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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CCET-DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUÍMICA ORGÂNICA-I ASSSUNTO: Alcanos, cicloalcanos e estereoquímica Prof. Péricles B. Alves EXERCÍCIOS 1) Qual das estruturas possuem carga formas + 1 no átomo central? .. I B.. .... H H H H II IV ...NH H. ... .H III Be.. ..HH O. .. . .. H H H V ..H . H . ..NH ... .H a) I b) II c) III d) III e IV e) IV e V. 2) Das estruturas abaixo tem caga formal para o nitrogênio -1? C N .. C H H H H H H H C N .. H H H H.. C N .. H H H H H C N .. H H H H C H H N .. H H H O I II III IV V a)I b)II c)III d)IV e)V 3) Listar e nomear os derivados monobromados do : a) n-pentano b) iso-pentano c) prever o isômero monobromado mais abundante em cada caso e escolha um dos compostos para justificar o mecanismo da reação. 4) Associe os pontos de ebulição com os alcanos apropriados. Alcanos: octano, 2-metil-heptano, 2,2,3,3-tetrametilbutano, nonano. Pontos de ebulição (°C, 1 atm): 106, 116, 126, 151 5) O acoplamento de Corey-House é realizado com o reagente de Gilman (um organocuprato). Mostre como obter o n-heptano empregando esta metodologia? 6) O 1,4-dicloro-cicloexano existe sob duas formas configuracionais (cis e trans) que podem formar dois pares de conformações em cadeira. Destas uma é de baixo conteúdo energético; duas de igual conteúdo energético e outra de conteúdo energético maior. Pede-se para escrever: 6.1-a conformação de mais baixo conteúdo energético, com seu respectivo nome; 6.2-as conformações de igual conteúdo energético com seus respectivos nomes; 6.3- a conformação de maior conteúdo energético, com seu respectivo nome. 7) Represente o mecanismo da reação de monocloração de um dos pentanos. Dentre os pentanos, mostrar os produtos monoclorados teoricamente possíveis e indicar nos produtos (composto monoclorado) que apresentam isomeria optica. 8) Mostre as estruturas e nomes dos compostos monoclorados do 2,2,5-trimetil hexano. Qual os compostos de maior e menor rendimento da mistura? Justifique. Caso a halogenação com bromo fosse realizada qual seria o composto de maior proporção da mistura? Justifique. 9) Colocar em ordem crescente do ponto de ebulição todos os isômeros de F.M C5H12 . 10) Um composto de F.M.C5H10 não reage com bromo em tetracloreto porém em presença de luz e cloro este composto produz ácido clorídrico e um composto de F.M. C5H9Cl. Qual o composto de F.M C5H10? 11) Escrever as estruturas dos seguintes compostos: a) (E)-2-bromo pent -2-eno. b) (Z)- 1-cloro -3-etil hept-3-eno. 12) Obtenha o n-nonano através da síntese de Wurtz. Qual seria o inconveniente desta síntese utilizando-se desta metodologia. Que compostos (se houver) poderíamos esperar desta síntese? 13) O Lindano, composto abaixo, é um inseticida agrícola, que também pode ser utilizado no tratamento de piolho de cabeça. Represente as duas conformações em cadeira do lindano. 14) Obter um alcano com a fórmula C6H14 diferentes utilizando as metodologias: a) Por redução com Zn/H+ b) Por redução com LiAlH4 c) Por síntese de Grignard. d) Por acoplamento de Corey-House. 15) Um alcano de formula molecular C6H14 possui pelos menos 5 (cinco) isômeros estruturais. Dentre estes isômeros o composto A ao sofrer reação de halogenação com cloro e luz ultravioleta produz compostos monoclorados B e C. Pede-se as estruturas de A,B e C. 16) Mostrar as interconversões dos confôrmeros do n- pentano anti, gauche e eclipsada. Utilize um grafico potencial de energia versus grau de rotação (60) da ligação entre os carbonos 2 e 3. Utilizar a projeção de Newman para mostrar as intercoversões dos diversos isômeros observados. 17) O nosso organismo não consegue sintetizar os aminoácidos essenciais, uma vez que eles são indispensáveis ao nosso metabolismo, precisamos obter através da nossa dieta alimentar. O ácido 2- amino-3-metil butanóico, conhecido com valina, é um amino ácido essencial oticamente ativo. Desenhe a representação da molécula da valina em projeção de Fischer dando as configurações R e S e mostre as relações enantioméricas, diastereoisoméricas e composto meso se houver. 18) Sugira a síntese do 2,5,8 trimetil nonano pela síntese de Wurtz e usando o reagente Gilmann seguido do acoplamento de Corey – House. 19) Nos Jogos Olímpicos de Seul, o canadense Ben Johnson é flagrado por uso de estanozolol (17β- hidroxi-17-metil-5α-androstano[3,2-c]pirazol), um esteroide anabolizante, poucos dias depois da sua vitória na prova dos 100 m, na qual estabeleceu o novo recorde mundial (9.79). É o primeiro grande escândalo de doping da História das Olimpíadas. N HN OH H H H 1 3 4 8 14 1711 15 CH3CH3 CH3 5 7 910 13 12 6 2 16 Estanozolol Da estrutura do estanozolol pede-se: a) Quantos e quais carbonos assimétricos b) Confuguração R e S do carbono 17. c) Quantos isômeros opticos são possiveis 20) Um certo alcano produz tanto por cloração como por bromação somente um único composto monoalogenado. A combustão completa deste alcano produz 5 equivalentes de CO2 e 6 de água. Que alcano é esse e apresente o mecanismo da reação. 21) Escreva as fórmulas estruturais da conformação mais estável de cada um dos seguintes compostos: (a) trans-1-terc-butil-3-metilcicloexano (b) cis-1-terc-butil-3-metilcicloexano (c) trans-1-terc-butil-4-metilcicloexano (d) cis-1-terc-butil-4-metilcicloexano 22) Utilizando as projeções de Fischer mostre os isômeros possíveis e especifique a configuração de seus centros de quiralidade para o ácido tartárico. 21) Explique e defina a) Mistura racêmica; b) Composto meso; c) Diasterioisomero; d) Enantiômero. 22) Dê a formula estrutural e designação estereoquímica dos nove isômeros di-substituidos do dimetil cicloexano (1,1;1,2;1,3 e 1,4). Nos isômeros 1,3 na forma cadeira indicar e justificar o mais estável. 23) Determinar a relação enantiomérica e R e S para os seguintes compostos a) Hexanol-3 (use a projeção de Newman). b) 1-bromo 1 cloro pentano (use a projeção de Fisher). 24) Mostre os isômeros do heptano (nove isômeros), dentre estes pelo menos dois apresentam isomeria optica. Quais são eles? GRIGNARD François August Victor Grignard (1871-1935) nasceu na França filho de um fabricante de velas. Sua síntese foi anunciada em 1900, cinco anos após mais de 200 trabalhos foram publicados utilizando sua síntese. Foi professor de química na Universidade de Nancy e depois na Universidade de Lyon. Dividiu o Nobel de Química em 1912 com Paul Sabatier. QUÍMICA ORGÂNICA-I ASSSUNTO: Alcanos, cicloalcanos e estereoquímica Prof. Péricles B. Alves EXERCÍCIOS
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