1.1. REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO –
CARACTERÍSTICA DE COMPOSTOS
SATURADOS ( ALCANOS E HALETOS
ORGÂNICOS)
C
A + B
X
C
B+A
X
1.1.1. SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS ( APOLARES
SOFREM CISÃO HOMOLÍTICA) SUBSTITUIÇÃO
POR RADICAIS LIVRES
H
H3C
C
H
H
H + Cl
Cl
H3
C
H
Cl + HCl
CLORAÇÃO
ClCl + R  H
Cl
HCl + R 
BROMAÇÃO
R  H + Br  Br
HBr + R  Br
NITRAÇÃO
OHNO2 + R  H
R  NO2
+ HOH
SULFONAÇÃO
RH +
HO  SO3H
H2O + R  SO3H
NITRAÇÃO (HNO3 = HO-NO2)
H
NO2
+ HONO2
+ H 2O
ACILAÇÃO
O
H O
C –CH3
C-CH3
Cl
+ HCl
ALQUILAÇÃO
NO2
NO2
AlCl3
+ Cl CH3
H
+ HCl
CH3
1.1. ALCANOS: Por serem apolares sofrem
cisão homolítica e a reação ocorre por meio de
radicais livres.
EXEMPLO:
metano:
Halogenação
-
Cloração
CH4 + 4Cℓ2
CCℓ4 + 4HCℓ
do
1.2.HALETOS ORGÂNICOS – São polares,
sofrem cisão heterolítica.
A molécula orgânica perde o elétron da
ligação com o halogênio, é atacada por
um reagente nucleófilo.
H3C-Cl + HOH
H3C-OH
+ HCl
1.3.FACILIDADE
DE
SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS: H
LIGADO
A
CARBONO
TERCIÁRIO >
H LIGADO A
CARBONO SECUNDÁRIO
> H
LIGADO A CARBONO PRIMÁRIO
H3C-CH2-CH3 + Br2
H3C-CH-CH3 + HBr
Br
> QUANTIDADE
+
H3C-CH2 -CH2 + HBr
Br
< QUANTIDADE
1.4. SUBSTITUIÇÃO NO BENZENO - O
BENZENO, POR POSSUIR LIGAÇÕES PI
DESLOCALIZADAS
É
ATACADO
POR
ELETRÓFILOS.
1.4.1 - HALOGENAÇÃO: REAÇÃO COM CLORO
EM
PRESENÇA
DE
FERRO
COMO
CATALISADOR:
H
Fe
+ Cl-Cl
Cl
+ HCl
1.4.2 - NITRAÇÃO - REAÇÃO COM
ÁCIDO NÍTRICO EM PRESENÇA DE
ÁCIDO
SULFÚRICO
COMO
CATALISADOR.
H
+ HONO2
NO2
+ H 2O
1.4.3 - SULFONAÇÃO - REAÇÃO
COM ÁCIDO SULFÚRICO EM
PRESENÇA DE SO3. H
+ HOHSO3
SO3H
+ H2O
1.4.4 - ACILAÇÃO DE FRIEDEL-CRAFTS –
REAÇÃO COM CLORETO DE ACILA, EM
PRESENÇA DE ALCl3.
O
H O
+
Cl
C-CH3
C-CH3
+ HCl
1.4.6 - A SUBSTITUIÇÃO EM DERIVADOS
DO BENZENO É ORIENTADA PELO
ÁTOMO OU GRUPO DE ÁTOMOS
(DIFERENTE DE H ) QUE ESTÁ LIGADO
AO ANEL AROMÁTICO.
1.4.6.1 - RADICAIS ORTO E PARADIRIGENTES: AMINA, HIDRÓXI, ALCÓXI
(ÉTER),
RADICAIS
ALQUILA
E
HALOGÊNIOS.
SÃO
RADICAIS
DE
PRIMEIRA CLASSE OU ATIVANTES.
O
GRUPO
METIL
(CH3-)
É
SATURADO,
ORIENTA
A
SUBSTITUIÇÃO NO BENZENO PARA
AS POSIÇÕES ORTO E PARA.
CH3
CH3
2
ON
NO2
+ 3HONO2
NO2
+ 3H2O
1.4.6.2- RADICAIS META-DIRIGENTES:
NITRO,
SULFÔNICO,
CARBOXILA,
ALDOXILA, CARBONILA, ÉSTER, ACILA
E CIANO. SÃO RADICAIS DE SEGUNDA
CLASSE OU DESATIVANTES.
SOPIM
SATURADO
INSATURADO
ORTO-PARA
META
NO2
É
INSATURADO,
ORIENTA
SUBSTITUIÇÃO NO BENZENO PARA
POSIÇÃO META
NO2
A
A
NO2
+ 2 ClCH3
H3C
CH3
+ 2HCl
1.4.7
SUBSTITUIÇÃO
HOMÓLOGOS DO BENZENOS
EM
(HOMÓLOGOS: DIFEREM POR UM
OU MAIS GRUPOS CH2)
1.4.7.1-NO ANEL:
NOITE -
NEVE, NUVEM
EXEMPLO – Cl2 + TOLUENO:
CH3
CH3
+ 3Cl2
Cl
Cl
+ 3 HCl
Cl
1.4.7.2
SUBSTITUIÇÃO NA CADEIA
CARBÔNICA:
CALOR,
CLARIDADE,
CADEIA.
EXEMPLO Cl2 + TOLUENO:
CH3
CH2Cl
+ Cl2
+ HCl
2. REAÇÕES DE ADIÇÃO.
A B
C=C
+ AB
C–C
2.1. - ADIÇÃO EM ALCENOS
2.1.1 - HIDROGENAÇÃO - ETENO + H2
( CATALISADORES: PLATINA, PALÁDIO OU
NÍQUEL) H2C = CH2
+ H2
H3C – CH3
2.1.3 - HALOGENAÇÃO - ADIÇÃO DE
F2, Cl2, Br2 E I2 NA PRESENÇA DE LUZ.
PROPENO + Cl2:
λ
H2C=C-CH3 + Cl2
Cl Cl
H2C –CH -CH3
2.1.4 - HALETOS DE HIDROGÊNIO - SEGUE A
REGRA DE MARKOVNIKOV - O HIDROGÊNIO
DO HALETO SE LIGA AO CARBONO MAIS
HIDROGENADO
DA
DUPLA).
EXEMPLO:
PROPENO + HCl:
Cl
H2-C=CH-CH3 + HCl
H3-C-CH-CH3
2.1.5. BROMETO DE HIDROGÊNIO - KHARASCH
- A REAÇÃO EM PRESENÇA DE PERÓXIDOS
INVERTE A REGRA DE MAKOVNIKOV- O
HIDROGÊNIO LIGA-SE AO CARBONO MENOS
HIDROGENADO DA DUPLA. PROPENO + HBr:
H2O2
H2C=CH-CH3 + HBr
Br
H2C-CH2-CH3
Na2O2
2.1.6 - ÁGUA - A ADIÇÃO DE ÁGUA EM ALCENOS
OCORRE EM MEIO ÁCIDO E OBEDECE À
REGRA DE MARKONIKOV. PRODUZ ÁLCOOIS.
EXEMPLO: ETENO + ÁGUA:
MEIO ÁCIDO
H2C=CH2 + HOH
H3C-CH2OH
1. REAÇÕES DE ADIÇÃO EM CICLANOS. OS
CICLANOS COM ATÉ 5 CARBONOS NA
MOLÉCULA PODEM SOFRER REAÇÕES DE
ADIÇÃO.
1.1. TEORIA DAS TENSÕES DE BAYER - Quanto
mais o ângulo entre as ligações no ciclo se afasta de
109°28' mais instável ( e mais fácil de ser rompido) se
torna o ciclano. Isto ocorre na ordem: ciclopropano
(60°), ciclobutano (90°) e ciclopentano (108°).
13.2 EXEMPLOS DE
HALOGENAÇÃO DO:
HIDROGENAÇÃO
3.2.1. CICLOPROPANO
Ni/CALOR
+ H2
H3C-CH2-CH3
Ni/CALOR
+ Cl2
Cl-CH2-CH2-CH2Cl
E
3.2.2. CICLOBUTANO
Ni/CALOR
+ H2
H3C-CH2-CH2-CH3
Ni/CALOR
+ Cl2
Cl-CH2-CH2-CH2-CH2-Cl
1.1.1. CICLOPENTANO
+ H2
H3C-CH2-CH2CH2-CH3
Cl
+ Cl2
1.1.1. CICLO-HEXANO
NÃO REAGE COM H2 – ÂNGULO 109o28’ (TODOS OS
CICLANOS COM MAIS DE 6 CARBONOS)
Cl
+ Cl2
+ HCl
4.1. ELIMINAÇÃO INTRAMOLECULAR
DE HALETOS ORGÂNICOS. PRODUZ
ALCENOS É FEITA COM KOH EM MEIO
ALCOÓLICO. O HIDROGÊNIO MAIS
FACILMENTE ELIMINADO: C TERC
MAIOR C SEC MAIOR C PRIMÁRIO, IRÁ
DETERMINAR O COMPOSTO OBTIDO
EM MAIOR QUANTIDADE.
EXEMPLO : 2-CLOROPROPANO PRODUZ
PROPENO.
Cl
H3C-CH-CH3 + KOH
KCl + HOH
+ H2C=CH2-CH3
4.2. ELIMINAÇÃO INTRAMOLECULAR DE
ÁLCOOIS. PRODUZ ALCENOS. ÁCIDO
SULFÚRICO COMO CATALISADOR E
170OC. EXEMPLO: ETANOL PRODUZ
ETENO
H OH
H2SO4
H2C – CH2
HOH + H2C=CH2
170°C
4.3.ELIMINAÇÃO INTERMOLECULAR DE
ÁLCOOIS. PRODUZ ÉTERES. PRESENÇA
DE ÁCIDO SULFÚRICO E 140O C .
H3C-CH2-OH + H O-CH2-CH3
HOH + H3C-CH2-O-CH2-CH3
4.4.ELIMINAÇÃO INTERMOLECULAR DE ÁCIDOS
CARBOXÍLICOS. PRODUZ ANIDRIDOS. OCORRE NA
PRESENÇA DE AGENTES DESIDRATANTES COMO
ÁCIDO SULFÚRICO, PENTÓXIDO DE DIFÓSFORO OU
ÁCIDO FOSFÓRICO.
O
H3C-C
O
C-CH3
OH HO HOH
O
+
H3C-C - O -
+
O
C-CH3
5. PRINCIPAIS
ESPECÍFICAS. REAÇÕES
ORGÂNICAS
5.1. COMBUSTÃO:
COMBUSTÃO TOTAL CH3-CH2-CH3 + 5O2
3CO2 +4H2O
COMBUSTÃO PARCIAL
CH3-CH2-CH3 + 7/2 O2
3CO + 4 H2O
COM FORMAÇÃO DE FULIGEM
CH3-CH2-CH3 + 2 O2
3C +4 H2O
É A REAÇÃO ENTRE UM ÁCIDO CARBOXÍLICO
E UMA BASE DE ARRHENIUS.
EXEMPLO:
ÁCIDO PALMÍTICO E HIDRÓXIDO DE SÓDIO
PRODUZ PALMITATO DE SÓDIO (SABÃO) E
ÁGUA.
C15H31COOH + NaOH
C15H31COONa +H2O
5.3.ESTERIFICAÇÃO - REAÇÃO DE FISCHER .
ÁCIDO + ÁLCOOL PRODUZ ÉSTER + ÁGUA
(EQUILÍBRIO).
EXEMPLO:
H3C-COOH + HOCH2CH3
HOH +
O
+ H3C-C-O-CH2-CH3
5.6.OXIDAÇÃO E REDUÇÃO.
OXIDAÇÃO AÇÃO DO [O]. REDUÇÃO - AÇÃO DO [H].
5.6.1. OZONÓLISE DE ALCENOS - SE AMBOS
OS CARBONOS DA DUPLA SÃO PRIMÁRIOS
OU SECUNDÁRIOS PRODUZ ALDEÍDOS.
H2C=CH-CH3 + O3 + H2O
H-C=O + O=C-CH3 + H2O2
H
H
6.2.SE AMBOS OS CARBONOS QUE FAZEM
PARTE DA DUPLA SÃO TERCIÁRIOS PRODUZ
CETONAS.
H3C - C = C - CH2 - CH3 + O3 + H2O
CH3 CH3
H3C - C = O
CH3
+
O = C - CH2 - CH3 + H2O2
CH3
6.3.SE UM DOS CARBONOS QUE FAZ PARTE DA
DUPLA
LIGAÇÃO
É
PRIMÁRIO
OU
SECUNDÁRIO E O OUTRO É TERCIÁRIO:
H3C-C = CH-CH3 + O3 + H2O
CH3
H3C-C = O +
CH3
O= CH-CH3 + H2O2
7.OXIDAÇÃO
BRANDA
OCORRE
COM
PERMANGANATO DE POTÁSSIO EM MEIO
BÁSICO. NA OXIDAÇÃO BRANDA, APENAS A
LIGAÇÃO PI É ROMPIDA SENDO SUBSTITUÍDA
POR LIGAÇÕES SIGMAS FEITAS COM GRUPOS
-OH.
7.1. ALCENO PRODUZ DIOL VICINAL.
KMnO4
H2C = CH2 + 2[O]
H2O/OH-
H2C – CH2
OH OH
7.2.ETINO PRODUZ ETANODIAL KMnO4/BÁSICO
H-C = C-H + 4[O]
O=C–C=O +
H
H
+ H2O2
7.3. ALCINO COM TRIPLA ENTRE CARBONOS
SECUNDÁRIOS PRODUZ DICETONA (DIONA).
KMnO4/BÁSICO
H3C-C=C-CH3 + 4[O]
O
O
H3C – C – C - CH3
+ 2 H2O.
7.4. ALCINO COM TRIPLA ENTRE CARBONOS
PRIMÁRIO E SECUNDÁRIO PRODUZ ALDEÍDOCETONA (FUNÇÃO MISTA).
KMnO4/BÁSICO
H3C-C=CH + 4[O]
O H3C-C-C=O + 2H2O
H
Básico
Branda
8. OXIDAÇÃO ENÉRGICA - OCORRE COM
PERMANGANATO DE POTÁSSIO EM MEIO ÁCIDO
HÁ RUPTURA DA CADEIA.
8.1. DUPLA EM CARBONO PRIMÁRIO. PRODUZ
ÁCIDO CARBÔNICO QUE SE DECOMPÕE EM
ÁGUA E GÁS CARBÔNICO.
H-C = C-H + 6 [O]
Enérgica Ácido
2H2CO3
2CO2 + 2H2O
8.2. DUPLA EM CARBONO
PRODUZ ÁCIDO CARBOXÍLICO.
SECUNDÁRIO
KMnO4/H+
H3C-HC=CH-CH3 + 4[O]
2 H3C-COOH
8.3. DUPLA EM CARBONO TERCIÀRIO PRODUZ
CETONA.
KMnO4/H+
H3C – C = C - CH3 + 2[O]
CH3 CH3
2H3C - C = O
CH3
9. OXIDAÇÃO DE ÁLCOOIS. O DICROMATO
DE POTÁSSIO EM MEIO ÁCIDO É MUITO
USADO NA OXIDAÇÃO BRANDA DE ÁLCOOIS.
9.1. METANOL - OXIDAÇÃO PARCIAL
PRODUZ METANAL E ÁCIDO METANÓICO. A
TOTAL PRODUZ GÁS CARBÔNICO E ÁGUA.
H3C-OH + 3[O]
H2O + HC=O +[O]
H
H-COOH
H2O + CO 2
9.2. ÁLCOOL PRIMÁRIO. PARCIAL PRODUZ
ALDEÍDO E TOTAL ÁCIDO CARBOXÍLICO.
K2Cr2O7/H+
H3C-CH2OH + [O]
H2O + H3C-C=O
H
K2Cr2O7/H+
H3C-C=O
H
+ [O]
H3C-COOH
9.3. ÁLCOOL SECUNDÁRIO. A OXIDAÇÃO
TOTAL PRODUZ CETONA.
OH
K2Cr2O7/H+
H3C–C–CH3 + [O]
O
H3C–C–CH3 + H2O
9.4. O ÁLCOOL TERCIÁRIO NÃO OXIDA
OH
H3C–C–CH3 + [O]
CH3
NÃO REAGE
10.REDUÇÃO DE ÁCIDOS, ALDEÍDOS E
CETONAS. OCORRE COM ZINCO EM PRESENÇA
DE ÁCIDO CLORÍDRICO.
10.1. ALDEÍDO: REDUÇÃO TOTAL PRODUZ
ÁLCOOL PRIMÁRIO
H3C-C=O
H
+ 2[H]
H3C-CH2-OH
10.2.
ÁCIDO
CARBOXÍLICO.
REDUÇÃO
PARCIAL PRODUZ ALDEÍDO E TOTAL ÁLCOOL
PRIMÁRIO.
H3C-C=O + 2[H]
OH
H2O + H3C-C=O +2[H]
H
H3C-CH2-OH
ÁLCOOL PRIMÁRIO
ALDEIDO
ÁCIDO CARBOXÍLICO
10.3. CETONA. REDUÇÃO TOTAL PRODUZ
ÁLCOOL SECUNDÁRIO.
O H3C-C-CH3
OH
+ 2[H]
H3C-C-CH3
ÁLCOOL
SECUNDÁRIO
CETONA