Entre vários tipos de reações
podemos destacar as de
SUBSTITUIÇÃO, ADIÇÃO
e
ELIMINAÇÃO CLUZ
Cl ClH
H
+
H
H C Cl ClH
H
+
H
H
É quando um átomo ou grupo de
átomos é substituído por um radical
do outro reagente
C Cl ClH +
H
H
ClCl
CCl4
C
H
CH
H
HC
H
É quando duas ou mais moléculas
reagentes formam
uma única como produto
C H2OH +
H
H
HH
C
H
CH
H
HC
OHH+
É quando de uma molécula são retirados
dois átomos ou dois grupos de átomos
sem que sejam substituídos por outros
Entre os compostos orgânicos que
sofrem reações de substituição
destacam-se os alcanos,
o benzeno e seus derivados,
os haletos de alquila,
álcoois e
ácidos carboxílicos
É quando substituímos um ou mais
átomos de hidrogênio de um alcano
por átomos dos halogênios
CLUZ
Cl ClH
H
+
H
H C Cl ClH
H
+
H
H
Podemos realizar a substituição dos demais
átomos de hidrogênio sucessivamente,
resultando nos compostos
CH4 + 2 Cl2 H2CCl2 + 2 HCl
CH4 + 3 Cl2 HCCl3 + 3 HCl
CH4 + 4 Cl2 CCl4 + 4 HCl
Nos alcanos de cadeias maiores, teremos
vários átomos de hidrogênios possíveis de
serem substituídos
A reatividade depende do carbono onde ele se
encontra; a preferência de substituição segue a
seguinte ordem:
C C C> >terciário secundário primário
CLUZ
Cl––2
CH3 +I
IH
CH3
CH3 C H–– ClCH3 +I
ICl
–
CH3
CH3
produto principal
Cl2
+ HCl3
+AlCl
Cl
Neste caso todos os átomos de hidrogênios
são equivalentes e originará sempre o
mesmo produto em uma mono-
halogenação
HNO3
+4
+
NO
2H SO
2
H O2
Consiste na reação do benzeno com ácido
nítrico (HNO3) na presença do ácido
sulfúrico (H2SO4), que funciona
como catalisador
+4
+
SO H
2H SO
3
H O242
H SO
Consiste na reação do benzeno com
o ácido sulfúrico
concentrado e a quente
Consiste na reação do benzeno com
haletos de alquila na presença de
ácidos de Lewis
CH Cl3
+ HCl3
+AlCl
CH 3
01) No 3 – metil pentano, cuja estrutura está representada a seguir:
O hidrogênio mais facilmente substituívelpor halogênio está situado no carbono denúmero:a) 1.b) 2.c) 3.d) 4.e) 6.
CHCH 3 2
41 32 5
6
CH CH CH
CH 3
2 3
02) Fenol (C6H5OH) é encontrado na urina de pessoas expostas a ambientes poluídos por benzeno (C6H6). Na transformação do benzeno em fenol ocorre
a) substituição no anel aromático.b) quebra na cadeia carbônica.c) rearranjo no anel aromático.d) formação de ciclano.e) polimerização.
+ ...
OH
+ ...BENZENO
FENOL
03) Considere a reação de substituição do butano:
BUTANO X Y+
ORGÂNICO INORGÂNICO
LUZ
O nome do composto X é:
a) cloreto de hidrogênio.b) 1-cloro butano.c) 2-cloro butano.d) 1,1-cloro butano.e) 2,2-dicloro butano.
Cl 2
+CH3 – CH2 – CH2 – CH3
Cl2
+
carbono secundário é maisreativo que carbono primário
LUZCH3 – CH – CH2 – CH3
+HCl
Cl
2 – cloro butano
1 2 3 4
Todas as reações de substituição
observadas com benzeno também
ocorrem com seus derivados, porém
diferem na velocidade de ocorrência e
nos produtos obtidos
A velocidade da reação e o
produto obtido dependem do
radical presente no benzeno que
orientam a entrada dos
substituintes
Assim teremos:ORIENTADORES ORTO – PARA
( ATIVANTES )
– OH
– NH2
– CH3
– Cl – Br – I( desativantes )
ORIENTADORES META ( DESATIVANTES )
– NO2 – SO3H – CN – COOH
Os orientadores META possuem
um átomo com ligação dupla ou
tripla ligado ao benzeno
ORIENTADORORTO – PARA
Cl2
+
HCl
3
+
AlCl
OH3
AlCl
OH
Cl
HCl+
Cl
1
2
3
4
5
6
OH
1
2
3
4
5
6
Cl2
+
NO 2
3AlCl
1
2
3
4
5
6
HCl+
NO 2
o grupo “nitro” é orientador meta
Cl
01) (UNICAP-98) O clorobenzeno, ao reagir por substituição eletrofílica com:
0 0 HNO3, em presença de H2SO4, produz 2-nitroclorobenzeno.
1 1 Cl2, em presença de FeCl3, produz preferencialmente metadiclorobenzeno
2 2 CH3Cl, em presença de AlCl3, produz 4-metilclorobenzeno.
3 3 H2SO4, em presença de SO3, produz 2-hidrogenosulfato de clorobenzeno.
4 4 Br2, produz preferencialmente, em presença de FeCl3 3-bromo, cloro benzeno.
Cl
o “cloro” é orientador orto-para e desativante
1
2
3
45
6
V
F
V
V
F
02) Da nitração [ HNO3 (concentrado) + H2SO4 (concentrado), a 30°C ] de um certo derivado do benzeno equacionada por:
A1
2
3
4
5
6
NO+ 2+
A
NO 2
Fazem-se as seguintes afirmações:
I. O grupo “A” é orto-para-dirigente.
o “nitro” entrou na posição “3”então “A” é
orientador meta
F
V
V
F
II. O grupo “A” é meta-dirigente.
III. Ocorre reação de substituição eletrofílica.
IV. Ocorre reação de adição nucleófila.
V. Ocorre reação de eliminação.F
São corretas as afirmações:
a) II e IV.b) I e III.c) II e V.d) I e IV.e) II e III.
As reações de adição mais
importantes ocorrem nos
alcenos, nos alcinos,
em aldeídos e nas cetonas
Os haletos de hidrogênio
reagem com os alcenos produzindo
haletos de alquil
C – HIH
HCCCl4
H=– ClH +IH
– C ––HI
IH
H
C –I
IH
Cl
Para alcenos
com três ou mais átomos de carbono
a adição do haleto de alquil
produzirá dois compostos,
sendo um deles em maior proporção
(produto principal)
Neste caso, devemos levar em
consideração a
REGRA DE MARKOVNIKOV que
diz:
“O hidrogênio (H ) é adicionado
ao carbono da dupla ligação
mais hidrogenado”
+
C CH3
H
CH3
C
CCl4
HClH +
H
CH
H
H
C
H
Cl
possui 2 átomosde hidrogênio
possui 1 átomode hidrogênio
o produto principal será o 2 – cloro propano
Os alcenos reagem com água em presença de catalisadores ácidos (H ),
originando álcoois
+
C CH3
H
CH3Cácido
H2OH +
H
CH
H
H
C
H
OHpossui
2 átomosde hidrogênio
possui 1 átomode hidrogênio
o produto principal será o2 – propanol
Os halogênios reagem com os alcenos,
na presença do CCl4,
formando di-haletos de alquil.
C CH3
H
CH3CCCl4
Cl – ClH +
H
CH
H
Cl
C
H
Cl
Essa reação ocorre entre
o H2 e o alceno
na presença de catalisadores metálicos
(Ni, Pt e Pd).
C CH3
H
CH3CPt
H – HH +
H
CH
H
H
C
H
H
01) Com respeito à equação:
X + HBr C6H13Br
Pode-se afirmar que X é um:
a) alcano e a reação é de adição.b) alceno e a reação de substituição.c) alceno e a reação é de adição eletrofílica.d) alcano e a reação é de substituição eletrofílica.e) alceno e a reação é de substituição.
Ocorre a adição de 1 mol do haleto de hidrogênio
para, em seguida, ocorrer a adição de
outro mol do haleto de hidrogênio
C – CH3 CH3C H ClH + – C =–H
H
C –
Cl
–
CH3C =–H
H
C –
Cl
H Cl+ – CH3C–H
H
C –
Cl
–
H Cl
A hidratação dos alcinos,
que é catalisada com H2SO4 e
HgSO4, possui uma seqüência
parecida
com a dos alcenos.
C – CH3 CH3C H2OH + C =–H
H
C –
OH
–4
HgSO
42H SO
O enol obtido é instável se transforma em cetona
CH3C–H
H
C –
O
–
H
CH3C =–H
H
C –
OH
Dependendo do enol formado poderemos obter no final um aldeído
C – CH3 CH3C H2OH + C =–H
H
C –
OH
–
CH3C–H
H
C –
O
–
H
4HgSO
42H SO
CH3C =–H
H
C –
OH
O enol obtido é instável se transforma uma cetona
Dependendo do enol formado poderemos obter no final um aldeído
A adição de reagentes de Grignard (RMgX),
seguida de hidrólise,
a aldeídos ou cetonas é um dos melhores
processos para
a preparação de álcoois
O esquema geral do processo é:
metanal + RMgX álcool primárioH2O
aldeído + RMgX álcool secundárioH2O
cetona + RMgX álcool terciárioH2O
C
O
HH
+ H3CMgBr C
O
H
H
MgBr
CH3
C
O
H
H
MgBr
CH3 + H2O C
O
H
H
MgOHBrCH3 +
H
Podemos resumir estas reações da seguinte maneira:
C
O
HH
H3CMgBr
H2OC
O
H
H
CH3
H
C
O
H3CH
H3CMgBr
H2OC
O
H3C
H
CH3
H
ETANAL
2 - PROPANOL
C
O
H3C CH3
PROPANONA
H3CMgBr
H2OC
O
H3C CH3
H
CH3
2 – METIL – 2 – PROPANOL
01) Dada à reação abaixo, podemos afirmar que o composto orgânico obtido é o:
C
O
H3CH
+ H3CCH2MgBrH2O
a) ácido butanóico.
b) 1 – butanol.
c) 2 – butanol.
d) etanol.
e) 2 – propanol.
C
O
H3C
H
CH3
H
CH2
2 – BUTANOL
BUTAN – 2 – OL
ou
02) Um ALDEÍDO sofreu uma adição do cloreto de metil magnésio seguido de uma hidrólise produzindo o 2 – PROPANOL. O aldeído em questão chama-se:
a) metanal.b) etanal.c) propanal.d) 2 – etanol.e) propanóico.
C
O
H3C
H
CH3
H
2 - PROPANOL
COMPOSTO FORMADO
H3CMgCl
H2O
do reagente de Grignardtemos o CH3
da água o “H”da oxidrilaeliminando estes grupos
temos
C
O
H3C
Ha ligação livre unirá, também,
o carbono e o oxigênioformando o ...
C
O
H
ETANAL
As reações de eliminação são
processos, em geral, inversos aos
descritos
para as reações de adição e, constituem
métodos de obtenção de
alcenos e alcinos
A desidratação (eliminação de água)
de um álcool
ocorre com aquecimento deste álcool em
presença de ácido sulfúrico
A desidratação dos álcoois segue
a regra de SAYTZEFF, isto é,
elimina-se a oxidrila e o hidrogênio do
carbono vizinho ao carbono da oxidrila
MENOS HIDROGENADO
CH3CH
H
H
C
H
OH
H2SO4
C
H
H
H2O + CH3CH
H
H
C
H
C
H
Esta reação, normalmente,
ocorre em
solução concentrada de KOH
em álcool
O haleto eliminado
reage com o KOH produzindo
sal e água
CH3CH
H
H
C
H
Cl
KOH(alc)
C
H
H
+ ...CH3CH
H
H
C
H
C
H
CH3CH
H
H
C
H
Br
C
H
Br
Zn
CH3CH
H
H
C
H
+C
H
ZnBr2
CH3CH
H
H
C
H
Br
C
H
Br
KOH (alc)
CH3CH
H
H
C + ...C
As duas moléculas de HBr eliminadasreagem com o KOH formando sal e água
As principais reações de
oxidação e redução com compostos
orgânicos ocorrem com os
álcoois, aldeídos e alcenos
O comportamento
dos álcoois primários, secundários e
terciários, com os oxidantes,
são semelhantes
Os álcoois primários, ao sofrerem,
oxidação, transformam-se em
aldeídos e estes, se deixados em
contato com oxidante,
são oxidados a
ácidos carboxílicos
H3C
ETANOL
– CI
I– OH
H
H
[O]H3C – C
I
I– OH
H
OH
H3C – C
H
O
H3C – C
H
O [O]
H3C – C
OH
O
ETANAL
ETANAL
ÁCIDO ETANÓICO
RESUMINDO
H3C
ETANOL
– CI
I– OH
H
H
[O]
H3C – C
H
O
ETANAL
[O]
H3C – C
OH
O
ÁCIDO ETANÓICO
sofre desidratação
– H2O
Os álcoois secundários oxidam-se formando cetonas.
H3C
2 – PROPANOL
– CI
I– CH3
OH
H
[O]H3C – C
I
I– CH3
OH
HO
sofre desidratação
H3C – CII
– CH3– H2O
O
PROPANONA
Obs: Os álcoois terciários não sofrem oxidação
01) Quando um álcool primário sofre oxidação, o
produto principal é:
a) ácido carboxílico.
b) álcool secundário.
c) éter.
d) álcool terciário.
e) cetona.
OXIDAÇÃO DE ALCENOS
Os alcenos sofrem oxidação branda originando
diálcoois vicinais
H3C – CI
I– CH3
OH
H[O]
= CIH
brandaH3C – C
I– CH3
H
– CIH
IOH
A oxidação a fundo,
com quebra da ligação dupla, produz
ácido carboxílico e /ou cetona
H3C – CI
– CH3
H
[O]= C
IH
a fundoH3C – C
IH
= – CH3CIH
O + O =H3C – CH
O
2
H3C – CH
O
2[O]
H3C – COH
O
2
01) Assinale a opção que corresponde aos produtos orgânicos da oxidação energética do
2 – metil – 2 – penteno.
a) propanal e propanóico.b) butanóico e etanol.c) metóxi-metano e butanal.d) propanona e propanóico.e) etanoato de metila e butanóico.
H3C – CI
– CH3[O]
= CIH
a fundoCH2
CH3
–
H3C – CI
=
CH3
– CH3= CIH
CH2–
+
O
O
não sofre oxidação
sofre oxidação produzindoácido carboxílico
– CH3= CIOH
CH2–O
H3C – CII
– CH3
O
PROPANONA
H3C – C
OH
O
ÁCIDO PROPANÓICO
– CH2
02) Um alceno “ X “ foi oxidado energeticamente pela
mistura sulfomangânica (KMnO4 + H2SO4). Os
produtos da reação foram butanona e ácido metil
propanóico. Logo, o alceno X é:
CO
BUTANONA
C
OH
OCH CH3
ÁCIDO METIL PROPANÓICO
CH2
CH3
H3C
CH3H
1 2 3 4 5 6
2, 4 – dimetil – 3 – hexenoa) 2-metil-3-hexeno.
b) 3-metil-3-hexeno.
c) 2,4-dimetil-3-hexeno.
d) 2,5-dimetil-3-hexeno.
e) 3,5-dimetil-3-hexeno.
OZONÓLISE DE ALCENOS
Um outro tipo de oxidação que os alcenos sofrem é a ozonólise
Nesta reação os alcenos reagem rapidamente com o ozônio (O3)
formando um composto intermediário chamado ozonídeo
A hidrólise do ozonídeo em presença de zinco rompe o ozonídeo,
produzindo dois novos fragmentos que contêm ligações duplas
carbono – oxigênio
O Zn forma óxido de zinco que impede a formação
de H2O2 que viria a reagir com o aldeído ou a
cetona
Quais os produtos da ozonólise seguida de
hidrólise na presença de zinco,
do hidrocarboneto 2 – metil – 2 – buteno ?
C
H
+ O3OC OCH3
CH3
H3C
Zn H2O PROPANONA
ETANAL