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