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Estrutura e Nomenclatura de Álcoois e Haletos de Alquila Susana Figueiredo UFC →Estes 2 grupos funcionais estão entre os mais úteis, pois muitas vezes servem como matéria-prima para a preparação de inúmeros outros grupos funcionais →Álcoois e haletos de alquila são classificados como: • Primários • Secundários • Terciários, →De acordo com a quantidade do carbonos aos quais se liga o grupo funcional: →O carbono que carrega o grupo funcional é sp3 em álcoois e haletos de alquila →Devido á geometria tetraédrica do carbono, os ângulos de ligação em álcoois é de aproximadamente 109º →Um modelo de hibridização semelhante orbital aplica-se a haleos de alquila, com o halogênio substituinte ligado ao carbono sp3 por uma ligação sigma →A polarização das ligações C-O e C-Cl, bem como os pares de é não compartilhados do O e do Cl, contribuem para a concentração de carga negativa sobre os átomos de C ligados ao OH e ao halogênio NOMENCLATURA DE ÁLCOOIS 1. Identificar a cadeia principal 2. Identificar os substituintes 3. Numerar a cadeia principal e atribuir um localizador para cada um 4. Organizar os substituintes em ordem alfabética →Álcoois são nomeados seguindo as mesmas etapas e acrescental ao nome o sufixo “-ol” para indicar a presença de uma hidroxila (-OH) →Ao escolher a cadeia principal de um álcool, escolhe-se a mais longa que inclui o átomo de carbono ligado à hidroxila →Ao numerar a cadeia principal de um álcool, o grupo hidroxila deve receber o menor número possível apesar da presença de substituintes alquílicos ou ligações pi ORDEM DE PRIORIDADE DOS GRUPOS FUNCIONAIS →A possição da hidroxila é indicada utilizando-se um localizador →Os álcoois cíclicos são numerados a partir da posição que carrega o grupo hidroxila →Não há necessidade de indicar a posição do grupo hidroxila quando este se encontra no C1 EXERCÍCIO: 2,5,5-trimetilexan-2-ol EXERCÍCIO: (3R,6R)-4,4-dicloro-6-etilnonan-3-ol NOMENCLATURA DE HALETOS DE ALQUILA →Os compostos halogenados podem ser nomeados de acordo com 2 sistemas de nomenclatura: • Substituriva • Radicofuncional Nomenclatura Substitutiva: • Os nomes dos compostos halogenados são formados citando-se os prefixos fluoro, cloro, bromo e iodo, seguidos do nome do composto principal • A citação dos halogênios é feita em ordem alfabética, sendo cada prefixo antecedido de um número indicativo de sua posição Nomenclatura Radicofuncional: • Os nomes dos compostos halogenados são formados pelos prefixos: o Fluoreto o Cloreto o Brometo o Iodeto, ▪ Seguidos da preposição “de” e do nome do grupo orgânico (substituinte) • A numeração inicia-se pela posição onde o halogênio está inserido ---------------------------------------------------------------------------------------- →Quando a cadeia carbônica carregar um halogênio e um substituinte alquila, ambos são considerados equivalente em termos de preferência para a nomenclatura →A cadeia é numerada de tal modo a dar o menor localizador ao substituinte mais próximo da extremidade da cadeia EXERCÍCIO: Nomeie os compostos de acordo com as nomenclaturas radicofuncional e substitutiva Estrutura e Nomenclatura de Benzenos ARENOS →São hidrocarbonetos baseados no anel benzênico como uma unidade estrutural →Benzeno, tolueno e naftaleno são exemplos de arenos BENZENO →É um composto com fórmula C6H6, com 6C hibridizados sp2 no plano →Em cada um dos C sp2 acima e abaixo do plano, encontram-se os lobos dos orbitais p, responsáveis pela formação das ligações pi, onde os 6 é pi estão deslocalizados NOMENCLATURA DOS DERIVADOS DO BENZENO →Cita-se o nome dos grupos substituintes seguidos da palavra benzeno →Quando os compostos forem dissubstituídos, usa-se os prefixos: • Orto (1,2) • Meta (1,3) • Para (1,4) Quando 3 ou mais substituintes estão presentes no benzeno: • A numeração do núcleo benzênico é feita de modo que o conjunto numérico atribuído aos grupos substituintes seja o menor possível Os grupos substituintes são sempre citados em ordem alfabética →Muitos derivados monossubstituídos do benzeno têm nomes comuns muito antigos e aceitos pela IUPAC →Quando o composto for derivado de um derivado monossubstituído do benzeno com nome comum conhecido, o nome comum poderá ser usado como nome base e a numeração será iniciada a partir do carbono que carrega o substituinte EXERCÍCIO: Estrutura e Nomenclatura de Éteres → Éteres são compsotos que exibem um átomo de oxigênio ligado a dois grupos R, onde cada grupo R pode ser: • Alquila • Arila • Vinila → Os ângulos de ligação são ligeiramente maiores que os encontrados na água e nos álcoois NOMENCLATURA →A IUPAC permite duas nomenclaturas: 1. Um nome comum écontruído pela identificação de cada grupo R, organizando-os em ordem alfabética e, em seguida, adicioando-se a palavra “éter” →Nos exemplos anteriores o átomo de oxigênio estava ligado a dois grupos alquilas diferentes. Tais compostos são chamados éteres assimétricos →Por outro lado, quando os dois grupos alquilas são idênticos, o éter é chamado de éter simétrico. Seu nome é definido utilizando-se o prefixo multiplicador, seguido do nome do grupo alquila (sem a letra “a” terminal), seguido da palavra éter 2. O nome sistemático é construído escolhendo-se o maior grupo alquila para ser o alcano principal e nomeando-se o grupo menor como um substituinte alcoxi EXERCÍCIO: →Éteres cíclicos têm seu oxigênio como parte de um anel e são chamados de compostos heterocíclicos →Em cada caso o anel é numerado começando-se pelo Oxigenio EXERCÍCIO: Estrutura e Nomenclatura de Aldeídos e Cetonas Aldeídos e cetonas contêm um grupo acila ligado a um hidrogênio e a um carbono, respectivamente Grupo carbonilla: • Geometria planar: ãngulos de ligação próximos de 120º • Polaridade: dipolo permanente NOMENCLATURA DE ALDEÍDOS →Segue-se aquelas mesmas 4 etapas: 1. Identifique e nomeie a cadeia principal 2. Identifique e nomeie os substituintes 3. Atribua um localizador para cada substituinte 4. Organize os substituintes em ordem alfabética →Aldeído são nomeados adicionando o sufixo “-al” no final do nome, o que indica a sua presença →Ao escolher a cadeia principal de um aldeído, identifica- se a cadeia mais longa e que inclui o carbono átomo do grupo aldeídico →Ao nomear a cadeia principal de um aldeído, o carbono do grupo formila deve receber o número 1, apesar da presença de substituintes de alquila, ligações pi ou hidroxilas →Não é necessário incluir o lacalizador no nome, porque se entende que o carbono do aldeído é a posição 1 →Quando existe um centro de quiralidade, a configuração é indicada no começo do nome →Um composto cíclico contendo um grupo aldeído imediatamente adjacente ao anel é denominado de carbaldeído →A nomenclatura IUPAC reconhece os nomes comuns de muitos aldeídos simples, incluindo: NOMENCLATURA DE CETONAS →São nomeadas usando o mesmo procedimento de 4 etapas →Ao nomear a cadeia principal adiciona-se o sufixo “-ona” →A posição do grupo cetona é indicada usando um localizador imediatamente antes do sufixo “-ona” →A nomenclatura IUPAC reconhece alguns nomes comuns: EXERCÍCIO: Estrutura e Nomenclatura de Ácidos Carboxílicos e Derivados ESTRUTURA →As características estruturais do grupo carboxila são mais evidentes no ácido fórmico →Ácido fórmico: é planar, com uma de suas ligações C-O menor do que a outra e com ângulos de ligação próximos a 120º →Hibridação sp2 no carbono e uma ligação dupla (sigma + pi)análoga de aldeídos cetonas NOMENCLATURA →Segue-se as 4 regras e acrescenta-se o prefixo ácido ao nome do hidrocarboneto correspondente, substituindo a terminação “-o” pelo sufixo -óico ou -dióico →Muitos ácidos carboxílicos tem nomes comuns aceitos pela IUPAC DERIVADOS DE ÁC. CARBOXÍLICOS →Assim como os aldeídos e cetonas, os cloretos de acila, anidridos, ésteres e amidas têm um arranjo planar de ligações →Outra importante característica estrutural destes grupos funcionais é que o átomo ligado ao grupo acila tem um par de é não compartilhado que pode interagir com o sistema pi da carbonila NOMENCLATURA DE ALCILA →Os halogenetos de acila são designados como derivados de ácidos carboxílicos, substituindo-se a palavra ácido pelo nome halogeneto (cloreto, brometo, fluoreto ou iodeto) + “de” e substituindo-se o sufixo “ico” por “ila” →Anidridos simétricos são nomeados como derivados de ácidos carboxílicos, substituindo a palavra “ácido” por “anidrido” →Anidridos assimétricos são preparados a partie de 2 ácidos carboxílicos diferentes e são nomeados indicando ambos os ácidos em ordem alfabética, precedidos pela palavra “anidrido” NOMENCLATURA DE ÉSTERES →São nomeados a partir do nome do ácido carboxílico: • Eliminando-se a palavra ácidos • Substituindo-se o sufixo “ico” por “ato” no nome do ácido • Finalizar colocando a preposição “de” seguido do grupo alquila que está liado ao átomo de oxigênio NOMENCATURA DE AMIDAS →As amidas são nomeadas a partir do nome do ácido carboxílico: • Eliminando-se a palabra ácido • Substituindo-se o sufixo “ico” por “amida” no nome do ácido →Quando uma porção amida é conectada a um anel, as amidas são nomeadas a partir do nome do ácido carboxílico: • Eliminando-se a palavra ácido • Substituindo-se o sufixo “ico” pela palavra “carboxamida” NOMENCLATURA NITRILAS →São nomeadas como derivados de ácidos carboxílicos, eliminando-se a palavra ácido e substituindo-se “ico” ou “oico” por onitrila Estrutura e Nomenclatura de Aminas AMINAS →São compostos nitrogenados essenciais para a vida →Alquilaminas têm o nitrogênio ligado ao carbono hibridizado sp3 →Arilaminas têm nitrogênio ligado a um carbono hibridizado sp2 de um composto aromático ESTRUTURA ALQUILAMINAS →Tem um arranjo piramidal das ligações para o nitrogênio →Seus ângulos H-N-H (106º) →Os orbitais atômicos envolvidos na formação das ligações da metilamina são mostrados abaixo: →Os nitrogênios e carbono são hibridizados sp3 e unidos por uma ligação sigma →O par de é não compartilhado sobre o nitrogênio ocupa um orbital sp3. Este par está envolvido nas reações em que as aminas egem como bases ou necleófilos →A anilina, tem um arranjo piramidal das ligações em torno do nitrogênio, mas a sua pirâmida é um pouco mais baixa NOMENCLATURA DE AMINAS PRIMÁRIAS →Aminas primárias são compostos contendo um grupo NH2 ligado a um grupo alquila →Nomenclatura IUPAC: 2 modos diferentes de nomear: 1. Se o grupo alquila for bastante simples, o composto é geralmente chamado de alquil amina Neste caso, o substituinte alquila é identificado seguido pelo sufixo “amina” 2. Se o grupo alquila for complexo, as aminas primárias são nomeadas como alcanaminas A amina é chamada semelhantemente a um álcool, onde o sufixo -amina é usado no lugar de -ol NOMENCLATURA DE AMINAS SECUNDÁRIAS E TERCIÁRIAS →Estas também podem ser nomeadas como alquil aminas ou alcanaminas →Se todos os grupos alquílicos forem bastante simples na estrutura, então os grupos são listados em ordem alfabética →Os prefixos “di” e “tri” são usados se o mesmo grupo alquila aparecer mais que uma vez →Se um dos grupos alquila for complexo, então o composto é tipicamente denominado como uma alcanamina: • Com o grupo alquila mais complexo tratado como o principal e os grupos alquilas mais simples tratados como substituintes Estrutura e Nomenclatura de Compostos Polifuncionais →Existe uma ordem de prioridade PRIORIDADE DOS SUBSTITUINTES EXERCÍCIO
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