Vítor Diniz Revisão de orgânica Curso conceito A

Vítor Diniz

Revisão de orgânica

Curso conceito A

Hidrocarbonetos: subdivisão e nomenclatura

Subdivisões dos hidrocarbonetos

Para facilitar o estudo e a nomenclatura dos hidrocarbonetos, eles são divididos em

subgrupos ou classes, conforme tabela a seguir:

Subgrupo característica exemplo Fórmula geral

Alcanos ou parafinas

Cadeia AbertaLigações simples

H3C—CH2—CH2—CH3 (C4H10)

CnH2n+2

Alcenos, alquenos ou olefinas

Cadeia Aberta1 ligação dupla

H3C—CH=CH—CH3

(C4H8)

CnH2n

Alcinos ou alquinos

Cadeia aberta1 ligação tripla

H3C—CC—CH3

(C4H6)

CnH2n-2

Alcadienos ou dienos

Cadeia aberta2 ligações duplas

H2C=CH—CH=CH2

(C4H6)

CnH2n-2

CiclanosCadeia fechada

Ligações simples (C4H8) CnH2n

CiclenosCadeia fechada1 ligação dupla

(C4H6)CnH2n-2

AromáticosContém anel

aromático (C6H6) ------

Tabela 1: Hidrocarbonetos e seus subgrupos.

CH3

Os hidrocarbonetos aromáticos costumam ser subdividos em:

• Mononucleares: apresentam apenas um anel benzênico

• Polinucleares: apresentam dois ou mais anéis benzênicos. Polinucleares isolados

Polinucleares condensados

Nomenclatura de Hidrocarbonetos de cadeia não-

ramificada

Os químicos elaboraram um método lógico para dar nome aos compostos orgânicos, pois é impossível decorar tantos nomes

diferentes.A nomenclatura de compostos orgânicos segue as regras elaboradas pela IUPAC (União Internacional de Química Pura e

Aplicada). Segundo essas regras, o nome de um composto orgânico é formado unindo

três fragmentos:PREFIXO + INFIXO + SUFIXO

PREFIXOIndica o número de átomos de carbono

presentes na molécula, conforme tabela 2.

Prefixo No. de carbonos

met 1

et 2

prop 3

but 4

pent 5

hex 6

hept 7

oct 8

non 9

dec 10

Tabela 2: Nomenclatura de prefixos

INFIXOIndica o tipo de ligação entre os átomos de

carbono, conforme tabela 3

Infixo Tipo de ligação

an Ligação simples

en Ligação dupla

in Ligação tripla

dien 2 ligações duplas

Tabela 3: Nomenclatura de infixos

SUFIXOIndica o grupo de substâncias orgânicas ou função orgânica a que o composto pertence.

Sufixo Indica que o composto é um

o Hidrocarboneto

ol Álcool

al Aldeído

ona Cetona

oico Ácido carboxílico

Tabela 4: Nomenclatura para sufixos

HIDROCARBONETOS de cadeia aberta, acíclica ou alifática

Compostos orgânicos formados apenas por átomos de carbono e hidrogênio

H3C—CH3etano

hidrocarboneto

Ligação simples

2 carbonos

H2C = CH2 etenohidrocarboneto

Ligação dupla

2 carbonos

H3C —CH2 — CH3 propanohidrocarboneto

Ligação simples

3 carbonos

H2C CH2 etinohidrocarboneto

Ligação tripla

2 carbonos

H3C—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—

CH3

Ou

H3C —(CH2)9 — CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —

CH3

butano

pentano

hexano

heptano

octano

nonano

decano

É necessário indicar no nome a localização da insaturação (ligação dupla ou tripla)

quando houver mais de uma posição possível para ela. Essa indicação é feita numerando-se os carbonos a partir da

extremidade mais próxima da insaturação e escrevendo, antes do infixo en ou in, o

menor dos dois números que recaem sobre os carbonos da insaturação.

H2C=CH—CH2—CH3H3C—CH=CH—CH3

H3C—CH2—CH=CH2

1 2 3 4 1 2 3 4

4 3 2 1But-1-eno

But-1-eno

But-2-eno

Moléculas iguais, montadas de formas diferentes

H2C=CH—CH2—CH3 H3C—CH2—CH=CH2

1 2 3 4

But-1-eno

(CORRETO)

Para o but-1-eno, o nome but-3-eno é considerado INCORRETO, pois, de acordo com a regra, a

numeração teria começado pela extremidade errada.

But-3-eno (INCORRETO)

1 2 3 4

Para alguns casos, como o do propeno, eteno, etino e propino, não é necessário colocar o número para

localizar a insaturação, porque só há uma possiblidade de localização da insaturação.

H2C = CH2 H2C CH2

H2C=CH—CH3

H3C—CH=CH2

HCC—CH3

H3C —CCH

1 2 3

3 2 1

Prop-1-ino

Prop-1-ino

PROPINO

1 2 3

3 2 1

Prop-1-enoProp-1-eno

PROPENO

ETENO ETINO

HCC—CH2—CH3 But-1-ino

H3C—CC—CH3But-2-ino

H2C=C=CH—CH3 Buta-1,2-dieno

H2C=CH—CH2—CH2—CH=CH2 Hexa-1,5-dieno

Nos alcadienos ou dienos, acrescenta-se a letra “a” entre o prefixo e o número para

melhorar a fonética da palavra.

HIDROCARBONETOS de cadeia fechada ou cíclica

Ciclo-butano Ciclo-pentano

Ciclo-penteno

Moléculas iguais escrita de modos diferentes.

Em casos como os seguintes, é necessário localizar as duplas ligações. A numeração

deve ser feita de modo que as insaturações sejam representadas com os menores

números possíveis.

1

2

34

5

6

Ciclo-hexa-1,3-dieno

1

2

3

45

6

7

8

Ciclo-octa-1,4-dieno

Uma visão geral das reações orgânicas

Tópicos

1. Rupturas de ligações

2. Classificação dos reagentes

3. Mecanismos de reações orgânicas

4. Classificação das reações orgânicas

5. Diagrama de energia e estado de transição

6. Reações de oxi-redução de orgânicos

1.1. Ruptura Homolítica : A ruptura da ligação é simétrica, de modo que cada átomo fique com seu elétron original da ligação

1.2. Ruptura Heterolítica: A ruptura é feita de modo assimétrico, de modo que o par eletrônico fique apenas com um dos átomos da ligação

+

H

H

H

C H

carbânionsH

C

H

H H

1. Rupturas de ligações

H

C

H

H H

Radical livreH

+C

H

H H

2. Classificação dos reagentes

2.1. Reagente Eletrófilo (E) = espécie que possui afinidade por elétrons (Teoria de Lewis = ácido de Lewis).

2.2. Reagente Nucleófilo (:N) = espécie que possui par de elétrons disponíveis para efetuar uma ligação (Teoria de Lewis = base de Lewis).

H Mg2

Li BF3AlCl3

NH3

TsO

Br

Cl

MsO(C6H5)3P:

OH...

3. Mecanismos de reações orgânicas

É a descrição das várias etapas pelas quais uma reação passa, como a ruptura das ligações, os ataques eletrofílicos e nucleofílicos ao reagente orgânico, a formação de novas ligações e de compostos intermediários

3.1. Mecanismo via radicais

Características dos radicais

• São eletronicamente neutros

• Muito reativos

• As reações radicalares não são muito comuns quando comparado a reações polares

• Ocorrem em moléculas apolares ou com baixa diferença de eletronegatividade

C H

H

H

H Cl Cl+ H Cl+H C Cl

H

Hluz ou calor

Reação

3.1. Mecanismo via radicais

3.2. Mecanismos polares (ou iônicos)

C

Yd

+d

_

Y = O, N, Cl, Br, I

C

Md_d+

Y = Mg ou Li

Ocorre em função da distribuição assimétrica dos elétrons devido a diferença de eletronegatividade entre os átomos

Polaridade de alguns grupos funcionais

C OHd-

d+álcool

C Calqueno

C Xd-d+

haleto de alquila

C NH2d-d+

amina

C O Cdd d

-+ +

éter

C Nd-d+

nitrila

C MgBrd- d+

reagente de Grignard

C Lid-d-

d+

alquil-lítio

C Od-

d+carbonilado

COH

Od-d +

d-ác. carboxilíco

CCl

Od-

d+

d-cloreto de ácido

d-

CH

Od+

aldeído


CH

H

H

C

Br

H

HC C H Br+

HBr

HH

HH

Br

+CH

HH

H

HC C HH

H H

H Br

CC

Maior densidade eletrônica

Caráter: nucleofílico


4. Classificação das reações orgânicas

4.4. Reações de rearranjo

4.3. Reações de eliminação

4.2. Reações de substituição

4.1. Reações de adição

4.1. Reações de adição : Dois reagentes originam um único produto

A + B C

4.1.1. Adição Nucleofílica : Ocorre quando o substrato adiciona na primeira etapa um reagente nucleofílico. Reação comum dos compostos carbonilados.

H+C OH3C

CN

H

H3

CN

HC OC

H

+ CNOC

H3C

H

H

4.1.2. Adição Eletrofílica : Ocorre quando o substrato adiciona na primeira etapa um reagente eletrofílico, reação comum em alcenos e alcinos

++d -d

Cl ClH2

H

C C

H3C

C CH2

Cl

H3C

H

Cl

H3C CH

Cl

Cl

CH2

4.2. Reações de Substituição : o substrato tem um de seus ligantes substituído por outro

A-B + C A-C + B

4.2.1. Substituição Nucleofílica bimolecular ou de 2a ordem (SN2)

H3C CH2 Br NaOH+

H3C CH2 OH

H3C CH2 Br

OH

4.2.2. Substituição Nucleofílica monomolecular ou de 1a ordem (SN1)

H3C CH2 OH

CH3

CH3

H3C C Br

CH3

CH3

OH+H3C C

CH3

CH3

4.2.3. Substituição Eletrofílica : Essa reação, típica dos compostos aromáticos, e em sua primeira etapa um dos grupos do substrato é substituído por um reagente eletrófilico

ClCl

ClAl

Cl Cl+ ClCl

ClAl

Cl

+ Cl

Cl

Cl

H

+

H

Cl

4.2.4. Substituição por radical livre - o substrato sofre na primeira etapa um ataque por radical livre, reação típica de alcanos

H C C C H

H

HH

HH

H

+ Br H C C C Br

H

HH

HH

H

Br Br Br BrLuz ou calor

4.3. Reações de Eliminação : O substrato tem dois de seus ligantes retirados, formando uma insaturação

B-A-A-C A=A + B + C

C CHCH2

H H

CH3 catalisador específíco C C

H

H CH3

CH3

4.4. Reações de Rearranjo : O substrato passa por uma reorganização de suas ligações e átomos e forma um produto isomêro

5. Diagrama de energia e Estado de Transição

C CH

H

H

HC C

H

H

H

H

HH Br BrC C

H

H

H

H

BrH

E n

e r

g i a

Evolução da reação

Segundo estado de transição

ÁLCOOL

PRIMÁRIO

OXIDAÇÃO REDUÇÃO

ALDEÍDO


ÁCIDO CARBOXÍLICO

6. Oxi-redução de compostos orgânicos

ÁLCOOL

SECUNDÁRIO


CETONA

Referências Bibliográficas

McMurry, J. Química orgânica, 4ª ed. Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1996.

McMurry, J. Organic chemistry, 3ª ed. Books/ Cole Publishing Company, 1992

Solomons, T.W.G. Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., 1996.

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