Química Orgânica
Aula 1
Prof. Jacques Fernandes Dias
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ALCANOS
- Normalmente inertes (baixa reatividade, acidez ou basicidade)
- Obtidos industrialmente a partir do petróleo
- Principal reação:
HALOGENAÇÃO – via radical livre
1
HALOGENAÇÃO DE ALCANOS – via radical livre
HALOGENAÇÃO DE ALCANOS – via radical livre
2
HALOGENAÇÃO DE ALCANOS – via radical livre
Não é questão de rearranjo, o que foi evidenciado pela ausencia de trocas
nos compostos deuterados.
ISOMERIA
compostos diferentes com mesma fórmula molecular
Ex. Composto com fórmula molecular: C2H6O
Álcool Etílico
C2H6O
Ponto de Ebulição, °Ca
Ponto de Fusão, °C
Reação com sódio metálico
78.5
–117.3
H
Desloca o hidrogênio
Éter Dimetílico
C2H6O
H
H
C
C
H
H
–24.9
O
H
–138
H
H
C
H
H
O
C
H
H
Sem reação
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ISOMERIA
Isômeros
(compostos diferentes com mesma fórmula molecular)
Isômeros Constitucionais
Estereoisômeros
(diferem na conectividade)
cadeia, posição, função
(mesma conectividade, mas com um arranjo espacial
diferente)
Enantiomeros
Diastereoisomeros
(Estereoisômeros que são imagens não
sobreponíveis da outra - espelho)
(Estereoisômeros que não sãot
a imagem espelhar da outra)
H
Me
Me
H
Me
Me
Me
H
H
Me
H
H
QUIRALIDADE
Molécula que NÃO é idêntica a sua imagem espelhar.
Enanciomêros são sempre quirais.
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QUIRALIDADE
Estereocentro = átomo que está ligado a grupos em que, caso haja
uma permuta de posição, gerariam estereoisômeros.
Se a molécula possui somente 1 estereocentro (carbonoassimétrico)
pode verificar que será quiral.
Se houver plano de simetria a molécula é aquiral.
ISOMERIA – Configuração R e S
COOH
Bonds out of page
COOH Bonds into page
H C OH
H
=
=
H C
CH3
HO
(R)-Lactic acid
CH3
COOH
OH
CH3
Fischer projection
5
ISOMERIA – Atividade Ótica
Levógira vs.
destrógira
Mistura Racêmica é
oticamente inativa
por estarem em
proporções iguais.
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Perito Federal 2002
QUestão 42
Questão 45
ISOMERIA – Cis/Trans Z/E
Cis = Z (Alemão: zusammen, junto)
Trans = E (Alemão: entgegen , oposto)
Cl
Higher priority
C
Higher priority
Br
C
F
Cl > F
H
Br > H
(Z)-2-Bromo-1-chloro-1-fluroethene
H3C
F
Higher priority C
H
Br
(E)-2-Bromo-1-chloro-1-fluroethene
H3C
CH3
C
C
H
H
(Z)-2-Butene
(cis-2-butene)
Cl
C Higher priority
CH3 > H
H
C
C
H
CH3
(E)-2-Butene
(trans-2-butene)
7
Perito Federal 2002 - 46
Perito Federal 2002 - 45
ISOMERIA – Casos Especiais
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HALETOS DE ALQUILA – Substituição Nucleofílica
δ+
δ−
C > X
Nucleófilo
X = F, Cl, Br e I
substrato
produto
grupo de saída
(nucleófugo)
Substituição Nucleofílica
E mais:
Água,
amônia,
aminas
primárias e
secundárias,
reações de
Fiedel-Crafts
R
R
Br
I−
R
−
−
I (+ Cl or Br )
Cl
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Substituição Nucleofílica – SN2
Substituição Nucleofílica – SN2
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Substituição Nucleofílica – SN1
Substituição Nucleofílica – SN1
11
Substituição Nucleofílica – SN1
É possível haver pequena tendência para a inversão (60-40%) devido
a ser o lado probabilisticamente mais desimpedido.
Substituição Nucleofílica – Solvólise
Solventes Próticos e Apróticos
Nome
Estrutura
Constante Dielétrica
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Solventes Próticos e Apróticos
• Em solventes próticos átomos nucleofílicos maiores são
favorecidos. Os menores são muito solvatados.
• Nos solventes apróticos a ordem se inverte pela inabilidade
destes em dissolver anions.
• A taxa de reação aumenta via SN2 em solventes apróticos.
• A taxa de reação aumenta via SN1 em solventes próticos.
Grupos de Saída
Sufonato
Sulfato
Tosilato
Triflato
Substituição Nucleofílica – Nucleofilicidade
• Tende a acompanhar a basicidade quando se compara grupos
com mesmo átomo nucleofílicos
• Ao se comparar átomos diferentes, aumenta com o período
devido a maior polarizibilidade
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Substituição Nucleofílica – Resumo
Fator
S N1
S N2
Substrato
3° (requer a formação de
carbocátions relativamente
estáveis - REARRANJOS)
Metil > 1° > 2° (requer
ausência de impedimento
estérico)
Nucleófilo
Bases de Lewis fracas,
moléculas neutras, nucleófilo
pode ser o solvente (solvólise)
Base de Lewis fortes, taxa
favorecida pela concentração
do nucleófilo
Polar prótico (álcoois, água)
Polar aprótico (DMF, DMSO)
Solvente
Grupo de Saída
I > Br > Cl > F para ambos SN1 e SN2
(quanto mais fraca a base depois de sair, melhor será o grupo de
saída)
HALETOS DE ALQUILA – Eliminação
(Desidrohalogenação)
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Eliminação – E2
Eliminação – E1
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Substituição nucleofílica vs. Eliminação
CH3X
Metil
RCH2X
1°
RR’CHX
2°
RR’R”CX
3°
Reações
somente
Bimoleculares
Principalmente
SN2 exceto com
bases fortes e
Reações impedidas
[ (CH3)3CO–]
SN2
havendo então
principalmente
E2
Tipo de
Haleto
SN1
Não ocorre SN2.
Solvólise via
SN1/E1, e a
baixas
temperaturas
SN1 é favorecida.
Quando uma
base forte é usada
(RO–) E2
predomina
Principalmente
SN2 com bases
fracas ( I–, CN–,
RCO2–) e
principalmente
E2 com bases
fortes ( RO–)
SN2
Não ocorre
Altamente
favorecido
Secundário
Pode ocorrer
nas condições
de solvólise
em solventes
polares
Favorecida
por bons
nucleófilos
em solventes
polares
apróticos
Terciário
Favorecida
por
nucleofílicos
não básicos
em solventes
polares
Primário
SN1/E1 ou E2
Não ocorre
E1
Não ocorre
Pode ocorrer
nas condições
de solvólise
em solventes
polares
Ocorre nas
condições de
solvólise
E2
Ocorre
quando bases
fortes e
impedidas
são usadas
Favorecida
quando
bases fortes
são usadas
Altamente
favorecida
quando
bases são
usadas
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Reação
Solvente
Nucleófilo/base
Grupo de saída
Substrato estrutura
SN1
Forte efeito;
favorecida po
solventes
polares
Efeito fraco;
favorecida por bons
nucleófilos / bases
fracas
Forte efeito;
favorecida por
bons grupos de
saída
Forte efeito;
favorecida por
substratos 3°, alílicos
e benzílicos
SN2
Forte efeito;
favorecida por
solventes
Polares
apróticos
Forte efeito;
favorecida por bons
nucleófilos / bases
fracas
Forte efeito;
favorecida por
bons grupos de
saída
Forte efeito;
favorecida por
substratos 1°, alílicos
e benzílicos
E1
Efeito muito
forte;
favorecida por
solventes
polares
Efeito fraco;
favorecida por bases
fracas
Forte efeito;
favorecida por
bons grupos de
saída
Forte efeito;
favorecida por
substratos 3°, alílicos
e benzílicos
E2
Forte efeito;
favorecida por
solventes
polares
apróticos
Forte efeito;
favorecida por
nucleófilos fracos/
bases fortes
Forte efeito;
favorecida por
bons grupos de
saída
Forte efeito;
favorecida por
substratos 3°
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