplas trissubstituídas e tetrassubstituída, entretanto, uma metodologia mais geral é necessária para descrever a geometria da ligação dupla. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Nomenclatura E-Z UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Sistema E/Z: i) Utilizar as regras de prioridade da nomenclatura R/S para classificar os substituintes da cada carbono da ligação dupla. ii) Quando os dois grupos de maior prioridade estiverem em lados opostos: configuração E (alemão, Entgegen, oposto). iii) Quando os dois grupos de maior prioridade estiverem do mesmo lado:configuração Z (alemão, Zusammen, juntos). UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina As regras de atribuição de prioridades podem resumir-se do modo seguinte: 1- Os átomos diretamente ligados ao centro assimétrico possuem a ordem de prioridade mais elevada e estabelecida de acordo com o seu número atômico: I>Br>Cl>S>P>Si>F>O>N>C>H UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina 2- No caso de dois substituintes diretos idênticos a substituição destes é considerada de acordo com as mesmas regras de precedência: -CH2Br>-CH2Cl>-CH2SH>-CH2OH>-CH2-CH UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina 3- As ligações insaturadas adquirem substituintes fantasmas eliminando-se a insaturação, ou seja, Ligações múltiplas são consideradas como várias ligações simples. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina (E)-2-cloro-2-buteno (Z)-2-cloro-2-buteno (E)-3-Metil-1,2-pentadieno (E)-1-bromo-2-isopropil-1,3-butadieno UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Reações de alcenos A reação mais comum dos alcenos é a transformação da ligação numa ligação . A ligação é mais fraca, pois seus elétrons estão mais longe dos átomos de carbono. Resultando em uma reação de adição. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina A hidratação de alcenos é um processo industrial importante para o preparo de álcoois. Ela normalmente é realizada passando-se o alceno em uma mistura de ácido sulfúrico ou fosfórico em água. A reação ocorre em duas etapas, de maneira semelhante a adição de HX. ADIÇÃO DE ÁGUA (Hidratação) A primeira etapa é a mais lenta e envolve a protonação da ligação dupla com formação preferencial do carbocátions mais estável. A segunda envolve a adição do nucleófilo (H2O) ao carbocátion. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Londrina Mecanismo da hidratação