Reações orgânicas
Mestranda: Daniele Potulski
Disciplina: Química da Madeira I
Introdução
• Quase todos os compostos orgânicos tem moléculas apolares
ou com baixa polaridade;
• Essa característica é um fator determinante na ocorrência de
reações entre eles;
• As reações que envolvem substâncias moleculares são mais
lentas e difíceis do que as reações iônicas, especialmente em
soluções aquosas;
• No caso de reações moleculares, as ligações covalentes devem
ser rompidas (reagentes) para que os átomos possam se
rearranjar (produtos);
Reações de adição
• São as reações em que duas ou mais moléculas se associam,
originando uma única molécula;
• Esse tipo de reação é característico de compostos insaturados,
com quebra de uma ligação entre átomos de carbono;
ADIÇÃO À DUPLA
• Hidrogenação (adição de hidrogênio)
• Halogenação (adição de halogênios)
• Adição de halogenidretos (HX)
• Hidratação (adição de água)
Reações de adição
ADIÇÃO À TRIPLA LIGAÇÃO
• Hidrogenação (parcial ou total)
• Halogenação (parcia ou total)
• Adição de halogenidretos
• Hidratação
Reações de adição – adição à dupla
HIDROGENAÇÃO – reação de Sabatier-Senderens
• Empregada industrialmente na produção de alcanos;
HALOGENAÇÃO - Cl₂ > Br₂ > I₂
• Produz dialetos vicinais (dois átomos de halogênios em
carbonos vizinhos);
Reações de adição – adição à dupla
ADIÇÃO DE HALOGENIDRETOS (HX) – HI > HBr > HCl
• O hidrogênio do halogenidreto se adiciona ao carbono mais
hidrogenado da dupla ligação (regra de Markovnikov);
HIDRATAÇÃO
• Reação que ocorre na presença de ácidos, originando álcoois.
• Também obedece a regra de Markovnikov;
Reações de adição – adição à tripla
• Os alcinos são mais reativos que os alcenos e fazem as
mesmas reações de adição dos alcenos;
• Pode sofrer uma adição ou duas (rompimento de uma ou duas
ligações da tripla ligação);
HIDROGENAÇÃO
• Pode ser parcial (só uma ligação quebrada) ou total (duas
ligações quebradas);
Reações de adição – adição à tripla
HALOGENAÇÃO
• Parcial ou total;
ADIÇÃO DE HALOGENIDRETOS
• Na segunda parte da reação deve-se obedecer à regra de
Markovniko;
Reações de adição – adição à tripla
HIDRATAÇÃO
• Formação de enol que se tautameriza, estabelecendo um
equilíbrio aldoenóico (caso do etino) ou cetoenóico (demais
alcinos);
• Segue a regra de Markovniko.
Reações de adição – adição aos ciclanos
• Os ciclanos, por serem compostos cíclicos saturados, não
deveriam sofrer reações de adição;
• Mas o que se verifica é que os primeiros compostos da série
de ciclanos podem ser abertos, ocorrendo a reação de adição;
Ressonância
• Constitui um sistema em que as posições dos elétrons
mudam, mas as dos átomos não, tendo como resultado um
híbrido das estruturas originais - híbridos de ressonância;
• Os híbridos podem ser representados por:
Indica que os elétrons
de movimentam no
anel.
• Por causa da ressonância o anel benzênico resulta em uma
estrutura na qual as ligações entre os carbonos não devem ser
nem simples nem duplas, mas intermediárias;
Ressonância
• O benzeno não apresenta ligações duplas, e assim, não pode
sofrer reação de adição como os alcenos;
• O benzeno é bastante estável, dando preferência a reações de
substituição;
Reações de substituição
• São as reações em que ocorre na molécula a troca de um
ligante:
• Esse tipo de reação é característica nos alcanos, ciclanos com
anéis estáveis, aromáticos, entre outros compostos;
• Como ocorre substituição, a cadeia carbônica se mantém, não
havendo nem aumento nem diminuição do número de
carbonos;
Reações de substituição - Alcanos
• Os alcanos são também denominados parafina por serem
pouco reativos;
• Eles são estáveis e só reagem em condições energéticas;
• As reações de substituição que podem ocorrer são:
• Halogenação
• Nitração
• Sulfonação
Reações de substituição - Alcanos
HALOGENAÇÃO
• Ordem de reatividade: F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂
• As reações que envolvem o flúor são muito violentas e as de
iodo praticamente não ocorrem;
Reações de substituição - Alcanos
NITRAÇÃO
• Reação com ácido nítrico (HNO₃  OH-NO₂);
Reações de substituição - Alcanos
SULFONAÇÃO
• Reação com ácido sulfúrico (H₂SO₄  HO-SO₃H);
Reações de substituição - Alcanos
• Em alcanos com três ou mais carbonos, o hidrogênio a ser
substituído é o que se encontra no carbono menos
hidrogenado.
• A ordem de reatividade dos hidrogênios é:
H ligado a C terciário > H ligado a C secundário > H ligado a C primário
Reações de substituição - Ciclanos
• Ocorre reação de substituição de halogenação nos anéis com
cinco ou mais carbonos:
Reações de substituição - Aromáticos
• Devido à estabilidade do anel aromático, as reações mais
fáceis de ocorrer são as de substituição;
• As reações de substituição nos anéis aromáticos podem ser:
•
•
•
•
•
Halogenação
Nitração
Sulfonação
Alquilação
Acilação
Reações de substituição - Aromáticos
HALOGENÇÃO
• Com a presença de catalisadores como FeCl₃, AlCl₃ e Fe;;
NITRAÇÃO
Reações de substituição - Aromáticos
SULFONAÇÃO
ALQUILAÇÃO
• Introdução de radical alquila (formado pela retirada de um
hidrogênio da cadeia de um alcano) no anel aromático;
Reações de substituição - Aromáticos
ACILAÇÃO
• Introdução de radical acila (formado pela retirada do grupo
OH de um ácido carboxílico) no anel aromático;
Reações de substituição do halogênio
nos haletos
• A substituição do halogênio por outro radical negativo ocorre
com facilidade;
• Reação com base forte:
Reações de substituição do halogênio
nos haletos
• Reação com RONa – para obtenção de ésteres
Metilato de sódio
• Reação com compostos de Grignard – para obtenção de
alcanos
Reações de substituição do halogênio
nos haletos
• Reação com cianetos
• Reação com amônia – para obtenção de aminas
Reações de substituição do halogênio
nos haletos
• Reação com sódio – síntese de Wurtz para obtenção de
alcanos com número par de carbonos
Reações de substituição da oxidrila
• Nos álcoois
• Nos fenóis
Reações de substituição da oxidrila
• Nos ácidos (reação de esterificação)
Reações de substituição
hidrogênio da oxidrila
• Reação com metais e ácidos carboxílicos
• Reação com metais e fenóis
• Reação com metais e álcoois
do
Reações de substituição
hidrogênio da oxidrila
• Reação com bases e ácidos carboxílicos
• Reação com bases e fenóis
• Reação com bases e álcoois
do
Reações de substituição
hidrogênio da oxidrila
• Reação com compostos de Grignard e ácidos carboxílicos
• Reação com compostos de Grignard e fenóis
• Reação com compostos de Grignard e álcoois
do
Reações de eliminação
• São reações em que ocorre a saída de ligantes de uma
molécula, não havendo substituição desses ligantes;
• Esse tipo de reação é inversa à de adição;
Reações de eliminação - desidratação
DESIDRATAÇÃO DE ÁLCOOIS
• Ocorre com aquecimento e na presença de um agente
desidratante, como o H₂SO₄ concentrado;
• Houve a eliminação do hidrogênio ligado ao carbono menos
hidrogenado e vizinho do que contém a hidroxila;
• Este tipo de desidratação é denominado intramolecular, pois
houve eliminação de água de dentro de uma molécula,
servindo para a produção de alcenos;
Reações de eliminação – desidratação
DESIDRATAÇÃO DE ÁLCOOIS
• Alterando a temperatura, o produto será outro:
• Neste caso, a desidratação é intermolecular;
• O éter etílico também é chamado de éter sulfúrico porque na
sua produção se usa o ácido sulfúrico como agente
desidratante;
Reações de eliminação - desidratação
DESIDRATAÇÃO DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
• Desidratação de ácidos carboxílicos: ocorre com aquecimento
e na presença de agentes desidratantes, produzindo anidrido
de ácido;
Reações de eliminação - halogênios
DIALETO VICIAL
DIALETO NÃO-VICIAL E NÃO GÊMEO
• Os halogênios estão afastados e o resultado final é um
composto cíclico;
Reações de eliminação - halogenidretos
Reações de redução
• São reações que ocorrem com entrada de hidrogênio na
molécula, com saída ou não de oxigênio
REDUÇÃO DE ALDEÍDOS E CETONAS
• Os aldeídos e as cetonas sofrem redução, originando álcoois
primários e secundários, respectivamente;
• Essa redução pode ser feita com hidrogênio na presença de
Ni ou Pt como catalisador;
Reações de redução
REDUÇÃO DE ALDEÍDOS E CETONAS
Reações de redução
REDUÇÃO DE ALDEÍDOS E CETONAS
• Na presença de amálgama de sódio (Na/Hg) e ácido clorídrico
(HCl), o aldeídos e as cetonas se reduzem a hidrocarbonetos:
Reações de redução
REDUÇÃO DE NITROCOMPOSTOS
• É importante porque permite a obtenção de aminas
aromáticas, como anilina, produtos importante da indústria
de corantes:
Reações de polimerização
• Reações em que duas ou mais moléculas se unem originando
uma molécula múltipla;
• Têm grande aplicação industrial, pois com elas se obtêm
plásticos, fibras têxteis, tintas, etc..
Reações de oxidação
• São reações que ocorrem com a entrada de oxigênio na
molécula ou saída de hidrogênios;
OXIDAÇÃO BRANDA
• É obtida usando-se uma solução uma solução diluída, neutra
ou levemente básica, de KMnO₄ - reativo de Baeyer;
• Nos alcenos: chamada de branda porque só há rompimento
de uma ligação da dupla no alceno:
• O símbolo [O] indica o emprego de um agente oxidante.
Reações de oxidação
OXIDAÇÃO BRANDA
• Nos alcinos: há o rompimento de duas ligações da tripla
ligação;
• Se houver hidrogênios ligados aos dois carbonos da tripla
ligação, o produto será um dialdeído;
Reações de oxidação
OXIDAÇÃO BRANDA
• Nos alcenos: dependendo da posição da ligação dupla o
produto se altera:
•
•
•
Carbono da dupla possui um hidrogênio  ácido
Carbono da dupla possui dois hidrogênios  gás carbônico
Carbono da dupla não possui hidrogênio  cetona
Reações de oxidação
OXIDAÇÃO BRANDA
• Nos alcinos: há quebra das três ligações da tripla ligação;
• Se o carbono da ligação tripla não possuir hidrogênio, ele se
converte em carboxila;
• Se possuir, ele se converte em CO₂;
Reações de oxidação
OZONÓLISE DE ALCENOS
• Reação em que o alceno é submetido à ação do ozônio (O₃).
• As possibilidades são:
•
•
•
Carbono da dupla ligação possui um hidrogênio  aldeído
Carbono da dupla ligação possui dois hidrogênios  metanal
Carbono da dupla não possui hidrogênio  cetona
Reações de oxidação
OXIDAÇÃO DOS ÁLCOOIS
• Ocorre na presença de KMnO₄ ou K₂Cr₂O₇, em qualquer meio,
ou ainda, oxigênio do ar, na presença de cobre e platina
(catalisador):
Reações de oxidação
OXIDAÇÃO DE AROMÁTICOS
• O benzeno, por apresentar grande estabilidade, não sofre
ação por agentes oxidantes como KMnO₄ ou K₂Cr₂O₇;
• Esses agentes oxidantes podem oxidar radicais ligados ao
anel benzênico, sempre com formação de carboxila, ligadas
ao anel para cada radical:
Reações de oxidação
COMBUSTÃO
• Os compostos orgânicos queimam na presença de gás
oxigênio, com aquecimento;
• A combustão é uma combustão extrema e, dependendo da
quantidade de oxigênio, ela pode ser:
•
Completa:
•
Parcial:
Reações de oxidação
OXIDAÇÃO DE ALDEÍDOS
• Os aldeídos são facilmente oxidados a ácidos carboxílicos sob
a ação de oxidantes comuns, ou com oxigênio do ar na
presença de catalisador:
Reações de oxidação
OXIDAÇÃO DE CETONAS
• As cetonas são mais estáveis que os aldeídos e somente se
oxidam na presença de oxidantes energéticos, como HNO₃
(concentrado) ou H₂Cr₂O₇ (concentrado);
• Nessa oxidação ocorre ruptura em ambos os lados da carbonila,
originando uma mistura de ácidos carboxílicos;
Reações de oxidação
Assim, concluí-se que:
• Os aldeídos são mais redutores que as cetonas;
• Os aldeídos como qualquer outro composto orgânico,
também sofrem combustão, ou seja, queimam com produção
de CO₂ e H₂O;
Obrigada pela atenção!!