ALCANOS: NOMENCLATURA, ANLISE CONFORMACIONAL E UMA INTRODUO
SNTESEINTRODUO As fontes dos alcanos: Petrleo Fraes tpicas obtidas
pela destilao do petrleoN C por molcula eb da frao (C) Abaixo de 20
20 60 60 100 40 200 175 325 250 400 Lq no volteis Sl. no volteis C1
C4 C5 C6 C6 C7 C5 C10 C12 C18 C12 e mais C20 e mais C20 e mais Gs
natural, gs engarrafado, indstria petroqumica ter de petrleo,
solventes Ligrona, solventes Gasolina (gasolina destilada)
Querosene e combustvel de motor a jato Gasleo, leo combustvel e leo
diesel leo mineral refinado, leo lubrificante, graxa Cera de
parafinas, asfalto, alcatro Utilizao
Estrutura tridimensional de bolas para alguns alcanos.
Propano
Butano
Pentano
Isobutano
isopentano
neopentano
Constantes fsicas dos ismeros do hexano
FM
Frmula estruturalCH3CH2CH2CH2CH2CH3
PF(C)
PE(C)
D(g/mL) (20C) 0,6594 0,6532 0,6643 0,6616 0,6492
nD (20C)
C6H14 C6H14 C6H14 C6H14 C6H14
- 95 - 153,7 - 118 - 128,8 - 98
68,7 60,3 63,3 58 48,7
1,3748 1,3714 1,3765 1,3750 1,3688
CH3CHCH2CH2CH3 CH3 CH3CH2CHCH2CH3 CH3
CH3CH CHCH3 CH3 CH3CH3 CH3 C CH2CH3 CH3
N de ismeros do alcano
Frmula Molecular N de ismeros Constitucionais C4H10 C5H12 C6H14
C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 C15H32 C20H42 C30H62 C40H82 2 3 5 9 18 35
75 4.347 366.319 4.111.846.763 62.481.801.147.341
Alcanos No-ramificadosNome Metano Etano Propano Butano Pentano
Hexano Heptano Octano Nonano Decano Undecano Dodecano Tridecano
Tetradecano Pentadecano Hexadecano N tomos de C 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16 Nome Heptadecano Octadecano Nonadecano Icosano
Heneicosano Docosano Tricosano Triacontano Hentriacontano
Tetracontano Pentacontano Hexacontano Heptacontano Octacontano
Nonacontano Hectano N tomos de C 17 18 19 20 21 22 23 30 31 40 50
60 70 80 90 100
Nomenclatura dos alcanos com cadeia ramificada 1 Localize a
cadeia de tomos de carbono mais comprida; essa cadeia determina o
nome principal para o alcano 2 O nmero da cadeia mais comprida
comea com o final da cadeia, mais perto do substituinte 3 Use os
nmeros obtidos pela aplicao da regra 2, para designar a localizao
do grupo substituinte 4 Quando dois ou mais substituintes esto
presentes, atribua a cada substituinte um nmero, que corresponde
sua localizao na cadeia mais comprida
5 Quando dois substituintes esto presentes no mesmo tomo de
carbono, use aquele nmero duas vezes. 6 Quando dois ou mais
substituintes so idnticos, isso indicado pelo uso dos prefixos bi-,
tri-, tetra7 Quando duas cadeias de comprimento igual competem pela
seleo como a cadeia principal, escolha a que tiver o maior nmero de
substituintes 8 Quando a ramificao acontece primeiro a uma distncia
igual do final de qualquer dos lados da cadeia mais comprida,
escolha o nome que d o menor nmero, no primeiro ponto da
diferena
Nomenclatura dos grupos alquila ramificados Classificao doa
tomos de hidrognio Nomenclatura de haletos de alquila Nomenclatura
de lcoois Nomenclatura dos cicloalcanos - monocclicos -
bicclicos
Nomenclatura dos alcenos e cicloalcenos 1 determine o nome
principal ao selecionar a cadeia mais comprida que contm uma ligao
dupla e modifique o final do nome do alcano de comprimento igual,
de ano para eno.
2 Numere a cadeia de modo a incluir ambos os tomos de carbono da
ligao dupla e comece a numerao ao final da cadeia mais perto da
ligao dupla. Designe a licalizao da ligao dupla. Designe a
localizao da ligao dupla usando o nmero do primeiro tomo da ligao
dupla como prefixo.
3 Indique a localizao dos grupos substituintes pelos nmeros dos
tomos de carbono aos quais esto ligados.
4 Numere os cicloalcanos substitudos de tal modo que os tomos de
carbono de ligao dupla fiquem nas posies 1 e 2, e que os grupos
substituintes tenham os nmeros menores no primeiro ponto de
diferena. 5 D um nome aos compostos que contm uma ligao dupla e um
grupo de lcool como alcenis (ou cicloalcenis) e d ao carbono ligado
ao grupo lcool o nmero menor. 6 Dois grupos alcenis frequentemente
encontrados so os grupos vinila e alila.
CH2
CH
CH2
CH CH2
vinila
alila
7 Se dois grupos idnticos esto do mesmo lado de uma ligao dupla,
o composto pode ser designado como cis; se eles estiverem de lados
opostos, poder ser designado como trans.
Nomenclatura dos alcinos Propriedades fsicas dos alcanos e
cicloalcanos - Srie homloga - Ponto de ebulio - Ponto de fuso -
Densidade - Solubilidade
Ligaes sigma e rotao de ligaoAnlise conformacional do etano
Frmula alternada
Newman projection formula Sawhorse formula
Frmula eclipsada
Barreira Torsional
Anlise conformacional do butanoCH3 H H
H CH3 H CH3 H H
H H
H3C H
CH3 H H
CH3
H
Conformao antiH3CCH3 H H H H
Conformao eclipsada
Conformao gauche
H H
CH3 CH3 H
H CH3 H H H CH3
H
Conformao anti
Conformao anti
Conformao anti
Estabilidades relativas dos cicloalcanos: Tenso de anelAnlise
por calor de combusto de alcanos base comparativa
Calor de combusto e tenso de anel dos cicloalcanos Calor de
combusto por Tenso de anel grupo CH2 (kJ mol (kJ mol1) 1) 697.0
686.0 664.0 658.7 662.4 663.8 664.6 663.6 659.0 658.6 115 109 27 0
27 42 54 50 6
Cicloalcano (CH2)n Ciclopropano Ciclobutano Ciclopentano
Ciclohexano Cicloeptano Cicloctano Ciclononano Ciclodecano
Ciclopentadecano Alcano no ramificado
n
Calor de Combusto (kJ mol1) 2091 2744 3320 3952 4637 5310 5981
6636 9885
3 4 5 6 7 8 9 10 15
ciclopropanoH C 60o H C H C H H H
H H 1.510 A H 115o H 1.089 A H H
H H CH2 H H
ciclobutanoH H H88o
ciclopentanoH H
H H H
H HH H
H H H
H
H H
Conformao do cicloexano
H H5 6
CH2 CH24
1
H2
H3
H H H H
H H
H
H
H H5 6
H HH H
H H
CH2 1 CH2
4
2 3
H
H
H H
Cicloexanos substitudos: tomos de hidrognio axial e
equatorial
H1
H2
H H 56 3
H
H H H4
Axial bond up Vertex of ring up Vertex of ring up Axial bond
up
H
H H
H
Axial5 4 3 6 2 1
ring flip Axial
4
5 3 2
6 1
Equatorial
Equatorial
H H H H H H
CH3 (axial) H H H H H H
H H H H H
H H H H H CH3 (equitorial)
(1) (less stable) H 5 H H H3
(2) (more stable by 7.5 kJ mol) (a) H H H H H H (b) H H H H H
CH3
CH3 H1
H H H
H
H H
H H H H H H HAlcano em Gauche (3,8 kJ/mol de tenso estrica)
HH H H
C
H H
4
H H H3 5
C1
2
H H H
H H
4
H5
H3
H1
2
H C
H H
H
6
H
6
H
H
H
Metilcicloexano axial (duas interaes gauche) (7,6 kJ/mol de
tenso estrica)
Metilcicloexano equatorial
CH3 H3C CH3 H C H H H H H H H H
ring flip H
H H H
H H H
CH3 C CH3 CH3
H H Equatorial tert-butylcyclohexane
H H H H Axial tert-butylcyclohexane
Cicloalcanos dissubstitudos: Isomerismo cis-trans
H
H
CH3
H
CH3
CH3
H
CH3
Cis-1,2-dimetilciclopentano PE = 99,5 C
trans-1,2-dimetilciclopentano PE = 91,9C
H
H
H
CH3
CH3
CH3
CH3
H
Cis-1,3-dimetilciclopentano
Trans-1,3-dimetilciclopentano
H
H
H
H CH3
CH3 CH3
Cis-1,2-dimetilcicloexano
CH3 Cis-1,3-dimetilcicloexano
CH3CH3 H
H H
H
CH3
Trans-1,2-dimetilcicloexano
CH3 Trans-1,3-dimetilcicloexanoH CH3
H
H
CH3
CH3
CH3
H
Cis-1,4-dimetilcicloexano
Trans-1,4-dimetilcicloexano
Isomerismo cis-trans e estruturas conformacionaisH H 3C H CH3 H
H Diaxial CH3 ring flip H 3C H Diequatorial CH3 H CH3 H CH3 H3 C
H
H Upper bond H 3C Lower bond Upper bond CH3 Lower bond
Upper bond H 3C H
CH3 Upper bond H
H
Trans-1,4-dimetilcicloexano
Cis-1,4-dimetilcicloexano
CH3 H3C C H3C H H CH3 (a)
Alcanos bicclicos e policclicos
H H
H
Cis-decalina
H trans-decalina
H H H H HH H H H H H H
H H HH
Adamantano
Diamante
orBiciclo[1,1,0]butano Cubano
Prismano Dodecaedrano
Feromnios: Comunicao atravs de substncias qumicasUndecano
(feromnio de agregao da barata)
CH3(CH2)9CH3
(CH3)2CH(CH2)14CH3
2-metileptadecano (atrativo sexual da mariposa pintada fmea)
H3C(H2C)7 H
(CH2)12CH3 H
Atrativo sexual da mosca domstica comum
Muscalure alceno de 23 carbonos com dupla ligao cis entre os
tomos 9 e 10
Reaes qumicas dos AlcanosParafinas (do latim: parum affinis,
pouca afinidade)
Sntese dos alcanos e dos cicloalcanosHidrogenao dos alcenos e
alcinos
C C
+
H Pt, Pd, or Ni H solvent, pressure
C C
H H
Alkene
Alkane
C C
+ 2 H2
Pt, Pd, or Ni solvent, pressure
H H
C C
H H
Alkyne Alkane
CH3CH
CH2
+ H
H
Ni C2H5OH (25 oC, 50 atm)
CH3CH
CH2
H H propane propeneCH3 H 3C C CH2 + H H Ni C2H5OH (25 oC, 50
atm) H3C CH3 C CH2
2-Methylpropene
H H Isobutane
+
H2
Ni C2H5OH (25 oC, 50 atm) Cyclohexane
Cyclohexene
O
+ 2 H2
Pd ethyl acetate
O
5-Cyclononynone
Cyclononanone
Reduo dos haletos de alquila
R
X + Zn + HX or* R X Zn, HX (ZnX2)HBr Zn
R H R H
+ ZnX2
2 CH3CH2CHCH3 Br sec-Butyl bromide (2-bromobutane)CH3 2
CH3CHCH2CH2 Br Isopentyl bromide (1-bromo-3-methylbutane)
2 CH3CH2CHCH3 + ZnBr2 H Butane
CH3 HBr Zn 2 CH3CHCH2CH2 H Isopentane (2-methylbutane) +
ZnBr2
Zn
+ R
+
X
R Zn2+ X
HX
R
2+ H + Zn + 2 X
Reducing agentAlquilao dos alcinos terminais
Alkylzinc halide
Alkane
R
C
C H
NaNH2 (NH3)
R
C
C Na+
R' (NaX)
X
R
C
C R'
H
C
C H
NaNH 2 (NH3)
H
C
C Na
+
H 3C (NaX)
X
H
C
C CH3
CH3 CH3CHC CH
NaNH2 (NH3)
CH3 CH3CHC
Na+ CH3Br C CH3CHC C (NaBr) excess H2 Pt CH3
CH3
CH3
CH3CHCH2CH2CH3
Uma introduo sntese orgnicaSntese de medicamentos crixivan
(lista do cap. 2) Sntese de medicamentos B12 (11 anos 90 etapas 100
pessoas)
Anlise retrossinttica Planejando uma sntese orgnicaMolcula alvo
primeiro precursor segundo precursor matria prima Anlise
retrossinttica
C
C
CH2CH3
C
C
C
C
H
Sntese
C
C
H
NaNH2 (NH3)
C
C Na
+
BrCH2CH3 (NaBr) C C CH2CH3
