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GQI - 135 Química Orgânica Prof. Wilder Douglas Santiago Exercícios pré ministração de conteúdo: alcanos alcenos e alcinos Nome: turma data: Dê as fórmulas estruturais aos nomes abaixo: 3-metileptano 1,3-dicicloexilpropano Trans-4-metilpent-2-eno 1-etil-2-metilcicloex-1-eno Cis-pent-2-eno 3-metilpent-1-ino Os haletos orgânicos apresentam diversas aplicações: agroquímicos (2,4-D ácido 2,4-diclofexiacético, DDT 1,1,1-tricloro-2,2-bis(4clorodifenil)etano, etc.), polímeros (teflon, saran, PVC, etc), solventes (clorofórmio – triclorometano, tetracloro metano, etc.), gás refrigerador (freon diclorodifluormetano). Alguns haletos orgânicos podem ser obtidos através de reações de substituição em alcanos ou adição em alcenos. Assim sendo, complete as equações globais abaixo: H H H H + Cl Cl h CH2 CH2 + Cl Cl Nomenclatura de alquenos e alquinos; Reações e mecanismos; Importância biológica. Oleofinas Hidrocarbonetos (C,H) Cadeia carbônica acíclica, insaturada e homogênea Características • Fórmula molecular: CnH2n • Hibridação: sp2 • Geometria: Trigonal planar • Ângulo de ligação: 120º • Comprimento de ligação: 1,34 Aº • Terminação: ENO Nomenclatura Alquenos lineares e ramificados Cicloalquenos IUPAC 1- Terminação ENO, posterior ao nome correspondente ao número de carbonos, quando há apenas 1 insaturação. 2- Terminação DIENO, posterior ao nome correspondente ao número de carbonos, quando há 2 insaturações. As posições das duplas são indicadas por números separados por hífen e colocados imediatamente antes dos sufixos eno, dieno. A numeração da cadeia é feita a partir da extremidade que fornece a menor sequência de números para a posição das duplas. Nomenclatura Prop-1-en-1-il (a) Hex-4-en-1-il (a) Buta-1,3-dien-1-il (a) But-2-en-1-il (a) Etenil (a) CH3-CH=CH CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH2 CH2=CH-CH=CH CH3-CH=CH-CH2 CH2=CH CH2=C CH3 Isopropenil (a) CH2=CH CH2=CH-CH2 Vinil (a) Alil (a) Os seguintes nomes não sistemáticos são aceitos pela IUPAC: CH2=C CH3 Isopropenil (a) CH2=CH CH2=CH-CH2 Vinil (a) Alil (a) Prop-2-en-1-il (a) 1- Reconhecimento da cadeia principal: a mais longa e a que contém o maior número de duplas ligações. 2- As ramificações (ou substituintes) são localizadas na cadeia principal da mesma maneira que nos alcanos. Para numerar a cadeia, prevalece a regra de que o mais importante é a dupla ligação, e não o grupo substituinte (ramificação). 4-metilpent-2-eno Acrescenta-se o prefixo ciclo ao nome do alqueno não ramificado de mesmo número de átomos de carbono e duplas ligações Ciclopenteno Cicloexeno Cicloexan-1,3-dieno Obedecem as mesmas regras utilizadas para alquenos ramificados. A numeração do ciclo é feita de modo que as duplas recebam os menores números possíveis. 1-Etil-2-metilcicloexeno 2-Isopropil-3-propil- cicloepta-1,4-dieno 4 5 6 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 1-Etil-2-metilcicloexeno 2-Isopropil-3-propil- cicloepta-1,4-dieno 4 5 6 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 1-Etil-2-metilcicloexeno 2-Isopropil-3-propil- cicloepta-1,4-dieno 4 5 6 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 1-Etil-2-metilcicloexeno 2-Isopropil-3-propil- cicloepta-1,4-dieno 4 5 6 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 Exemplos Estereoisômeros Isomeria Cis Isomeria Trans Isômeros cis e trans de alcenos não têm a mesma estabilidade. Os alcenos cis são, em geral, menos estáveis do que os isômeros trans devido à tensão estérica (espacial) entre os dois grupos substituintes maiores situados no mesmo lado da ligação dupla. C C C H H C H H H H H H C C C H C H H H H H H H Z : grupos de maior prioridade do mesmo lado de um plano que passa pelos carbonos. E : grupos de maior prioridade em lados opostos de um plano que passa pelos carbonos. * Átomos de maior número atômico têm maior prioridade. 2 2 1 1 C=C CH3 HH3C H (E)-but-2-eno C=C CH3 HH H3C 11 2 2 prioridade (Z)-but-2-eno Praticamente insolúveis em água; solúveis em solventes de baixa polaridade Te apresenta um incremento regular com aumento peso molecular Menos densos que a água + A B A B Dupla ligação responsável pela reatividade dos alquenos Reação de adição eletrofílica à dupla ligação, gerando compostos saturados. Movimento de um par de elétrons Movimento de um elétron Muitas das reações envolvem a participação de um tipo de intermediário reativo denominado carbocátion. Carbocátion: é uma espécie intermediária em que um dos átomos de carbono está carregado positivamente. Estabilidade dos carbocátions alquila Redução: Adição de hidrogênio (preparação de alcanos) HH H H H H H H H superfície do catalisador H2 H H H H H HH H H H H H H H superfície do catalisador H2 H H H H H HH H H H H H H H superfície do catalisador H2 H H H H H HH H H H H H H H superfície do catalisador H2 H H H H H C H 3 C H C H 2 + H 2 N i C H 3 C H 2 C H 3 Para medir as estabilidades relativas, podemos comparar os dados dos calores de hidrogenação para os isômeros: CH3CH2CH=CH2 + H2 CH3CH2CH2CH3 Pt + H2 CH3CH2CH2CH3 Pt + H2 CH3CH2CH2CH3 Pt 1-buteno cis-2-buteno trans-2-buteno butano H= -127 kJ/mol H= -120 kJ/mol H= -115 kJ/mol C C CH3 H H CH3 C C CH3 H CH3 H Nucleófilo Eletrófilo CH3 CH3CH3 CH3 + HBr H Br CH3 CH3CH3 CH3 Os alcenos se comportam como nucleófilos nas reações polares. A ligação dupla C=C é rica em elétrons e pode ceder um par de elétrons para um eletrófilo. Eletrófilo: é uma espécie deficiente de elétrons e com afinidade por centros carregados negativamente. +C H 3 C H C H 2 HC l C H 3 C H C H 3 + C l C l+C H 3 C H C H 3 C H 3 C H C H 3 C l E tapa 2 E tapa 1 δ δ Haletos de hidrogênio têm a ligação H-X muito polarizada e podem facilmente reagir com a ligação dupla C=C Carbocátion reage com o ânion X- Adição de um próton (H+) à ligação dupla A adição de HX a alquenos assimétricos há a possibilidade da formação de dois produtos: Regra de Markovnikov: “Nas reações de adição de HX a alquenos assimétricos, o próton (H+) liga-se preferencialmente ao carbono que já possui o maior número de hidrogênios.” CH3CH CH2 HCl CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3 Cl Como se formam carbocátions nestas reações, um outro modo de expressar a regra de Markovnikov é dizer que, na adição de HX a um alceno, forma-se o carbocátion mais substituído de preferência ao menos substituído. carbocátion terc-butila – 3 substituintes (3ário) carbocátion isobutila – 2 substituintes (1ário) CH2 CH3 CH3 + H-Cl C + CH2CH3 CH3 H Cl CH3 Cl CH3 CH3 C CH2CH3 CH3 H Cl+ CH CH2CH3 CH3 Cl Reação Anti-Markovnikov: Adição de HBr na presença de H2O2. Br H + HBr H2O2 H+ entra no carbono menos hidrogenado Polarização da ligação X-X pela ligação pi do alqueno Formação de um intermediário denominado íon halônio e de um íon haleto Íon haleto é adicionado ao íon halônio Os átomos de halogênio não são adicionados à ligação dupla carbono- carbono simultaneamente. Br2 e I2= solubilizante CCl4 Br Br + C C Br + + Br C C Br Br C C C CBr + + Br H H CCl4 Br 2 H Br Br H H H Br Br C C H HH H + Cl 2 C C Cl Cl H HH H A hidratação de alquenos (preparação de álcoois): segue a regra de Markovnikov H 2O + H 2SO 4 O H H H + HSO 4 -1E tapa C H 3C HC H 2 H O H H+C H 3C H C H 2+O H H H 2E tapa C H 3C HC H 3 O HH + O H H3E tapa C H 3C HC H 3 E tapa 4 C H 3C HC H 3 O HH HSO 4 - + +C H 3C HC H 3 O H H 2SO 4 RCOOH + .. .. H O O C O R C C C C O .. .. .. .. RCOOH + .. .. H O O C O R C C C C O .. .. .. .. Oxidação Branda – Formação de dióis [O] = KMnO4; K2Cr2O7 Base à frio= OH-/frio H2C CHCH2CH3 [O] base a frio H2C CHCH2CH3 OHOH H H + KMnO 4 frio OH , H2O H H OH OH Oxidação enérgica – Clivagem oxidativa [O] = KMnO4; K2Cr2O7 CH3CH CHCH3 [O] H + /a quente CH3C OH O CH3C OH O + CH3CH CH2 +CH3C OH O H + /a quente [O] CO2+ [O] H + /a quente CH3C OH OCH3C CHCH3 CH3 CH3C O CH3 Ozonólise (oxidação intermediária) É a quebra de um alqueno causada pelo ozônio (O3) gerando como produtos uma cetona e/ou um aldeído. CH3C CHCH3 CH3 O3 Zn/H2O CH3C O CH3 CH3C H O + 2-metilbuteno Propanona Etanal Borracha natural - vulcanização isopreno borracha natural n borracha vulcanizada S S S S S S Terpenos Cenouras, alquenos e a química da visão H3C CH3 CH3 CH CH3 H H CH3 O H3C CH3 CH3 CH3 H H CH3 CH trans-retinal cis-retinal Retinal isomerase O Rodopsina N-Opsina Luz Cis Metarrodopsina II Trans N-Opsina Resinas epoxi C CH3 CH3 HO OH + H2C CHCH2Cl O O CH3 CH3 CH2C CHCH2 O O CH2CHCH2 OH O OC CH3 CH3 CH2CHCH2 O Pré-polímero Bisfenol A Epicloridrina Hidrocarbonetos (C,H) Apresentam uma ou mais ligações triplas Características • Fórmula molecular: CnH2n-2 • Hibridação: sp • Geometria: Linear • Ângulo de ligação: 180º • Comprimento de ligação: 1,20 Aº • Terminação: INO 1- Terminação INO, posterior ao nome correspondente ao número de carbonos, quando há apenas 1 tripla. 2- Terminação DIINO, posterior ao nome correspondente ao número de carbonos, quando há 2 triplas. Nomenclatura e propriedades físico-químicas semelhantes aos dos alquenos. Semelhante as reações dos alquenos Adição de Bromo e Cloro C C Br 2 CCl 4 C C Br Br BrBr C C Br Br Br 2 CCl 4 Adição de Haletos de Hidrogênio C C HX C C H X XH C C H X HX C CHH9C4 HBr H9C4 C Br Br CH3C CH2H9C4 Br HBr 1-hexino 2-bromo-1-hexeno 2,2-dibromoexano