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Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 Lista 1: Reações de Substituição (SN2) 1) Organize os seguintes brometos de alquila em ordem crescente de reatividade em uma reação SN2: 1-bromo-2-metilbutano, 1-bromo-3-metilbutano, 2-bromo-2-metilbutano e 1- bromopentano. 2-bromo-2-metilbutano >1-bromopentano>1-bromo-2-metilbutano>1-bromo-3-metilbutano 2) Determine o produto que seria formado a partir da reação SN2 de: a) 2-bromobutano e íon hidróxido - 2-BUTANOL b) (R)-2-bromobutano e íon hidróxido - (S) -2-BUTANOL c) (S)-3-cloro-hexano e íon hidróxido - (R) -3-HEXANOL d) d) 3-iodopentano e íon hidróxido - 3-PENTANOL 3) Para cada um dos seguintes pares de reação SN2, indique qual reação ocorre mais rapidamente: a) CH3CH2Br + HO- b) CH3CH (CH3) CH2Br + HO- c) CH3CH2Cl + I- d) CH3CH2CH2Br + HO- 4) ) Qual é o produto da reação do brometo de etila com cada um dos nucleófilos a seguir? 5) Qual reação SN2 de cada par você espera que ocorra mais facilmente em solvente prótico? Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 a) 1 - b) 1 - c) 2 - d) 2 Lista 2: Reações de Substituição (SN1 e SN2) 1) O (R)-3-bromo-3-metil-hexano perde a atividade óptica quando é dissolvido em nitro- metano, um solvente muito polar e não nucleofílico. Explique. Devido a capacidade de solvatar cátions e ânions tão eficazmente, o uso de um solvente polar prótico aumenta muito a velocidade da ionização de um haleto de alquila em reações SN1. Isso acontece porque a solvatação estabiliza o estado de transição que leva ao carbocátion intermediário e ao íon haleto mais do que com os reagentes, assim, a energia livre de ativação é mais baixa, sendo assim, quanto mais polar é o solvente mais eficaz é a ionização. 2) Explique os seguintes resultados: a) Ocorre via SN2 (tem nucleófilo forte e carbono secundário ligado ao grupo abandonador) que gera produto com inversão de configuração, por isso o produto é “S”. b) Ocorre via SN1 (solvólise) que gera produto com inversão de configuração e também produto com retenção da configuração original, por isso temos produto “R” e “S”. 3) Qual é produto de reação do brometo de etila com cada um dos nucleófilos a seguir? a) CH3OH - CH3CH2OCH3 b) (CH3)3N - (CH3)3NCH2CH3 c) CH3CH2S - CH3CH2SCH2CH3 4) Classifique os haletos de alquila em ordem decrescente de reatividade em uma reação SN1: 2-bromopentano, 2-cloropentano, 1-cloropentano, 3-bromo-3-metilpentano Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 (Mais reativo para SN1) 3-bromo-3-metilpentano>2-bromopentano>2-cloropentano>1- cloropentano (Menos reativo para SN1). 5) Qual dos haletos de alquila a seguir formam um produto de substituição em uma reação SN1 que é diferente do produto de substituição em uma reação SN2? Letra A 6) Você acha que o íon metóxido seri um nucleófilo melhor s e ele fosse dissolvido em CH3OH ou se ele fosse dissolvido em dimetilsulfóxido (DMSO)? Por quê? Em DMSO pois é um solvente aprótico enquanto que o CH3OH é um solvente prótico que acaba estabilizando o nucleófilo por solvatação. 7) Preveja se cada uma das seguintes reações de substituição é uma reação SN1 ou SN2: a) SN1 - b) SN2 8) Dê a(s) configuração(ões) do(s) produto(s) que será(ão) obtido(s) de reações de haletos de alquila secundários com o nucleófilo indicado. 9) Sugira uma estrutura para o produto da substituição nucleofílica obtida na solvólise do brometo de terc-butila em metanol e esboce um mecanismo razoável para a sua formação. 10) Identifique o composto em cada um dos seguintes pares que reage mais rapidamente em uma reação SN1 a) Brometo de isopropila ou brometo de isobutila - Brometo de isopropila. Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 b) Iodeto de ciclopentila ou iodeto de 1-metilciclopentila - iodeto de 1-metilciclopentila c) Brometo de ciclopentila ou 1-bromo-2,2-dimetilpropano - 1-bromo-2,2-dimetilpropano d) Cloreto de terc-butila ou iodeto de terc-butila - Iodeto de terc-butila 11) Escreva uma equação que mostre claramente a estereoquímica do material de partida e o produto para a reação do (S)-1-bromo-2-metilbutano com iodeto de sódio em acetona. Qual é a configuração (R ou S) do produto? O produto é (S) -1-iodo-2-metilbutano. 12) Que produto é obtido quando etilamina reage com excesso de iodeto de metila em uma solução de carbonato de potássio? O produto final é um iodeto quaternário de amônio. Lista 3: Reações de Substituição e Eliminação (SN1, SN2, E1 e E2) 1) Quando o 2-bromo-2-metilpropano é dissolvido em etanol aquoso, a 25 oC, obtém-se uma mistura de (CH3)3COCH2CH3 (30%), (CH3)3COH (60%) e (CH3)2=CH2 (10%). Explique. Etanol e água são bases fracas favorecendo alguns tipos de reações, o 2-bromo-2- metilpropano forma e (CH3)2=CH2 através de E1, quando reage com a água forma (CH3)3COH (60%) através do mecanismo SN2 e também através de SN2 gera (CH3)3COCH2CH3 (30%). 2) Explique os resultados da reação abaixo: A eliminação envolve a perda de I porque o iodo é um melhor grupo de partida que o cloro (I é menos básico que Cl) 3) A velocidade de eliminação do cis-1-bromo-4-(1,1-dimetil-etil)-ciloexano é proporcional à concentração do substrato e da base, mas no isômero trans ela é proporcional apenas a Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 concentração do substrato. Explique. Considerando que é descrito que o isômero cis-1-bromo-4-(1,1-dimetil-etil) -ciloexano ocorre com velocidade proporcional à concentração do substrato E da base podemos dizer que o mecanismo é E2. Sabemos que esse mecanismo é favorecido quando o GS está em anti em relação ao próton que será removido que é como se encontra no isômero cis. Enquanto que no isômero trans isso não está acontecendo dificultando a ocorrência de E2 nesse isômero, então, o trans-1- bromo-4-(1,1-dimetil-etil) –ciclohexano é proporcional apenas a concentração de substrato indicando que seu mecanismo preferencial seria o E1. 4) Que alcenos você esperaria serem obtidos a partir da desidratação catalisada por álcool do 1-hexanol? 1-Hexeno e 2-hexeno 5) 5. Quando o 2-bromo-2,3-dimetilbutano reage com uma base sob condições E2, dois alcenos (2,3-dimetil-1- buteno e 2,3-dimetil-2-buteno) são formados: a) Qual das bases mostradas a seguir levaria a obtenção do 1-alceno em maior porcentagem? CH3CH2C (CH2CH3)2O- b)Qual formaria o 2-alceno em maior rendimento? CH3CH2O- 6) O (S)-2-Butanol lentamente racemiza na presença de ácido sulfúrico diluído. Explique. É que a reação do (S) -2-Butanol com o ácido sulfúrico é do tipo SN1 que gera um intermediário carbocátion de geometria plana fazendo com que possa sofrer ataque do Nu por qualquer um dos dois lados podendo gerar produtos R e S. 7) Diga se cada uma das seguintes reações é SN1, SN2, E1 ou E2, e preveja o produto de cada reação: Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 8) Preveja o alceno produzido com maior rendimento pela seguinte reação E1: Lista 4: Exercícios adição eletrofílica 1) Escreva os mecanismos para as seguintes reações de adição, indique o produto majoritário 2) Explique as seguintes observações experimentais através do mecanismo Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 a) A reação tem como intermediário um carbocátion, que está sujeito ao ataque por um nucleófilo de ambos os lados. Podemos entender este resultado através do um mecanismo de Rearranjo do Carbocátion. b) 3) Escreva o mecanismo que explica a seguinte reação 4) Escreva o mecanismo que mostre como o 2,3-dimetil-2-butanol é formado na hidrataçãocatalisada por ácido do 3,3-dimetil-1-buteno. 5) A seguinte ordem de reatividade é observada quando os seguintes alcenos são sujeitos a hidratação catalisada por ácido: (CH3)2C=CH2 > CH3CH=CH2> CH2=CH2. Explique a ordem de reatividade. A ordem se deve à estabilidade dos carbocátion formados a partir de cada um dos alcenos, o (CH3)2C=CH2 consegue formar carbocátion terciário, o CH3CH=CH2 consegue formar carbocátion secundário e o CH2=CH2 carbocátion primário, sendo o menos estável entre os três. Mais de um carbocátion pode ser formado durante o decorrer da reação, o produto formado majoritário será derivado do carbocátion mais estável. 6) Escreva o mecanismo da seguinte reação Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 7) Escreva as estruturas dos alcenos apropriados e os reagentes necessários para sintetizar cada um dos álcoois a seguir por oximercuração-demercuração. Se houver mais de uma alternativa de substrato, indique aquele que levaria a um maior rendimento do álcool mostrado: Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 8) Especifique o alceno necessário para a síntese dos seguintes alquilboranos por hidroboração: 9) Mostre a estereoquímica envolvida na hidroboração do 1-metilciclohexeno Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 10) Especifique os alcenos apropriados e reagentes para a síntese e cada um dos seguintes álcoois por hidroboração-oxidação Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 11) Escreva um mecanismo que explique a seguinte reação 12) Qual produto majoritário da seguinte reação? Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 13) Escreva as estruturas para os produtos majoritários nas seguintes reações. Mostre os estereoisômeros quando aplicável: Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 14) Começando com o 2-metilpropeno e usando quaisquer outros reagentes necessários, mostre como os seguintes produtos podem ser sintetizados. Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 15) Escreva um mecanismo que explique a seguinte transformação 17) Quais alcenos teriam que ser tratados com um peroxiácido para formar os epóxidos a seguir Curso de Farmácia - Química Orgânica II Aluna: Aline de Mello Gonçalves Avaliação 1 a) Ciclohexeno - b) H2C=CHCH2CH3 18) Quantos diferentes alcenos podem ser hidrogenados para formar: a) BUTANO - Para Butano são 2 alcenos (1-buteno e 2-buteno) b) 3-METILPENTANO - Para 3-metilpentano são 3 alcenos (3-metil-2-penteno,3-metil-1- penteno e 3-penteno)
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