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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO -Campus Diadema Introdução à Química Orgânica 1 LISTA DE EXERCÍCIOS Aldeídos e Cetonas 1. Justifique as diferenças de pontos de ebulição que existem entre os compostos orgânicos em cada conjunto abaixo: a) formaldeído (PE=-21oC), acetaldeído (PE=21oC) e propanal (PE=49oC) b) butanal (PE=76oC) e 1-butanol (PE=117,3oC) c) 2-butanol (PE=99,5oC) e butanona (PE=79oC) d) acetona (PE=56,1oC), butanona (PE=79oC), 2-pentanona (PE=102oC) 2. O formaldeído e o acetaldeído são compostos altamente solúveis em água, enquanto as solubilidades do propanal e do butanal são 16g/100g de H2O e 7g/100g de H2O, respectivamente. Explique. 3. O hidrato de cloral (substância com atividade hipnótica) é um composto cristalino estável, o qual pode ser obtido pela reação do 2,2,2-tricloroetanal com água. Pergunta-se: O C HCl3C + H2O OH C HCl3C OH hidrato de cloral2,2,2-tricloroetanal a) Proponha um mecanismo para esta reação. b) Por que esta reação apresenta uma constante de equilíbrio alta (Keq = 2,8 x 104)? 4. Dê os produtos das reações abaixo. Proponha um mecanismo para a reação representada pela letra (b). a) CHO CO2CH3 + 2 CH3CH2OH H+ 2 b) O OH OH + H+ c) O HO HO + H+ 5. Proponha um mecanismo que explique a reação abaixo: O OH H+ H O HO 6. Proponha sínteses para cada um dos acetais cíclicos mostrados abaixo, sempre partindo do composto carbonílico e do álcool necessários. O O O O I II 7. Considere os hemiacetais I, II e III abaixo: O OH O HO OMeHO HO CH3 I II III a) Esquematize a reação de formação de cada um dos hemiacetais acima, identificando claramente reagentes, produtos e condições reacionais. b) Dê o mecanismo de formação desses hemiacetais. 8. Proponha um mecanismo que explique a formação do hemiacetal cíclico mostrado a seguir. HO O H+ O OH 9. Proponha um mecanismo plausível para a seguinte reação. O produto é um precursor do mediquox, uma substância usada no tratamento de infecções respiratórias em galinhas. 3 NH2 NH2 + H3C CH3 O O N N CH3 CH3 1,2-diaminobenzeno 2,3-dimetil-quinoxalina N N CH2OH CH3 O O_ _ + + mediquox 10. Assim como os alquenos, as iminas podem ser reduzidas por tratamento com hidrogênio gasoso e um catalisador metálico (p. ex. níquel). O processo todo é conhecido como aminação redutiva e corresponde na transformação de um aldeído\cetona em uma amina. H O + NH3 H NH - H2O imina intermediária H2, Ni, EtOH 70oC, 90 atm H NH2 pH 4-5 a) Dê o mecanismo da formação da imina intermediária acima. b) Dê os compostos carbonílicos e as aminas primárias que deveriam ser utilizadas para preparar as aminas mostradas abaixo, utilizando o método da aminação redutiva. Quando mais de uma combinação de reagentes for possível, especifique. NH H N H N CH3 NH2 anfetamina a) b) c) d) 4 11. Escreva as fórmulas estruturais para os produtos que se formam quando o propanal reage com cada um dos reagentes abaixo. Faça o mesmo para a 3-heptanona. a) NaBH4 em CH3OH b) C6H5MgBr seguido de NH4Cl aq. c) H2 e Pt d) semicarbazida e) fenilidrazina f) HOCH2CH2OH em meio ácido g) CH3NH2 em meio ácido (pH entre 4 e 5) h) CH3CH2CH2CH2Li seguido de solução ácida i) Zn(Hg) e HCl (condições de Clemmensen) j) LiAlH4 seguido de H3O + 12. Os acetais cíclicos podem ser utilizados como grupos protetores para carbonila de aldeídos e cetonas. Os acetais cíclicos derivados do etilenoglicol são estáveis, podem ser isolados e posteriormente hidrolisados em meio ácido, regenerando os respectivos compostos carbonílicos de partida. Neste contexto, proponha estruturas para os compostos representados pelas letras A-C e explique por que foi necessária a proteção do aldeído. 4-bromobutanal HOCH2CH2OH H3O + A (C6H11O2Br) Mg, Et2O B (C6H11MgO2Br) 1) CH3CHO 2) H3O +, H2O C (C6H12O2) 13. Desenhe todas as combinações de reagentes possíveis (organometálico + composto carbonílico) para a preparação dos álcoois abaixo: a) OH OH b) OH c) OH d) 14. Ao se realizar a reação do pent-4-in-2-ona com iodeto de butilmagnésio não foi observada a formação de quantidade apreciável do álcool terciário esperado. Explique o que ocorreu. 15. Ordene os compostos carbonílicos a seguir em ordem crescente frente à reatividade na reação de hidratação: 2,2,2-tricloroacetaldeído, 1,1,1-tricloropropan-2-ona e 1,1,1,3,3,3- hexacloropropan-2-ona. 5 16. Indique quais reagentes ou combinações de reagentes são melhores para efetuar as seguintes transformações químicas. OH O a) CHO O b) O c) O d) OH CHO e) 17. O seu objetivo é preparar o monodeutero-cicloexano a partir do cicloexano. Proponha equações para as transformações que você realizaria para alcançar seu objetivo (Você deverá rever reações aprendidas anteriormente). 18. Dê os produtos das reações de redução mostradas a seguir. Quando cabível, desenhe o estereoisômero que seria obtido como majoritário. O CH3 (H3C)2HC NaBH4 CH3CH2OH a) b) CHO NaBH4 CH3CH2OH O O NaBH4 CH3CH2OH c) 20. Quais destes reagentes halogenados podem ser utilizados com sucesso na preparação de reagentes de Grignard para a síntese de alcoóis pela reação com compostos carbonílicos. Quais não podem ser utilizados e por quê? Br Cl H OH SO3H Br I OCH3 Br O H Cl Br I O EtO 6 21. Mostre como preparar o 2-metil-2-propanol (terc-butanol) utilizando o metano como material de partida. Você poderá utilizar quaisquer outros reagentes que quiser. 22. Os esteróides modificados são cada vez mais importantes na Medicina. Dê o(s) possível(is) produto(s) das reações abaixo. Identifique o principal estereoisômero formado, supondo que o ataque do reagente organometálico ocorra pelo lado menos impedido da molécula do substrato. HO H H3C H CH3 OHO H 1) excesso CH3MgI 2) H3O + a) HO H H3C H H3C H 1) excesso CH3Li 2) H3O + b) O O H H 23. Dê o produto das seguintes reações de Grignard com compostos carbonílicos: a) b) c) d) O MgBr + éter MgBr + CO2 éter H O MgI+ éter H H O MgI+ éter e) MgBr+ éter O 24. Muitos tumores de mama são dependentes de estrógenos. Fármacos que interferem na ligação do estrógeno com as células tumorais têm ação anti-tumoral e podem, assim, ajudar no tratamento e/ou prevenção do câncer. O tamoxifeno é um agente anti-estrogênico amplamente utilizado atualmente com este propósito. Proponha mecanismos para as reações a seguir. 7 O N O O N HO H3PO4 MgBr O N tamoxifeno + éter 25. O biperideno (Akineton®, Abbott) é um fármaco utilizado no tratamento do mal de Parkinson. Sabendo que na molécula existe um álcool terciário, proponha as combinações de reagentes de Grignard e compostos carbonílicos (aldeídos/cetonas) que podem ser utilizados no preparo deste fármaco. 26. O etinilestradiol é um fármaco utilizado como contraceptivo oral. É o princípio ativo de vários medicamentos encontrados no mercado: Evanor® (Wyeth), Femina® (Ache), Mercilon® (Organon do Brasil), Primera® (Eurofarma), entre muitos outros. A seguir está uma das etapas do processo de síntese do etinilestradiol. Proponha um mecanismo para esta reação de adição nucleofílica a carbonila da cetona. HO H H H O LiC CH HO OH C CH H H H etinilestradiol 1) 2) H2O, H + 27. Mostre como você pode preparar a 7-hidróxi-heptan-2-ona utilizando a 6-bromo-hexan-2-ona como material de partida. Dica: você deverá utilizar a proteção da carbonila do reagente com um acetal cíclico. 28. Dê as fórmulas estruturais para os compostos representados pelas letras A-E. meta-nitrobenzaldeído NaCN H+ A (C8H6N2O3) HCl, H2O B (C8H7NO5) OH N biperideno 8 butan-2-ona NaCN HCl conc. C (C5H9NO) H2SO4, D (C5H10O3) E (C5H8O2) BOM ESTUDO!!
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