Reações Químicas Orgânicas I

Professora: Joyce Almeida

REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS

Como tudo começou?

REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS

BERZELIUS

"Somente os seres vivos podem transformar substâncias minerais em orgânicas."

(Teoria da Força Vital)

Jöns Jacob Berzelius (1779-1848)

A Teoria da Força Vital

Significou estagnação no desenvolvimento de novos materiais que hoje chamamos

de compostos orgânicos

REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS

WHÖLLER

Realizou a síntese da uréia (composto orgânico) a partir

do cianato de amônio (composto inorgânico) em

laboratório. (Derrubou a Teoria da Força

Vital)

Friedrich Wöhler (1800-1882)

REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS

NH2

calor

NH4CNO C = O

NH2

Cianato de amônio uréia

(inorgânico ou “mineral”) (orgânico)

REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS

Conseqüências da Síntese de Wöhller

Milhões de compostos podem ser sintetizados em laboratório, pois há

mudança de paradigma.

Surge a Síntese Orgânica

Síntese Orgânica

Graças aos avanços da Síntese Orgânica, hoje, obtêm-se compostos de alta

complexidade.

Qual o limite?

Fórmula estrutural da palitoxina.

REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS- RQO

Entendendo alguns mecanismos de RQO

Chama-se mecanismo de uma RQO a descrição das várias etapas pelas quais

ela passa, como . . .

Mecanismos de RQO

1. A ruptura das ligações.X X X X

2. Os ataques eletrofílicos e nucleofílicos ao reagente orgânico

3. A formação de novas ligações e de compostos intermediários, etc.

Mecanismos de RQO Ruptura das ligações

Homolítica- a ruptura é de modo igual. Ocorrem em moléculas apolares ou com baixa diferença de eletronegatividade entre os átomos.

Br · · Br Br · + · Br

Ruptura Radical livre

Ruptura das ligações

Heterolítica- a ruptura é feita de modo desigual, ficando o par eletrônico com apenas um dos átomos da ligação. Moléculas polarizadas. Forma íons.

H H I I H – C · · H H – C Θ + H+

I I H H Ruptura Carbânion

Cátion

Tipos de Reagentes

X · Radical livre: produto da quebra homolítica.

X+ Agente eletrófilo : produto da quebra heterolítica.

X- Agente Nucleófilo: produto da quebra heterolítica.

Tipos de Reagentes

X+ Agente eletrófilo

São “deficientes de elétrons”; São ácidos de Lewis.

Ex: H+ , Br+, CH3+, BF3, AlCl3, carbo-

cátions, etc.

Dica: sinal positivo ou nenhum par de elétrons sobrando.

Tipos de Reagentes

X- Agente nucleófilo

São “fornecedores de elétrons”; São bases de Lewis.

Ex: OH-, CN-,Cl-, carbo-ânions, etc.

Dica: sinal negativo ou par de elétrons sobrando.

Conceito: Ácido e Base de Bronsted-Lowry

Ácido: toda espécie química capaz de

doar prótons (H+)

Base: capaz de receber prótons (H+) em uma reação

Ácido e Base de Lewis

Ácido de Lewis: toda espécie química

capaz de receber par de elétrons.

Base de Lewis: toda espécie química

capaz ceder par de elétrons

Tipos de Reações Orgânicas

Adição; Substituição; Eliminação; - Oxidação-redução.

Reações de Adição

É quando duas ou mais moléculasreagentes formam uma única como

produto.

ocorrem nos alcenos, nos alcinos, em aldeídos e nas cetonas.

C C HH H H C

H

H C H

HH

H

+

Observação: são 2 moléculas de H2

Tipos de Adição

Hidrogenação: entra H

Halogenação: entra halogênio (7 A)

Adição de haletos de hidrogênio ou halogenidretos: entra H e halogênio (ácidos).

Hidratação: entra H e OH (água).

Hidrogenação catalítica

H2 e presença de catalisadores metálicos (Ni, Pt e Pd).

CC

H

H

H

H

HH C C

H

H

HH

H

H

+Pt

Alceno forma alcano

Hidrogenação Alcinos

(1)Parcial: alcino forma alceno (2)Total: alcino forma alcano

1

2

C C HH H H C C HH+

C C HH H H C

H

H C H

HH

H

+

Observação: são 2 moléculas de H2

Halogenação

presença do CCl4, formando di-haletos de alquil

alcenos

Parcial- alcinos

Total- alcinos

Hidratação presença de catalisadores ácidos (H+),

originando álcoois

CC CH

H

H

H

H OH CC CH

H

H

H

H OH33

+ 33

REGRA DE MARKOVNIKOV, que diz:

“O hidrogênio (H+) é adicionado ao carbono da dupla ligação mais hidrogenado”.

Adição de Haletos de Hidrogênio

Produz: haletos de alquil Alcenos e alcinos com três ou mais

átomos de carbono: produzirá 2 compostos, sendo um deles em maior

proporção (produto principal).

REGRA DE MARKOVNIKOV

Tópico Especial: Hidrogenação

Hidrogenação de óleos: fabricação da margarina

Hidrogenação

As moléculas : função éster.

Especificamente são tri-ésteres de ácidos graxos de cadeia longa e glicerol (triglicerídeos).

Molécula de Triacilglicerol

As insaturações possibilitam que o hidrogênio seja adicionado às ligações duplas C=C, convertendo-as em ligações simples

Hidrogenação de um óleo, produz uma gordura sólida.

A hidrogenação total é evitada, porque o triacilglicerol completamente saturado é muito duro e quebradiço.

As gorduras hidrogenadas rançam muito menos do que as não-hidrogenadas.

A hidrogenação, diminuindo o número de insaturações, retarda o desenvolvimento de ranço.

O rancescimento deve-se à presença de ácidos e aldeídos voláteis, de mau odor, resultante (pelo menos em parte) do ataque do oxigênio às posições duplas, reativas da molécula.

Tópico Especial: Adição Eletrofílica e Nucleofílica

Reação Nucleofílica: ocorre quando o substrato adiciona na primeira etapa um reagente nucleófilo

Reação eletrofílica: ocorre quando o substrato adiciona na primeira etapa um reagente eletrófilo.

Exercícios

a) NH4 + atua como base.b) NH3 atua como base.c) HCl atua como base.d) Cl – atua como ácido.e) NH3 atua como ácido.

No equilíbrio abaixo, podemos afirmar que de acordo com o conceito de ácido e base de Brönsted-Lowry:

Na equação abaixo, o íon bicarbonato (HCO3–)

é classificado como:a) base de Arrhenius.b) base de Brönsted.c) base de Lewis.d) ácido de Brönsted.e) ácido de Lewis

Indique, dentre os reagentes abaixo, onucleofílico:

a) BF3.b) H3O +.c) AlCl3.d) Cl2.e) H2O.

Indique, dentre os reagentes abaixo, oeletrofílico:

a) NH3.b) HCN.c) H3O+.d) ROH.e) H2O.

O produto principal da reação:

a) álcool primário.b) álcool secundário.c) aldeído.d) ácido carboxílico.e) cetona.

Próxima aula:

Reação de Substituição