Universidade Estadual Paulista “Júlio Mesquita Filho”
Unidade Experimental – Sorocaba
Engenharia Ambiental
Química Orgânica
Leonardo Fernandes Fraceto
2009
Objetivos
Identificar a partir da nomenclatura de uma
substância orgânica sua estrutura molecular e vice-versa,
bem como conhecer as principais classes, características e
reações envolvidas na obtenção de compostos orgânicos
de interesse ambiental e tecnológico. Ter noções sobre os
principais procedimentos/técnicas que podem ser
utilizadas na análise qualitativa de grupos funcionais de
substâncias orgânicas presentes no ambiente e de
princípios de Química Verde, os quais compreendem o
aprimoramento de processos/procedimentos laboratoriais,
industriais e tecnológicos, visando o desenvolvimento
sustentável.
Critérios de Avaliação
• 2 provas (P1 e P2)
• Trabalhos
• MP= (P1 e P2)/2
• MT= (T1+T2+...+Tn)/n
• Média Final: MF = MP*0.8 + MT*0.2
Referências Bibliográficas
• SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química Orgânica. Rio de Janeiro: LTC
Editora. Vol 1, 7a ed., 2001; Vol 2, 7a ed., 2002.
• McMURRY, J. Química Orgânica. Rio de Janeiro: LTC Editora. Vol 1, 4a ed.,
1996; Vol 2, 4a ed., 1997.
• MORRISON, R.T.; BOYD, R. N. Química Orgânica. Lisboa: Fundação
Calouste Gulbenkian. 13a ed., 1996.
• SILVERSTEIN, R. M. Identificação Espectrométrica de Compostos
Orgânicos. Rio de Janeiro: LTC Editora. 6a ed., 2000.
Conceitos Iniciais
Hibridização
Estrutura Atômica: Orbitais
Schrödinger: o movimento de um elétron em torno de um núcleo pode ser descrito
matematicamente pelo que se conhece como uma equação de onda
Solução de uma equação de onda: função de onda () ou orbital
Expressão matemática cujo quadrado (2) prediz o volume do espaço em
torno do núcleo onde o elétron pode ser encontrado
Representações dos orbitais s, p e d
orbital s orbital p
orbital d
Formas dos orbitais 2p
orbital 2px
orbital 2py
orbital 2pz
3 orbitais 2p
Acidez e Basicidade em
Química Orgânica
Teoria de Ácidos e Bases de
Lewis
Ácidos: Moléculas receptoras de um par de
elétrons
Bases: Moléculas que doam um par de elétrons
Neste processo há a formação de ligações
covalentes.
Exemplos
Carbocátions e Carbânions
Representação de Setas Curvas
As Setas devem começar com uma
ligação covalente ou par de elétrons não
compartilhados e aponta para uma região
com deficiência de elétrons.
Força de Ácidos e Bases
Um composto orgânico será tanto mais
ácido quanto mais deficiente de elétrons ele
estiver.
Também será tanto mais básico, quanto
mais disponível for seu par de elétrons.
Aumento da eletronegatividade
C
N
O
F
Aumento da Acidez
δ-
δ
δ-
δ
H3 C
H
H2 N
H
pK a  48
pK a  38
δ-
δ
δ-
δ
HO
H
F
H
pK a  15,7
pK a  3,2
Eletrófilo e Nucleófilo
• Compostos (ou centros) eletrofílicos são os que
sentem afinidade por elétrons, portanto um
ácido de Lewis.
• Compostos (ou centros) nucleofílicos são os que
sentem afinidade por “núcleos”/ prótons (cargas
positivas), portanto uma base de Lewis. (Nü /
:Nu / Nu:)
Reações de Aminas
Reação ácido-base:
Reações de Aminas
Alquilação:
Reações de Aminas
Acilação:
Hidrocarbonetos
Hidrocarbonetos
(contêm apenas Carbonos e Hidrogênios)
Hidrocarbonetos Alifáticos
(cadeias abertas e cíclicas)
Alcanos
(parafinas)
CH3-CH3
Etano
Alcinos
Alcenos
(acetileno)
(etilenos
ou olefinas)
CH2 = CH2
Eteno
(etileno)
HC  CH
Etino
(acetileno)
Hidrocarbonetos Aromáticos
(contêm o anel benzeno)
Benzeno
e seus
derivados
Hidrocarbonetos
Aromáticos
Polinucleares
Benzeno
Naftaleno
Fontes naturais de hidrocarbonetos
Petróleo (“ouro negro”): principal fonte de hidrocarbonetos
Origem do petróleo: decomposição de matéria orgânica
durante milhões de anos
Resíduos de organismos
mortos se acumularam
nas orlas dos mares e
foram soterrados. Com o
passar do tempo sob
altas
pressões,
temperaturas e ação de
microorganismos formouse o petróleo.
Aliado ao óleo cru ou bruto, existe o gás natural
(formado principalmente por metano).
Petrobrás: empresa de capital misto com a maioria das
ações controlada pelo Estado foi criada em 1953.
2006: 1,9 milhão de
barris de óleo/dia
(auto-suficiência)
2010: produção média
chegará a 2,3 milhão de
barris/dia e consumo
cerca de 2,06 milhão de
barris/dia.
Como separar as subst. de uma solução ?
Hexano – Tebulição = 69 C
Heptano – Tebulição = 98 C
Cada fração é uma
mistura de
hidrocarbonetos
Nafta: destilam entre 90 e
240 °C, utilizadas como
solventes;
Betume: resíduo da
destilação do petróleo,
utilizados em recobrimento
de telhados e ruas (asfalto)
Frações do petróleo
Cracking (quebra) térmico do petróleo
A destilação fracionada não é suficiente para atender a
demanda de combustíveis. Em geral, apenas 15 % do petróleo
é convertido diretamente em gasolina.
A pirólise do petróleo visa a
quebra por aquecimento de
moléculas maiores em moléculas
menores,
componentes
da
gasolina.
Cracking catalítico triplica a quantidade de gasolina
obtida do petróleo
Catalisadores: zeólitas
Aquecimento: + ou – 500 C
Antidetonante =
Evitar a auto-ignição da
gasolina, que pode
diminuir a potência do
motor
emissão
de
fuligem e monóxido de
carbono.
A auto-ignição pode ser evitada pelo uso de gasolina
com alta octanagem.
-HC que apresenta maior
resistência à combustão
por compressão;
- HC explode mais
facilmente quando
comprimida.
Hulha e xisto: também são importantes fontes de obtenção
de hidrocarbonetos, os quais são utilizados nas “indústrias
petroquímicas” em reações para originar centenas de
produtos como polímeros, medicamentos e fertilizantes.
Gás natural: mistura de hidrocarbonetos gasosos de baixa
massa molecular, encontrada em rochas porosas do solo
Gás Natural: alternativa viável e promissora para
ocupar espaço na matriz energética mundial:
a) Matéria prima em geração de energia, produção
de insumos substitutos da petroquímica;
b) Menor impacto ambiental em relação ao petróleo;
Problema: investimento inicial alto, associado à
construção de extensas redes de gasoduto
Até 1998 todo gás
consumido no Brasil
provinha de fontes
brasileiras.
Dados atuais de produção: 17,7 bilhões de
m3 / ano (www.anp.gov.br)
Consumo 2005: 38,8 milhões de m3 / dia
Consumo 2011: 99,2 milhões de m3 / dia
GASODUTO BRASIL-BOLÍVIA
Histórico
Quase 50 anos de discussão;
Argentina se torna auto-suficiente e em 1992 encerra
contrato com a Bolívia;
A Bolívia é dependente da exportação de gás natural e
Brasil aparece como consumidor;
Década de 80, necessidades das regiões Sul e Sudeste,
a disponibilidade é inferior a demanda;
1991 – Carta de Intenções sobre o Processo de
Integração Energética entre Bolívia e Brasil assinada
entre a Petrobrás e Yaciminetos Petrolíferos Fiscales
Bolivianos (YPFB): volume inicial de 8 milhões m3/dia,
atingindo 16 milhões de m3/dia até o oitavo ano,
permanecendo por 20 anos. Prioridade para a compra
pela Petrobrás de até 30 milhões de m3/dia desde que
haja disponibilidade após o consumo doméstico.
1997 – com financiamento equacionado, foram assinados
os contratos de construção e montagem do gasoduto.
Foram construídas 2 companhias (Na Bolívia e Brasil),
ambas com tendo a Petrobrás como sócio (U$ 2 bilhões,
sendo U$ 1,6 bilhões no Brasil e U$ 400 milhões na
Bolívia).
GASODUTO BRASIL-BOLÍVIA
No estado gasoso o transporte do gás natural é feito por
meio de gasodutos.
Santa Cruz
(Bolívia)Corumbá (MS) –
Campo Grande –
Piracicaba
CRISE BRASIL-BOLÍVIA
1 de Maio de 2006 – Presidente Evo Morales
nacionaliza o setor de hidrocarbonetos (gás e
petróleo). Renegocia os contratos com a
Petrobrás,
dobrando
a
taxa
de
comercialização do gás natural. Acordo final
aumento de 15% do gás natural.
Processamento do gás natural
Gás processado: metano e etano
GLP (gás de cozinha): propano e butano
Gasolina natural: semelhante a gasolina obtida de petróleo,
possui cinco ou mais atomos de carbono
Alcanos e Cicloalcanos:
características, propriedades e
reações
Alcanos e seus Isômeros
- São conhecidos também como
Hidrocarbonetos Saturados.
Compostos
que
possuem
orientação tetraédrica dos grupos,
resultante da superposição  de
orbitais sp3 do carbono.
- Alcanos que se encontram
ligados em linha são denominados
Alcanos de cadeia linear ou
alcanos normais (n-alcanos).
Alcanos lineares.
Alcanos
cujas
cadeias
carbônicas formam ramificações
são chamados de alcanos de
cadeia ramificada.
- Existem alcanos contendo grupos
funcionais, como:
• alcoóis (CH3CH2OH),
• haletos de alquila (CH3CH2Cl),
• éteres (CH3CH2OCH2CH3).
Alcanos ramificados.
Nome
Fórmula
Estrutura
Metano
CH4
CH4
Etano
C2 H6
CH3CH3
Propano
C 3H 8
Butano
C4H10
CH3CH2CH3
CH3(CH2)2CH3
Os alcanos
mais
comuns
são:
CH3
Isobutano
C4H10
Pentano
C5H12
CH3CHCH3
CH3(CH2)3CH3
CH3
Isopentano
C5H12
CH3CH2CHCH3
CH3
Neopentano
C5H12
CH3CCH3
CH3
Isômeros
Constitucionais
Nomenclatura IUPAC
(International Union of Pure and Applied Chemistry)
Prefixo-Parte intermediária-Sufixo
Número de atomos de C
Presença ou não
de insaturações
Função Química
Nomenclatura IUPAC para Alcanos
1. Localize a cadeia carbônica mais longa para nomear a substância.
Obs. Se duas cadeias de igual comprimento estão presentes, escolher
aquela com maior número de ramificações.
2. Numere os átomos da cadeia principal, começando pela extremidade mais
próxima ao substituinte.
Obs. Se há ramificações em distâncias iguais de ambas as extremidades,
comece a numeração na extremidade mais próxima a outra ramificação.
3. Identifique e numere os substituintes de acordo com a posição na cadeia
principal.
4. Escreva o nome como uma só palavra.
Use hífens para separar os prefixos diferentes e vírgulas para separar os
números. Se dois ou mais substituintes diferentes estão presentes, citeos em ordem alfabética.
Nomenclatura IUPAC
Nomenclatura de grupos alquila ramificados
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2
propano
grupo propila
CH3CH2CH2CH3
butano
CH3CH
CH3CHCH3
grupo isopropila ou 1metiletila
CH3CH2CH2CH2
CH3
grupo butila
CH3
CH3
isobutano
CH3CH
CH3CH2CH
grupo sec-butila ou 1metilpropila
CH2
CH3
grupo isobutila
CH3 C CH3
CH3
grupo terc-butila ou
1,1-dimetiletila
Nomenclatura IUPAC para Cicloalcanos
Monocíclicos: prefixo ciclo ligado ao nome do alcano
H2C
CH2
CH2
CH2 CH2
=
H2C
CH2
CH2
ciclopropano
ciclopentano
CH3
CH3
H3C
=
CH3
CH
4
5
3
6
2
1
6
5
CH2 CH3
isopropilcicloexano
1-etil-3-metilcicloexano
1
4
CH2 CH3
2
3
CH3
2-etil-1,4-dimetilcicloexano
Propriedades Físicas dos Alcanos e Cicloalcanos
 Os alcanos também podem ser chamados de parafinas.
 São inertes em relação à maioria dos reagentes de laboratório.
 Os alcanos apresentam aumento regular do ponto de ebulição e
do ponto de fusão com o aumento da massa molecular.
Pontos de fusão e ebulição
dos alcanos.
Quanto maior o número de ramificações do alcano, mais baixo será o
ponto de ebulição.
Em relação aos cicloalcanos, os pontos de fusão são afetados de
maneira irregular pelo aumento da massa molecular, enquanto que
os pontos de ebulição mostram o aumento regular com a massa
molecular esperada.
P.E. de alcanos e de
seus isômeros ramificados.
P.E. de alcanos lineares
e de cicloalcanos.
Aplicações de alcanos
Combustão completa e incompleta dos alcanos
(parafinas, baixa reatividade em relação aos outros HC):
Fuligem: potencialmente poluente se a
concentração for maior que 15 mg/m3
Metano: utilizado
como combustível
de indústrias, carros
e aquecimento de
residências.
É responsável por
cerca de 15% do
efeito estufa de
nosso planeta.
Biogás e biomassa: a produção e industrialização de
metano por meio da fermentação de resíduos vegetais
do lixo é uma alternativa interessante!
Reações de Alcanos: via radicais
Introdução: Quebra de ligações
1. Quebra Heterolítica ou Heterólise: a quebra da ligação é
assimétrica, de modo que o par de elétrons fique apenas
com um dos átomos da ligação (formação de íons).
H
H
H
H
C
Br
+
C Br
H
H
H
carbocátion
H
H
C H
H
H
C
+
H
carbânion
H
Quebra de ligações
2. Quebra Homolítica ou Homólise: a quebra da ligação é
simétrica, de modo que cada átomo fique com seu elétron
original da ligação (formação de radicais).
H
H
H
C
H
H
H
C
+
H
H
radicais livres
Clorofluorocarbonetos (CFCs) e
o Destruição da Camada de
Ozônio
Estratosfera:
O2 + h  O • + O •
O • + O2  O3 + calor
O3 + h  O2 + O •
Iniciação da cadeia
CF2Cl2 + h  CF2Cl • + Cl •
Propagação da cadeia
Cl • + O3  ClO • + O2
ClO • + O •  O2 + Cl •
Características dos radicais:
 Ocorrem em moléculas apolares ou com baixa
diferença de eletronegatividade;
 São eletronicamente neutros;
 Muito reativos;
 As reações radicalares não são muito comuns quando
comparado a reações polares.
Exemplo: Fomação de halometanos em ETAs, Cloração
do Metano
CH4 + Cl2  CH3Cl + HCl (+ CH2Cl2, CHCl3 e CCl4)
Mecanismo ocorre em várias etapas:
Etapa 1
Cl
Etapa 2
Cl
calor
ou luz
Cl + Cl
H
Cl + H
H
C H
Cl H +
H
H
Etapa 3
H
H
H C
+ Cl
H
C H
Cl
H C Cl
H
+ Cl
Reação em Cadeia
1. Iniciação da Cadeia (radicais são criados)
calor
Cl2
ou luz
2 Cl
2. Propagação da Cadeia (radical geral radical)
CH4 + Cl
CH3 + Cl2
CH3 + H-Cl
CH3Cl + Cl
3. Finalização da Cadeia
Possíveis
etapas de
finalização
CH3 + Cl
CH3Cl
CH3 + CH3
CH3CH3
Cl + Cl
Cl2
Halogenação de Alcanos Superiores
A cloração da maioria dos alcanos cujas moléculas
contêm mais de dois átomos de carbono resulta em mistura de
produtos monoclorados isoméricos (assim como compostos
altamente clorados).
CH3CH2CH3
Cl2
luz, 25oC
45%
CH3CH2CH2Cl
55%
+ CH3CHCH3
Cl
Alcenos e Alcinos:
características, propriedades e
reações
Alcenos e Alcinos - Propriedades Físicas
Alcenos e alcinos têm propriedades físicas similares aos seus
alcanos correspondentes.
 Alcenos e alcinos contendo até 4 carbonos (exceto 2-butino) são
gases à temperatura ambiente.
Sendo relativamente apolares, alcenos e alcinos se
dissolvem em solventes apolares ou em solventes de
baixa polaridade.
Alcenos e alcinos são apenas ligeiramente solúveis
em água.
As densidades de alcenos e alcinos são menores do
que a água.
Nomenclatura IUPAC para Alcenos e Alcinos
Alcenos e alcinos são nomeados segundo regras semelhantes às dos
alcanos.
1. Determine o nome principal ao selecionar a cadeia mais comprida que
contém a ligação dupla ou tripla, e modifique o final do nome do alcano de
comprimento igual, de –ano para –eno ou –ino, respectivamente.
2. Numere a cadeia de modo a incluir ambos os átomos de carbono da
ligação dupla ou tripla, e comece a numeração a partir da extremidade
mais próxima da insaturação. Designe a localização da ligação dupla ou
tripla usando o número do primeiro átomo da ligação dupla ou tripla como
prefixo.
Obs.: Se a ligação dupla ou tripla é eqüidistante das duas extremidades,
comece pela extremidade mas próxima do primeiro ponto de ramificação.
Nomenclatura IUPAC para Alcenos e Alcinos
3. Indique as localizações dos grupos substituintes pelos números dos
átomos de carbono aos quais estão ligados.
Obs.1: Se houver mais de uma ligação dupla ou tripla, indique a posição
de cada uma e use um dos prefixos –dieno, -trieno, etc ou –diino, -triino,
etc.
Obs.2: Substâncias que contêm ligações duplas e triplas: –enino (e não
ineno)
Inicia-se a numeração da cadeia principal de um enino pela extremidade
mais próxima da primeira ligação múltipla, seja ela dupla ou tripla. Quando
existir mais de uma possibilidade, os carbonos das ligações duplas
recebem números menores do que os carbonos das ligações triplas.
Nomenclatura IUPAC para Alcenos e Alcinos
4. No caso dos cicloalcenos, a numeração é feita de tal modo que os átomos
de carbono da ligação dupla fiquem nas posições 1 e 2, e que os
substituintes recebam os números mais baixos possíveis.
CH3
CH3
5
1
5
CH3
4
2
1
1
4
3
6
3
2
1-metilciclopenteno
2
1,5-dimetilciclopenteno
H3C
5
3
4
CH3
3,5-dimetilcicloexeno
Isomeria Cis-Trans nos Alcenos
A ausência de rotação em torno da ligação dupla tem
conseqüências químicas.
Estereoisômeros: substâncias que diferem no arranjo espacial
de seus átomos.
cis  do latim “sobre este lado”
trans  do latin “através”
H3C
CH3
C
H
H 3C
H
C
C
H
cis-2-buteno
H
C
CH3
trans-2-buteno
Estabilidade Relativa de Alcenos
Isômeros cis e trans de alcenos não têm a mesma estabilidade.
Os alcenos cis são, em geral, menos estáveis do que os
isômeros trans devido à tensão estérica (espacial) entre os dois
grupos substituintes maiores situados no mesmo lado da ligação
dupla.
H
H
H
H
C
C
H
H
H
C
H
H
C
C
H
H
C
H
C
C
H
H
H
H
Estabilidade Relativa de Alcenos
Para medir as estabilidades relativas, podemos comparar os dados dos
calores de hidrogenação para os isômeros:
CH3CH2CH=CH2 + H2
Pt
butano
1-buteno
H3C
CH3CH2CH2CH3
H= -127 kJ/mol
CH3
C
+
C
H
H2
Pt
CH3CH2CH2CH3
H= -120 kJ/mol
H
cis-2-buteno
H 3C
H
C
H
C
+
CH3
trans-2-buteno
H2
Pt
CH3CH2CH2CH3
H= -115 kJ/mol
Aplicações de alcenos e alcinos
Principais produtos industriais derivados do etileno e propileno
H2C
H2C
CH2
CH
- eteno (etileno)
CH3 - propeno (propileno)
Isopor
Fórmica
Poliéster
Discos
PET
Gomas de
mascar
Velcro
Redes
Copos,
cartões etc.
Náilon
(eteno)
Reações de alcenos e alcinos
NUCLEÓFILO X ELETRÓFILO
Nucleófilo: substância “amante de núcleos”, isto é, tem um átomo
rico em elétrons que pode formar uma ligação doando um
par de elétrons a um átomo pobre em elétrons.
Muitos nucleófilos são negativamente carregados.
Eletrófilo: substância “amante de elétrons”, isto é, tem um átomo
pobre em elétrons que pode formar uma ligação aceitando
um par de elétrons de um nucleófilo.
Muitos eletrófilos são positivamente carregados.
nucleófilo X base de Lewis
eletrófilo X ácido de Lewis
1) Reações de Adição Eletrofílica nos Alcenos
Os alcenos se comportam como
nucleófilos (bases de Lewis) nas reações
polares. A ligação dupla C=C é rica em
elétrons e pode ceder um par de elétrons
para um eletrófilo (ácido de Lewis).
H3C
CH3
H
+ H-Br
H3C
H3C
CH3
nucleófilo
H3C
eletrófilo
Br
CH3
CH3
O eletrófilo H+ é atacado pelos
elétrons  da ligação dupla e uma
nova ligação  C-H se forma. Isto
deixa o outro átomo de carbono com
uma carga + e um orbital p vazio.
-
Br doa um par de elétrons ao átomo
de carbono positivamente carregado,
formando uma ligação  C-Br e
gerando um produto de adição neutro.
carbocátion
intermediário
Orientação da Adição Eletrofílica:
Regra de Markovnikov
H3C
CH2
H3C
2-metilpropeno
éter
+ H-Cl
H
Cl
CH3
H3C
CH2 Cl
H3C
CH3
CH3
2-cloro2-metilpropano
1-cloro2-metilpropano
Reação Esteroespecífica: reação em que a formação de
um dos produtos predomina sobre os outros possíveis.
Orientação da Adição Eletrofílica:
Regra de Markovnikov
Regra de Markovnikov: na adição de HX a um alceno, o hidrogênio se
liga ao carbono que possui menos substituintes alquila e o halogênio
se liga ao carbono com mais substituintes alquila.
H3C
CH2
Cl
éter
CH3
H3C
+ H-Cl
CH3
H3C
CH3
CH3
éter
Br
H
+ H-Br
H
H
CH3CH2CH=CHCH3 + HBr
CH3CH3CH3-CHCH3 + CH3CH3CHCH2CH3
Br
Br
Como se formam carbocátions nestas reações, um outro modo de
expressar a regra de Markovnikov é dizer que, na adição de HX a um
alceno, forma-se o carbocátion mais substituído de preferência ao
menos substituído.
carbocátion terc-butila – 3 substituintes
(3ário)
H3C
H
CH2
+ H-Cl
H3C
+
C
Cl
-
CH2
CH3
H3C
CH3
CH3
H3C
Cl
H
H3C
C
+
CH2
Cl-
H3C
CH3
carbocátion isobutila – 2 substituintes
(1ário)
CH
CH3
CH2 Cl
Estrutura e Estabilidade dos Carbocátions
Medidas termodinâmicas mostram que a estabilidade dos
carbocátions cresce com o aumento do número de substituintes:
os carbocátions mais substituídos são mais estáveis do que os
menos substituídos.
R
R
C+
H
>
R
C+
H
>
R
C+
H
>
H
C+
R
R
H
H
3ário
2ário
1ário
metila
Hiperconjugação: interação que resulta da sobreposição de
um orbital p vazio com uma ligação  C-H vizinha. Esta
interação estabiliza o carbocátion diminuindo sua energia.
Quanto maior o no de substituintes alquila, maiores serão
as possibilidades de hiperconjugação e mais estável será o
carbocátion.
+
+
+
Efeito indutivo: os elétrons de um grupo alquila, relativamente
grande e polarizável, podem ser atraídos pela carga positiva
vizinha mais facilmente do que os elétrons de um átomo de H.
Deste modo, quanto maior for o no de substituintes
alquila no C positivo, mais deslocada será a densidade
eletrônica em direção à carga, o que acarreta a maior
estabilização indutiva do cátion.
R
R
>
C+
R
R
3ário
R
>
C+
R
H
2ário
H
>
C+
H
H
1ário
C+
H
H
metila
Deslocamento de hidreto
CH3
H3C
H
C
C
H
C
H
+ H-Cl
H3C
CH3
H
H
3-metil-1-buteno
H
C
H
H
H3C
HC
C
Cl
+
H3C
H
C
C
C
+ H-Cl
H
H3C
CH3
+ HC
H
C
C
H
H
Rearranjo de
Carbocátions
H
2-cloro-2-metilbutano (50%)
deslocamento
de hidreto
carbocátion 3ário
H
H3C +
HC
C
H
C
H3C
ClH
HC
C
H
C
H
H
H
H
Cl-
H3C
H
H
H
CH3
Cl
H
C
Cl
2-cloro-3-metilbutano (50%)
H
HC
C
H3C
carbocátion 2ário
CH3
H
Cl
H3C
H
HC
C
H
C
H3C
H
H
Deslocamento de um grupo alquila
carbocátion 2ário
CH3
H3C
H
C
C
H3C
C
+ H-Cl
H
H3C
CH3
H3C
H
H
ClH
HC
H
C
H3C
H
H
H3C
CH3
C
HC
C
H3C
ClH3C
H
+
C
H3C
H
3,3-dimetil-1-buteno
Rearranjo de
Carbocátions
H
+ HC
H
C
C
carbocátion 3ário
Cl
2-cloro-3,3-dimetilbutano
Cl
H3C
H
HC
C
H
C
H3C
H3C
H
2-cloro-2,3-dimetilbutano
2) Hidratação Eletrofílica de Alcenos
A adição de água à dupla ligação de um alceno, catalisada por
ácido, é um método de preparação de álcoois com baixa massa
molecular, que possui maior utilidade em processos industriais
de grande escala.
 segue a regra de Markovnikov
 pode sofrer rearranjos
H3C
C
H3C
CH2
+ HOH
H3O+
25 oC
CH3
H3C
C
CH3
OH
H
H
C
3) Adição
Eletrofílica de
Halogênios a
Alcenos
H
H
C
C
H3C
CH3
H3C
H
C
H
C
CH3
H
C
H
+ Cl2
H
Br2
H
Br2
CCl4
Br2
CCl4
Br
C
R
C
S
H
C
C
H
H
H
Br
H
Br
H
Br
H
C CH3
H
H
+
R
H
C CH3
R
Br
Br
H
H3C
Br
=
H3C
H
Br
C H
CH3
C
S
Br
Br
Br
H3C
Cl
CCl4
H
H
H3C
Cl
S
Br
C
R
C H
CH3
S
3) Adição Eletrofílica de Halogênios a Alcenos
Explicação: formação do íon bromônio.
+
Br
C
C
+
C
Br - Br
+  -
C
+
Br
C
Br
C
Br
Br-
C
C
+
íon bromônio
Br-
4) Hidrogenação Catalítica de Alcenos
Os alcenos reagem com hidrogênio molecular (H2) na
presença de um catalisador para formar os alcanos saturados
correspondentes.
 Platina e paládio são os dois catalisadores mais comumente
usados;
 Pd é normalmente usado na forma de um pó fino “suportado”
sobre um material inerte como o carvão, para aumentar a área
superficial (Pd / C);
 Pt é geralmente usada como PtO2.
Catalisador
Produto alcano
Hidrogênio adsorvido na
superfície do catalisador
Catalisador
regenerado
Complexo entre o
alceno e o catalisador
Inserção de hidrogênios na
ligação dupla C=C
5) Oxidação de Alcenos
Permanganato de potássio ou tetróxido de ósmio, por exemplo,
podem ser utilizados para oxidar os alcenos a 1,2-dióis que são
chamados de glicóis.
frio
H2C
H3C
CH
CH2 + KMnO4
CH2 + KMnO
4
H2C
OH-, H2O
CH2
OH OH
1) OsO4, Piridina
2) Na2SO3, H2O
frio
Hidroxilação syn
Compostos cis
+ KMnO4
H
H
CH CH2
H3C
OH OH
H
H
OH-, H2O
OH HO
6) Polimerização dos Alcenos
6.1) via Radical Polímeros de Crescimento da Cadeia
Polímeros são substâncias constituídas de várias
subunidades que se repetem. As subunidades moleculares
utilizadas para sintetizar os polímeros são chamadas de
monômeros, e as reações através das quais os monômeros são
unidos são chamadas de polimerizações. Muitas polimerizações
são iniciadas por radicais.
unidades
monoméricas
Polimerização
m CH2 = CH2
-CH2CH2-(CH2CH2)n-CH2CH2-
Etileno
Polietileno
(monômero)
(polímero)
Polimerização do Etileno via Radical
1. Iniciação da Cadeia
O
O
peróxido
de diacila
O
O
R
C
R
+ CH2=CH2
C
O
R
2R
C
O
2 CO2 + 2 R
R CH2-CH2
2. Propagação da Cadeia
R CH2-CH2
+ n CH2=CH2
3. Finalização da Cadeia
2 R-CH2CH2)n-CH2CH2
combinação
desproporcionamento
R-CH2CH2)n-CH2CH2
[R-CH2CH2)n-CH2CH2-]2
R-CH2CH2)n-CH=CH2
R-CH2CH2)n-CH2-CH3
+
Outros polímeros de crescimento de cadeia comum
Monômero
CH2=CHCH3
Polímero
-CH2-CH)n-
Nomes
Polipropileno
CH3
CH2=CHCl
-CH2-CH)n-
Policloreto de vinila (PVC)
Cl
CH2=CHCN
-CH2-CH)n-
Poliacrilonitrila (Orlon)
CN
CF2=CF2
-CF2-CF2)n-
Politetrafluoreteno (Teflon)
6.2) Polimerização Catiônica de Alcenos
H2C
CH3
+
CH3
H
H3C
C
CH3
+
H2C
C
CH3
CH3
CH3
H3C
C
H3C
H
C
C
H3C
H
CH3
+
C
etc.
CH3
b
H3C
H3C
H
C
C
H3C
H
CH3
H3C
B-
+
C
H3C
CH2 a
H3C
H
+
CH2 C
CH2
desprotonação a
H3C
H
C
CH2 C
H3C
CH3
n -1
CH2 C
CH2
H3C
CH3
H3C
C
H3C
CH3
CH
C
CH3
desprotonação b
 Poliisobutileno (PIB):
empregado na fabricação de
câmaras de ar
6.3) Polimerização Aniônica de Alcenos
O
-
COCH3
HOH2C
C
C
N
O
COCH3
O
O
COCH3
COCH3
HO
-
H2C
HOH2C
C
C
H2C
-
C
N
2-ciano-propenoato
de metila
COCH3
C
C
C
CN
COCH3
CH2
-
C
etc.
CN
 a-ciano-acrilato, Supercola.
O
HOH2C
C
N
HOH2C
C
N
C
O
OCH3
O
C
-
N
7) Alcinos
Adição de Bromo e Cloro aos Alcinos
C
C
Br
Br2
CCl4
C
C
Br2
CCl4
Br
Br
Br
C
C
Br
Br
H
X
C
C
H
X
Adição de Haletos de Hidrogênio aos Alcinos
HX
C
X
C
C
HX
C
H
HBr
H9C4 C
CH
1-hexino
Br
HBr
H9C4 C
CH2
H9C4
C
CH3
Br
Br
2-bromo-1-hexeno
2,2-dibromoexano
8) Preparação de alcenos via
Reações de Eliminação
Desidrohalogenação de Haletos de Alquila
H
C
H
H
C H
X
H
- HX
H
H
C
base
C
H
H
Desidratação de Álcoois
H
C
H
H
H
C H
OH
H+, calor
H
H
C
- HOH
C
H
H
H
H
Desbromação de vic-Dibrometos
Br
C
H
H
H
C H
Br
Zn, CH3CO2H
- ZnBr2
C
H
C
H
9) Preparação do acetileno
Bibliografia
1. SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química Orgânica. Rio de
Janeiro: LTC Editora. Vol 1, 7.ed., 2001; Vol 2, 7a ed., 2002.
2. VOLLHARDT, K.P.C.; SCHORE, N.E. Química Orgânica: Estrutura e
Função. Porto Alegre: Bookman. 4.ed., 2004.
3. LEMBO, A. Química: Realidade e contexto. São Paulo: Editora Ática.
Vol 3, 2000.
4. BARBOSA, L.C.A. Introdução à Química Orgânica. São Paulo:
Prentice Hall. 2004.
Complementos para esclarecimentos de dúvidas…
Formação de Haloidrina
Se a reação do alceno com halogênio (X2)
for realizada na presença de um outro
nucleófilo, o íon halônio pode ser
interceptado por este outro nucleófilo
para gerar outro produto.
Quando um alceno reage com Br2 em
água, por exemplo, a água compete
como nucleófilo com o íon brometo e
reage com o íon bromônio para formar a
bromoidrina.
Estabilidade relativa de alcenos
Duas explicações: - energia da ligação: ligação entre carbonos sp3-sp2 é
ligeiramente mais forte que entre sp3-sp3;
- efeito hiperconjugação: interação entre orbital vazio da
ligação  de C=C e um orbital ocupado da ligação C-H do
substituinte.