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Estereoquímica de hidrocarbonetos Prof. Milleno D. Mota Email: [email protected] MSN: [email protected]

06 - Estereoquímica de hidrocarbonetos

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Estereoquímica de hidrocarbonetos

Prof. Milleno D. MotaEmail: [email protected]

MSN: [email protected]

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Estereoquímica

Estudo tridimensional das moléculas

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Conformações do Etano

ConformaçõesConfôrmero

Isômero conformacional

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Conformações do Etano

ConformaçõesRepresentações de sawhorse

Ângulo oblíquo Todas as ligações C – H

Projeções de Newman Ligação C – C diretamente na frente e atrás Cabeça-cauda

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Conformações do Etano

ConformaçõesRepresentações de sawhorseProjeções de Newman

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Conformações do Etano

ConformaçõesTensão de torção

99% 1%

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Conformações do Etano

ConformaçõesTensão de torção

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Conformações do Propano

ConformaçõesTensão de torção

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Conformações do Butano

ConformaçõesTensão de torção

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Conformações do Butano

Conformações Tensão de torção

Anti Menor energia 180º

Gauche Energia

intermediária 60º

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Impedimento estérico

Interação de repulsão que acontece quando os átomos são forçados a permanecer juntos além daquilo que seu raio atômico permite

Resultado de se tentar forçar dois átomos a ocupar o mesmo espaço

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Confôrmeros de alcanos

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Confôrmeros de alcanos

Mesmos princípios desenvolvidos para o butano aplicam-se para o pentano, hexano e demais alcanos de cadeia maior

Conformação mais estável para qualquer alcano: C – C em arranjo estrela Substituintes volumosos em arranjo anti um ao outro

Confôrmero mais estável: não necessariamente apenas nessa conformação

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Confôrmeros de alcanos

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Confôrmeros de alcanos

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Estabilidade de cicloalcanos

Teoria de Tensão de Baeyer (1885)Tensão angular

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Estabilidade de cicloalcanos

Dterminação da energia de tensão de um cicloalcanoCalor de combustãoEnergia liberada quando o composto queima

completamente com o oxigênio

CalorOnHnCOOn

CH n 2222 2

3)(

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Estabilidade de cicloalcanos

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Estabilidade de cicloalcanos

Cicloalcanos adotam conformação de energia mínima por 3 razões: Tensão angular

Tensão provocada pela expansão ou compressão dos ângulos de ligação

Tensão de torção Tensão provocada pela interação de ligações sobre átomos

vizinhos Impedimentos estérico

Tensão provocada pelas interações repulsivas quando átomos se aproximam muito um do outro

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Estabilidade de cicloalcanos

Exercício:O cis-1,2-Dimetilciclopropano possui maior

calor de combustão que o trans-1,2-Dimetilciclopropano. Como você pode justificar essa diferença? Qual dos dois compostos é mais estável?

CH3 CH3 CH3 CH3

cis-1,2-Dimetilciclopropano trans-1,2-Dimetilciclopropano

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Conformações de cicloalcanos

Ciclobutano

Energia de tensão = 110,4 kJ mol-1

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Conformações de cicloalcanos

Ciclopentano

Energia de tensão = 26,0 kJ mol-1

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Conformações de cicloalcanos

Ciclohexano

Livre de tensão

Conformação cadeira

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Conformações de cicloalcanos

CiclohexanoLigações axiais e equatoriais

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Conformações de cicloalcanos

ExercícioRepresente duas diferentes conformações

cadeira de trans-1,4-Dimetilciclo-hexano e classifique todas as posições como axial ou equatorial

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Conformações de cicloalcanos

Mobilidade conformacional do ciclohexano

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Conformações de cicloalcanos

Ciclohexanos monossubstituídos

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Conformações de cicloalcanos

Ciclohexanos dissubstituídos

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Conformações de cicloalcanos

Ciclohexanos dissubstituídos

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Conformações de cicloalcanos

Ciclohexanos Barco

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Conformações de cicloalcanos

Ciclohexanos Barco

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C C

CH3

H

CH3

H

C C

CH3

CH3

H

H

Isomeria Cis-Trans em Alcenos

cis-2-Butenotrans-2-Buteno

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Isomeria Cis-Trans em Alcenos

C C

A

D

D

B

C C

B

D

D

A

C C

A

E

D

B

C C

B

E

D

A

=

≠ Isômeros cis-trans

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Regras de sequência: a designação E,Z

C C

Baixa

Baixa

Alta

Alta

C C

Alta

Baixa

Alta

Baixa

Ligação dupla E

(grupos de alta prioridade estão de lados opostos, entgegen = oposto)

Ligação dupla Z

(grupos de alta prioridade estão do mesmo lado, zusammen = junto)

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Regras de sequência: a designação E,Z Regras de Cahn-Ingold-Prelog

1. Considere separadamente cada um dos carbonos da ligação dupla, olhe para os dois átomos diretamente ligados a eles e atribua prioridades de acordo com o número atômico

Br > Cl > O > N > C > H35 > 17 > 8 > 7 > 6 > 1

C C

H

CH3

Cl

CH3

C C

H

Cl

CH3

CH3

Alta

Baixa

Baixa

Alta

Baixa

Alta

Baixa

Alta

(E)-2-Cloro-2-buteno (Z)-2-Cloro-2-buteno

Page 36: 06 - Estereoquímica de hidrocarbonetos

Regras de sequência: a designação E,Z Regras de Cahn-Ingold-Prelog

2. Se não for possível resolver a geometria usando o átomo imediatamente ligado aos carbonos da ligação dupla, use sucessivamente os grupos de átomos mais afastados até encontrar a primeira diferença

Mais alta Mais baixa

-CH2CH3 -CH3

-OCH3 -OH

-CH(CH3)2 -CH2CH3

-CH2Cl -CH2NH2

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Regras de sequência: a designação E,Z Regras de Cahn-Ingold-Prelog

3. Os átomos com ligações múltiplas são equivalentes ao mesmo número de átomos com ligações simples

–CH=O é equivalente a –CHO2

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Regras de sequência: a designação E,Z Regras de Cahn-Ingold-Prelog

Levando em consideração as regras de sequência, analise cada um dos exemplos abaixo e veja se os nomes estão atribuídos corretamente

C C

H

CH3 CH3

C CH2

H

C C

CH

C H

Br

CH2

H

CH3

CH3

C C

CH3

H CH2OH

C OH

O

(E)-3-Metil-1,3-pentadieno

(E)-1-Bromo-2-isopropil-1,3-

butadieno

Ácido (Z)-2-Hidroximetil-2-

butanóico

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Regras de sequência: a designação E,Z Atribua a configuração E ou Z para a ligação

dupla no seguinte composto:

CH2OH

CH(CH3)2H

CH3

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Estabilidade dos Alcenos

Interconversão cis-trans não ocorre espontaneamente

Pode ser obtido por tratamento com um forte catalisador ácido

C C

H

CH3 H

CH3

C C

CH3

H H

CH3

Trans (76%) Cis (24%)

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C C

H

CH3 H

CH3

C C

CH3

H H

CH3

Estabilidade dos Alcenos

trans-2-Buteno

cis-2-Buteno

Impedimento estérico

∆Hºcombustão = -2685,5 kJ mol-1

∆Hºcombustão = -2682,2 kJ mol-1

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Estabilidade dos Alcenos

Nomeie os alcenos abaixo e diga quais compostos em cada um dos pares seguintes são mais estáveis:

CH2 C

H

CH2 CH3

CH2 C

CH3

CH3a)

ou

C C

H

CH3 CH2

H

CH2

CH3

C C

H

CH3 H

CH2 CH2

CH3b)

ou