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Química 1 Reações de Adição Alcenos Alcinos Alcadienos ciclanos Reação de adição A molécula orgânica terá uma ou mais ligações rompidas e átomos ou grupos de átomos serão adicionados. Nesse tipo de reação duas moléculas se transformam em apenas uma nova Quebra de ligações fracas – Pi ( dupla e tripla) e Sigmas ciclo. Alcenos são bons reagentes de partida. – Reativos Sabendo o mecanismo podemos classificar ainda em: •Adição eletrofílica– Quando o composto adiciona na primeira etapa um reagente eletrófilo. •Adição nucleofílica – Quando o reagente orgânico adiciona na primeira etapa um reagente nucleófilo. •Adição por radical livre – Quando a primeira etapa da reação é realizada pela ação de um radical livre. Ex.: Alceno + H2 Alcano Hidrogenação catalítica (H2) Adição em alcenos Catalisador: platina, paládio ou níquel. Adição em alcinos Hidrogenação catalítica (H2) catalisador de Lindlar: Pd/CaCO3 cat: Ni ou Pt Hidrogenação total Hidrogenação parcial Ex.: Ex.: Cis A hidrogenação utilizando Pd é uma reação estereoseletiva ( Forma isômero espacial cis) Estereoseletiva Halogenação (X2) Os halogênios que serão utilizados são Cl2, Br2 e I2 Alceno + X2 dialetos vicinais Mecanismo: Adição eletrofílica Ex.: Ex.: 2,3-dicloro butano Mecanismo reacional OBS: O teste mais comum para verificar se uma cadeia alifática é insaturada, à temperatura ambiente, consiste na reação com água de bromo [Br2(aq)] ou uma solução de bromo em tetracloreto de carbono (Br2/CCl4). incolor Íon bromônio Halogenação em Alcinos (X2) Mecanismo: Adição eletrofílica Vicinais Os halogênios que serão utilizados são Cl2, Br2 e I2 Alcino: 1 mol Halogênio = Di-Haleto ( Isomeria Geométrica) 2 mol Halogênio = Tetra – Haleto Hidro - Halogenação (HX) Alceno + H – X Haleto orgânico Mecanismo: Adição eletrofílica Ex.: Os halogênios que serão utilizados são HI, HBr, HCl Como vamos adicionar elementos diferentes vamos seguir a Regra de Markovinikov Mecanismo Reacional Cisão heterolítica Adição eletrofílica carbocátion 1ª etapa 2ª etapa 3ª etapa Regra de Markovnikov: O hidrogênio do HX adiciona-se ao carbono da dupla ou tripla ligação mais hidrogenado. Halogenio entra no carbono menos Hidrogenado. O Halogênio vai ser atraído de forma mais fácil para o carbocátion mais estável. Regiosseletividade Hidratação (HOH) em alcenos A adição de água é semelhante a adição de HX e ocorre segundo a regra de Markovnikov. Regra Markovinikov: H entra no carbono mais Hidrogenado. Meio reacional: ácido (H+) Alceno Álcool Secundário HBr H2O + + HCl + Hidro – Halogenação em Alcinos (HX) geminado Reação com 2 mol de HX Reação com 1 mol de HX Ex: Regra Markovnikov. H entra no carbono mais Hidrogenado da dupla. O Halogênio vai entrar no carbono mais substituído , melhor carbocátion. Hidratação (HOH) em alcinos Reação entre quantidades equimolares de alcino e água. Inicialmente forma-se enol, que é instável e sofre tautomerização, transformando-se em carbonila. Ex: Ex: H2O H2O + Efeito Kharasch (1933) – Reação ”Anti – Markovnikov” Mecanismo: Adição via radicais livres Condições: HBr em presença de peróxidos Hidrogênio entra no carbono menos hidrogenado Aula 2 Regra de Markovnikov: O hidrogênio do HX adiciona-se ao carbono da dupla ou tripla ligação mais hidrogenado. Halogenio entra no carbono menos Hidrogenado. O Halogênio vai ser atraído de forma mais fácil para o carbocátion mais estável. Regiosseletividade HBr H2O + + HCl + Efeito Kharasch (1933) – Reação ”Anti – Markovnikov” H entra no carbono menos Hidrogenado da dupla. Br entra no carbono mais Hidrogenado da dupla. Condições: HBr em presença de peróxidos H2O2 HBr HBr Peróxido + + Mecanismo Reacional Cisão homolítica 1ª etapa 2ª etapa 3ª etapa 4ª etapa Radical mais estável Adição em alcadieno ( duplas conjugadas) Havendo reagente em excesso, esses alcadienos ou dienos darão reações em dobro, quando comparados com os alcenos. No entanto, se o reagente (no caso, o Br2) está em falta, além da adição normal 1,2 , surge como novidade a chamada adição 1,4 Tenho 1 mol de Br2. 1,2- dibromo but-3-eno No entanto, se o reagente (no caso, o Br2) está em falta, além da adição normal 1,2 , surge como novidade a chamada adição 1,4 . . . . Vai acontecer via radicais livres. . . . . Adição em ciclanos Hidrogenação em ciclos alcanos Só ocorre reação em ciclos até 5 carbonos. 3C – Φ = 60° 4C - Φ = 90° 5C - Φ = 108° C sp3 – Aberto e só faz liga simples tem Φ = 109 °, 5. Todos os ciclos até 5 C tem ângulos menores que Csp3. Surge “TENSÃO DE ANEL”. HALOGENAÇÃO em ciclos alcanos Só ocorre em ciclos de 3 ou 4 carbonos. A partir de 5 C ocorre a substituição e não a adição. Adição em ciclanos H2O OH OH 1 1 2 3 3 4 5 6 6 5 2 4 Conformação cadeira : Minimiza a repulsão entre os H do mesmo lado do plano Φ=120º Atenção: Como o C sp3 apresenta um ângulo de 109´5 , o ciclo hexano não vai ter o formato de um hexágono. ( não é um ciclo com ângulo de 120º) Ocorre “rearranjo” onde os carbonos do ciclo buscam a melhor conformação possível. Podendo assim ser inscrito na forma de cadeira ou bote. Φ=109º Teoria de Saschse-Mohr Anéis com seis ou mais átomos de carbono não são moléculas planas e isso permite que se formem ângulos com valores iguais aos previstos pela hibridização. Conformação cadeira pois minimiza a repulsão entre os carbonos Conformação bote Ângulo de 109,5° Mais estável 1 2 3 4 5 6 Conformação cadeira : Minimiza a repulsão entre os H do mesmo lado do plano 1 3 6 5 2 4 1 3 6 5 2 4 H Axial= Perpendicular ao carbono. Conformação cadeira: 1,3,5 ou 2,4,6 1 2 3 4 5 6 Conformação cadeira : Minimiza a repulsão entre os H do mesmo lado do plano 1 3 6 5 2 4 1 3 6 5 2 4 H Equatorial= “ na linha do equador Conformação cadeira: 1,3,5 ou 2,4,6 H H H H H H H H H H H H
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