grupos funcionais

DQOI - UFC Prof. Nunes

Grupos FuncionaisGrupos FuncionaisEstrutura e NomenclaturaEstrutura e Nomenclatura

Universidade Federal do CearáCentro de CiênciasDepartamento de Química Orgânica e InorgânicaQuímica Orgânica I

Estrutura e NomenclaturaEstrutura e Nomenclatura

Prof. Dr. José Nunes da Silva [email protected] em agosto/2014Atualizado em agosto/2014


Os químicos orgânicos associam unidades estruturais particulares,chamadas grupos funcionais, com padrões característicos de reatividade.

Eles vêem moléculas grandes como coleções de grupos funcionaisligados a cadeias não reativas.

Grupos Funcionais = partes reativas das moléculas.

Grupos FuncionaisGrupos Funcionais

Taxol


Hidrocarbonetos são compostos que contêm somente carbono ehidrogênio.

São divididos em duas principais classes: alifáticos e aromáticos.

Esta classificação data do século XIX, quando a química orgânica sededicou quase que esclusivamente ao estudo de materiais de fontes

HidrocarbonetosHidrocarbonetos

dedicou quase que esclusivamente ao estudo de materiais de fontesnaturais, e termos foram adotados refletindo a origem das susbtâncias.

Duas fontes foram as gorduras e os óleos, e a palavra alifático foi derivadoda palavra grega aleiphar (gordura).

Hidrocarbonetos aromáticos, independentemente do seu próprio odor,eram geralmente obtidos por tratamento químico de extratos de plantascom cheiro agradável.


Os hidrocarbonetos alifáticos incluem três grandes grupos: alcanos alcenos alcinos

Alcanos são hidrocarbonetos em que todas as ligações são simples.

Alcenos contêm uma ligação dupla carbono-carbono.


Alcenos contêm uma ligação dupla carbono-carbono.

Alcinos contêm uma ligação tripla carbono-carbono.

Exemplos das três classes de hidrocarbonetos alifáticos são: etano, etileno eacetileno.


Outro nome para hidrocarbonetos aromáticos é arenos.

Arenos têm propriedades são muito diferentes dos alcanos, alcenos ealcinos.

O mais importante hidrocarboneto aromático é o benzeno.



Um grupo funcional é a unidade estrutural responsável pela reatividade deuma determinada molécula sob um determinado conjunto de condições.

Pode ser tão pequena quanto um único átomo de hidrogênio, oupode abranger vários átomos.

O grupo funcional de um alcano é um dos seus hidrogênios


O grupo funcional de um alcano é um dos seus hidrogêniossubstituintes. Uma exemplo de reação de alcano é dado a seguir:


Um dos átomos de hidrogênio do etano é substituído pelo cloro. Estasubstituição do hidrogênio pelo cloro é uma reação característica de todos osalcanos e pode ser representada pela equação geral:


Na equação geral, o grupo funcional (-H) é mostrado explicitamente, enquantoo restante da molécula do alcano é abreviado como R.

Esta é uma notação comumente usada, e ajuda a focalizar nossa atençãosobre a transformação do grupo funcional, sem se distrair pelas partes damolécula que permanecem inalteradas.


Alcanos têm a fórmula geral molecular CnH2n+2.

O metano mais simples (CH4), é também o mais abundante.

Grandes quantidades estão presentes em nossa atmosfera, no solo,e nos oceanos.

O metano tem sido encontrado em Júpiter, Saturno, Urano, Netuno ePlutão, e até mesmo mesmo Cometa Halley.

Hidrocarbonetos - AlcanosHidrocarbonetos - Alcanos

Plutão, e até mesmo mesmo Cometa Halley.


O etano (C2H6: CH3CH3) e o propano (C3H8: CH3CH2CH3) são o segundo e oterceiro, respectivamente, em realção ao metano de várias formas.

O etano é o alcano mais parecido que o metano na simplicidade estrutural,seguido do propano.

O etano (10%) é o segundo, enquanto o propano (5%) o terceiro componente

Hidrocarbonetos - AlcanosHidrocarbonetos - Alcanos

O etano (10%) é o segundo, enquanto o propano (5%) o terceiro componentemais abundante no gás natural. O metano correponde a 75%.


Alcanos - EstruturaAlcanos - Estrutura

Ligações sigmas C-H (sp3-s) e C-C (sp3-sp3).

Geometria dos carbonos: tetraédrica.

Ângulos das Ligações ~ 109º.


Somente uma estrutura pode ser construída para o metano (CH4), etano (C2H6)e propano (C3H8).

A partir de alcanos com 4 átomos de carbono (C4H10), isômerosconstitucionais são possíveis. Dois alcanos têm a mesma fórmula molecular.

Alcanos Isoméricos - ButanosAlcanos Isoméricos - Butanos


A partir de alcanos com 4 átomos de carbono (C4H10), isômerosconstitucionais são possíveis.

Em um deles, chamado de n-butano, os quatro átomos de carbonos sãounidos em uma cadeia contínua.

O prefixo “n” refere-se a “normal” e significa que a cadeia carbônica não é

Alcanos Isoméricos - ButanosAlcanos Isoméricos - Butanos

O prefixo “n” refere-se a “normal” e significa que a cadeia carbônica não éramificada.


n-Alcanos são alcanos que possuem uma cadeia de carbono ramificada.

n-Pentano e n-Hexano são n-alcanos que possuem cinco e seis átomos decarbono, respectivamente.

n-Alcanos Superioresn-Alcanos Superiores

Suas fórmulas estruturais condensadas podem ser abreviadas ainda mais,indicando no parênteses o número de grupos metileno (CH2) na cadeia.

Assim, o n-pentano pode ser escrita como CH3(CH2)3CH3 e n-hexano comoCH3(CH2)4CH3.


n-Alcanos têm fórmula geral CH3(CH2)nCH3 e constituem uma série homóloga,isto é, uma série na qual membros sucessivos diferem por um grupo –CH2–.

n-Alcanos são normalmente representados por estruturas em linha no formatode zig-zag (conformação mais estável).

n-Alcanos Superioresn-Alcanos Superiores


Três alcanos isoméricos têm a fórmula molecular C5H12.

não ramificado: n-pentano com uma ramificação: isopentano com duas ramificações: neopentano

Isômeros C5H12Isômeros C5H12


A nomenclatura em química orgânica é de dois tipos: comum (ou "trivial") esistemática.

Alguns nomes comuns existiam muito antes da química orgânica tornar-se oum ramo organizado da ciência.

Nomenclatura IUPAC – n-AlcanosNomenclatura IUPAC – n-Alcanos

O metano, etano, propano, n-butano, isobutano, n-pentano, isopentano eneopentano são nomes comuns.

A partir de 1892, os químicos desenvolveram um conjunto de regras paranomear compostos orgânicos com base em suas estruturas, o que hojechamamos de regras da IUPAC (União Internacional de Química Pura eAplicada).


As regras da IUPAC atribuem nomes aos alcanos não ramificados comomostra a tabela no próximo slide.

O nomes comuns metano, etano, propano e butano foram mantidos para oCH4, CH3CH3, CH3CH2CH3 e CH3CH2CH2CH3, respectivamente.


Posteriormente, o número de átomos de carbono na cadeia foi especificadopor um prefixo (latinolatino ou grego)grego) anterior ao sufixo-ano, que identifica asubstância como um membro da família alcanos.


Observe que o prefixo n- não é parte do sistema IUPAC. O nome IUPAC paraCH3CH2CH2CH3 é butano, e não n-butano.



Nomeando isômeros ramificados do hexano....

Por definição a n-hexano é nomeado como hexano.

Nomenclatura IUPAC – Alcanos Ramificados Nomenclatura IUPAC – Alcanos Ramificados

Considere agora a estrutura do seguinte isômero:

Como podemos nomeá-lo segundo as regras da IUPAC?


Passo 1) Identifique a mais extensa cadeia carbônica linear e a nomeie segundoa tabela anterior. No caso da maior cadeia ter 5 carbonos, o composto seránomeado comum derivado do pentano.


Passo 2) Identifique os grupos substituintes ligados à cadeia principal.

metila


Passo 3) Numere a cadeia principal na direção que atribuir o menor número aocarbono que carregar o substituinte.


metila

A numeração abaixo é incorreta, pois o substituinte metila encontrar-se-ia naposição 4.


Passo 4) Escreva o nome do composto. O alcano referente à cadeia principalserá a última parte do nome, e será precedida pelos nomes dos grupossubstituintes e seus localizadores.


Hífens são utilizados para separar letras de números.

2-metilpentano


Analogamente....


2-metilpentano

3-metilpentano

1 2 3 4 5



Os dois isômeros anteriores têm dois grupos metilas como susbtituintes nacadeia principal com 4 carbonos (butano).

Quando o mesmo susbtituinte aparecer mais de uma vez, utilizam-se prefixos

1 2 3 4 1 2 3 4

Quando o mesmo susbtituinte aparecer mais de uma vez, utilizam-se prefixosmultiplicadores: di, tri, tetra...

Um localizador é utilizado para cada um dos grupos substituintes, utilizando-se vírgulasvírgulas para separar númerosnúmeros e hífens para separar númerosnúmeros dede letrasletras.

1 2 3 4 1 2 3 4

2,2-dimetilbutano 2,3-dimetilbutano


Nomenclatura IUPAC – Grupos AlquilaNomenclatura IUPAC – Grupos Alquila

Um grupo alquila pode ser entendido como um alcano que perdeu um de seushidrogênios.

Um grupo de metila (-CH3), por exemplo, é um grupo alquila derivado dometano (CH4).

Grupos alquila não ramificados, nos quais o ponto de ligação está no fim dacadeia, são nomeados a partir na nomenclatura IUPAC para o alcanocorrespondente, substituindo-se a terminação ano por ila.correspondente, substituindo-se a terminação ano por ila.

No de Carbonos Alcano Grupo Alquila

1 metano metila

2 etano etila

3 propano propila

4 butano butila

10 decano decila

18 octadecano octadecila



Os átomos de carbono são classificados de acordo com o seu graugrau dedesubstituiçãosubstituição:

primário: carbono ligado diretamente a 1 carbono.

secundário: carbono ligado diretamente a 2 carbonos.

terciário: carbono ligado diretamente a 3 carbonos.

quaternárioquaternário: carbono ligado diretamente a 44 carbonos.

primário secundárioterciário



Grupos alquila ramificados são nomeados utilizando-se como o nome base amaior cadeia contínua queque começacomeça nono pontoponto dede ramificaçãoramificação.

Assim, os nomes sistemáticos dos dois grupos alquílicos (C3H7) são propila e1-metiletila.

Ambos são mais conhecidos por seus nomes comuns, n-propila e isopropila,Ambos são mais conhecidos por seus nomes comuns, n-propila e isopropila,respectivamente.

grupo propila(nome comum: n-propila)

grupo 1-metiletila(nome comum: isopropila)



Outros exemplos:

grupo butila(nome comum: n-butila)

grupo 1-metilpropila(nome comum: sec-butila)

grupo 2-metilpropila(nome comum: isobutila)

grupo 1,1-dimetiletila(nome comum: terc-butila)


Nomenclatura IUPACNomenclatura IUPAC

Combinando-se os princípios básicos da notação IUPAC com os nomes dosvários grupos alquila, podemos desenvolver os nomes sistemáticos dealcanos altamente ramificados.

Vamos começar nomeando com o seguinte alcano.

4-etiloctano



A seguir, aumentar a sua complexidade através de sucessivas adições degrupos metila em posições diferentes.

Quando dois ou mais substituintes estão presentes, eles são listadoslistados ememordemordem alfabéticaalfabética no nome.

4-etil-3-metiloctano



4-etil-3,5-didimetiloctano

Os multiplicadoresmultiplicadores di,di, tri,tri, tetratetra são utilizados quando necessários, mas nãonãosão considerados no ordenamento alfabético.



4-etil-3,5-didimetiloctano

Prefixos iniciais, tais como secsec-- e tercterc-- são ignorados no momento doordenamento alfabético, exceto quando eles são comparados entre si.

TercTerc--butila precede isobutila, e secsec-butila precede tercterc-butila.

isoiso não é prefixo


Dê os nomes IUPAC para cada um dos compostos que seguem.

Nomenclatura IUPAC - ExercícioNomenclatura IUPAC - Exercício


Uma característica adicional da nomenclatura IUPAC diz respeito à direção denumeração, é o chamado “primeiro ponto de diferença”.

Considere duas direções nas quais o seguinte alcano pode ser numerado:


Ao decidir sobre o sentido correto, um ponto de diferença ocorre quandotemos um menor localizador que o outro. Assim, enquanto 2 é o primeirolocalizador em ambos os sistemas de numeração, o empate é quebrado nosegundo localizador.

2,2,6,6,7-pentapentametiloctanooctano(correto)

2,3,3,7,7-pentapentametiloctano(incorreto)


Considere os dois átomos de hidrogênio do etano destacados em vermelho naprojeção de Newman. Estes dois átomos de hidrogênio parecem estarseparados por um ângulo de 60 °.

Análise Conformacional do EtanoAnálise Conformacional do Etano

Este ângulo é o chamado ânguloângulo diedrodiedro ou ânguloângulo dede torçãotorção.

Este ângulo diedro muda quando giramos a ligação C-C - por exemplo, se ocarbono da frente gira no sentido horário enquanto o carbono de trás émantido parado.

O valor para o ânguloângulo diedrodiedro entre dois grupos podem ser de qualquer valorentre 00 °° e 181800°°..


Portanto, há um número infinito de possíveis conformações.

No entanto, existem duas conformações que requerem especialatenção:

a de menor energia – conformação alternada aa dede maiormaior energiaenergia –– conformaçãoconformação eclipasadaeclipasada


AlternadaAlternada EclipsadaEclipsada


A diferença de energia entre as conformações alternadaalternada e eclipsadaeclipsada do etano,é de 1212 kJkJ/m/mol, como mostrado no diagrama de energia.


Observe que todas as conformações alternadasalternadas do etano são degenerados; ouseja, todas as conformações alternadasalternadas têm a mesma quantidade de energia.

Da mesma forma, todas as conformações eclipsadaseclipsadas do etano sãodegeneradas.


A diferença de energia entre as conformações alternadaalternada e eclipsadaeclipsada do etano éreferida como tensãotensão torsionaltorsional, e a sua causa tem sido debatida por muitosanos.

Com base em recentes cálculos de mecânica quântica, acredita-se agora que aconformação alternadaalternada possui uma interaçãointeração favorávelfavorável entre um orbitalmolecular ligante ocupado e outro orbital molecular anti-ligante desocupado.

Essa interação é favorável e só está presente na conformação alternadaalternada.


Essa interação é favorável e só está presente na conformação alternadaalternada.


Quando a ligação C-C é rodada (passando de uma alternadaalternada para umaeclipsadaeclipsada), a sobreposição favorável citada é temporariamente interrompida,causando um aumento de energia.

No etano, este aumento de energia atinge 12 kJ/mol.


Uma vez que existem três interações eclipsadaeclipsada separadas, é razoável atribuir 4kJ/mol para cada par de sobreposição HH-HH.

Esta diferença de energia é significativa. À temperatura ambiente, umaamostra do gás etano terá cerca de 9999%% dasdas suassuas moléculasmoléculas ememconformaçõesconformações alternadasalternadas em qualquer dado instante.


O diagrama de energia de propanopropano é muito semelhante ao de etano, comexceção da a tensão torsional ser de 14 kJ/mol em vez de 12 kJ/mol.

Mais uma vez, observe que todas as conformações alternadasalternadas sãodegeneradas, assim como são todas as conformações eclipsadaseclipsadas.

Análise Conformacional do PropanoAnálise Conformacional do Propano


Nós já atribuímos 4 kJ/mol para cada par de H eclipsadoseclipsados. Se sabemos que atensão torsional do propano é de 14 kJ/mol, é razoável atribuir 6 kJ/mol para asobreposição de um H com um grupo metila.

Análise Conformacional do PropanoAnálise Conformacional do Propano


A análise conformacional de butanobutano é um pouco mais complexa do que asanálisesconformacionais do etano ou do propano.

Análise Conformacional do ButanoAnálise Conformacional do Butano


33 conformaçõesconformações dede maiormaior energiaenergia -- conformaçõesconformações alternadasalternadas.

33 conformaçõesconformações dede menormenor energiaenergia -- conformaçõesconformações eclipsadaseclipsadas..

Mas, no caso de butano, note que uma conformação eclipsadaseclipsadas (ângulodiedro = 0) é maior na energia do que as outras duas conformaçõeseclipsadaseclipsadas. Em outras palavras, as três conformações eclipsadaseclipsadas não sãodegeneradas.


Da mesma forma, uma conformação alternadaalternada (ângulo diedro = 180) éinferior em energia do que as outras duas conformações alternadasalternadas.


33 conformaçõesconformações alternadasalternadas..

A conformação com um ângulo diedro de 180° é chamada de conformaçãoanti, e representa a conformação de menor energia do butano.

As outras duas conformações também são alternadas,alternadas, porém com 3,8 kJ/mola mais de energia do que a conformação anti - são chamadas deconformações gauche. Por quê?



No conformação antianti, os grupos metila conseguem a separação máxima umdo outro.

Nas conformações gauchegauche, os grupos metila estão mais próximos uns dosoutros.

As nuvens de elétrons se repelem (tentando ocupar a mesma região doespaço), causando um aumento da energia de 3,8 kJ/mol. Esta interaçãodesfavorável, chamada de interaçãointeração gauchegauche, é uma forma de impedimentoimpedimento


desfavorável, chamada de interaçãointeração gauchegauche, é uma forma de impedimentoimpedimentoestéricoestérico, e é diferente do conceito de tensão torsional.

As duas conformações gauchegauche que mostram essa interação são degeneradas.


Agora vamos voltar nossa atenção para os 33 conformaçõesconformações eclipsadaseclipsadas.

Uma conformação eclipsada é superior em energia do que as outras duasporque os grupos metila estão se sobrepondo.

As experiências sugerem que esta conformação tem um custo total de energiade 19 kJ/mol. Uma vez que já foi atribuído 4 kJ/mol para cada interação H-H, érazoável atribuir 11 kJ/mol para a interação entre dois grupos metilas vizinhos.


A conformação com os dois grupos metila se sobrepondo é o maiorconformação de energia.


As outras duas conformações eclipsadaseclipsadas são degeneradas.

Em cada caso, existe um par de H e dois pares H/CH eclipsadoseclipsados. Temos todas


Em cada caso, existe um par de H e dois pares H/CH3 eclipsadoseclipsados. Temos todasas informações necessárias para calcular a energia dessas conformações.Sabemos que eclipsando H de são 4 kJ/mol, e cada conjunto de H/CH3 eclipsadoé 6 kJ/mol. Portanto, calcula-se um custo total de energia de 16 kJ/mol.


Análise Conformacional - ResumoAnálise Conformacional - Resumo


Um medicamento vai se ligar a um receptor biológico se possuir um arranjoespecífico tridimensional de grupos funcionais, chamado um grupofarmacóforofarmacóforo. Por exemplo, o farmacóforofarmacóforo de morfina é mostrado em vermelho:

Medicamentos e Suas ConformaçõesMedicamentos e Suas Conformações

A morfina é uma molécula muito rígida, uma vez que tem muito poucas ligaçõesque são submetidos a uma rotação livre. Como resultado, o farmacóforofarmacóforo ébloqueado no seu lugar.

Em contraste, as moléculas flexíveis são capazes de adotar uma variedade deconformações, e só algumas destas conformações podem se ligar ao receptor.Por exemplo, a metadona tem muitas ligações simples, cada uma das quaissofre uma rotação livre.


A metadonametadona é utilizada para o tratamento de viciados em heroína, que sofrem desintomas de abstinência.

A metadonametadona se liga ao mesmo receptor que a heroína, e acredita-se que aconformação ativa é aquela em que a posição dos grupos funcionaiscorresponde ao farmacóforofarmacóforo da heroína (e da morfina):

Medicamentos e Suas ConformaçõesMedicamentos e Suas Conformações


Cicloalcanos são alcanos que contêm um anel de três ou mais carbonos.

Eles são frequentemente encontrados na química orgânica e sãocaracterizados pela fórmula molecular CnH2n.

Alguns exemplos incluem:

Nomenclatura IUPAC - CicloalcanosNomenclatura IUPAC - Cicloalcanos


Como você pode ver, cicloalcanos são nomeados, no âmbito do sistemaIUPAC, adicionando o prefixo ciclociclo ao nome do alcano não ramificado com omesmo número de carbonos do anel.


ciclociclopropano ciclocicloexano

mesmo número de carbonos do anel.

Grupos substituintes são identificados na forma habitual. Suas posições sãoespecificadas pela numeração dos átomos de carbono do anel, na direção queder o menor número para os substituintes no primeiro ponto de diferença.

etilciclociclopropano 3-etil-1,1-didimetilciclocicloexano


Quando o anel contém menos átomos de carbono do que um grupo alquilaligado a ele,

o composto é apontado como um alcano, e o anel é tratado como um substituinte cicloalquila.


3-ciclociclobutilpentano


Nomeie os seguintes compostos segundo as regras da IUPAC.

Nomenclatura IUPAC - ExercíciosNomenclatura IUPAC - Exercícios

1,1-didimetiletilciclociclononano

4-isopropil-1,1-didimetilciclociclodecano ou1,1-didimetil-4-(1-metiletil)ciclociclodecano

ciclocicloexilciclocicloexano


O ciclohexanociclohexano pode adotar muitas conformações, como veremos em breve. Porenquanto, vamos explorar duas conformações:

conformação cadeira, e conformação barco.

Conformações do CicloexanoConformações do Cicloexano

Em ambas as conformações, os ângulos de ligação são bem próximos de 109,5°e, portanto, ambas as conformações possuem muito pouca tensão angular.

cadeiracadeira barcobarco


A diferença significativa entre elas pode ser visto ao se comparar a tensãotorsional.



A conformação cadeiracadeira não tem tensão torsional. Isto pode ser melhor vistocom uma projeção de Newman.

Observe que todas os H são alternados. Nenhum está eclipsado.


Na conformação de barco tem duas fontes de tensão torsional.



Muitos dos HH estãoestão eclipsadoseclipsados (Figura a), e os H de cada lado das interaçõessentem efeitos estéricos no anel chamados de interaçõesinterações mastromastro, comomostrado na Figura b.

H eclipsadosH eclipsados interação mastrointeração mastro


O barcobarco pode aliviar um pouco essa tensão torsional “torcendo” sua estrutura,


barcobarco interação mastrointeração mastro

O barcobarco pode aliviar um pouco essa tensão torsional “torcendo” sua estrutura,resultando em uma conformação chamada de barcobarco torcidotorcido..

barco torcidobarco torcido


Na verdade, o cicloexanocicloexano pode adotar muitas conformações diferentes, mas amais importante é a conformação cadeiracadeira.

Na verdade, existemexistem duasduas conformaçõesconformações cadeiracadeira diferentes que seinterconvertem rapidamente através de uma via que passa por muitasconformações diferentes, incluindo uma conformação meia-cadeira de altaenergia, bem como conformações de barco torcido e barco.



Ao desenhar uma conformação cadeira, é importante desenhá-la com exatidão.

Certifique-se de evitar o desenho mal feitos de cadeiras, porque vai ser difícilposicionar os substituintes corretamente se o esqueleto não for exato.

Desenhando o esqueleto de uma conformaçãoconformação cadeiracadeira

Desenhando as Conformações CadeiraDesenhando as Conformações Cadeira


SubstituintesSubstituintesAxiais Axiais

Desenhando as Conformações CadeiraDesenhando as Conformações Cadeira

SubstituintesSubstituintesEquatoriaisEquatoriais


Considere-se um anel que contém apenas um substituinte. Duas possíveisconformações de cadeira podem ser feitas:

O substituinte pode estar numa posição axialaxial ou numa posição equatorialequatorial.

Estas duas possibilidades representam duas conformações diferentes queestão em equilíbrio uma com o outro:

Cicloexano MonossubstituídoCicloexano Monossubstituído

axial axial equatorialequatorial


O termo “anel virado" é utilizado para descrever a transformação de umaconformação cadeira em outra. Este processo não é feito simplesmentemovendo a molécula como uma panqueca.

Cicloexano MonossubstituídoCicloexano Monossubstituído


Em vez disso, um “anel virado” possui uma alteração conformacional que érealizada apenas por meio de uma rotação de todas as ligações C-C individuais.

Isto pode ser visto com uma projeção de Newman.


Quando duas conformações cadeira estão em equilíbrio, a conformação demenor energia será favorecida. Por exemplo, considere as duas conformaçõescadeira do metilcicloexano.

Comparando as Estabilidades das Conformações CadeirasComparando as Estabilidades das Conformações Cadeiras

À temperatura ambiente, 95% das moléculas estarão na conformação cadeiraque tem o grupo metila na posição equatorialequatorial.

Esta deve, portanto, ser a conformação de menor energia, mas por quê?



Quando o substituinte está na posição axial, existem interaçõesinterações estéricasestéricas comos outros de H axiais no mesmo lado do anel.



As nuvems eletrônicas do substituinte está tentando ocupar a mesma região doespaço ocupada pelos hidrogênios, causando impedimentoimpedimento estéricoestérico.

Estas interações são chamados interaçõesinterações 11,,33--diaxialdiaxial, onde os números de"1,3" descrevem a distância entre o substituinte e cada um dos hidrogênios.


Por esta razão, o equilíbrio entre as duas conformações cadeira geralmentefavorecefavorece aa conformaçãoconformação comcom oo substituintesubstituinte equatorialequatorial. As concentrações deequilíbrio exatas das duas conformações cadeira irá depender do tamanho dosubstituinte.

Grupos maiores terão maior impedimento estérico resultantes de interações1,3-diaxiais, e o equilíbrio favorecerá mais fortemente do substituinte equatorialequatorial.

Por exemplo, o equilíbrio de terc-butilcicloexano favorece quase completamente


Por exemplo, o equilíbrio de terc-butilcicloexano favorece quase completamentea conformação cadeira com um grupo terc-butil na posição equatorial:



Ao desenhar conformações cadeira de um composto que tem dois ou maissubstituintes, há uma cuidado adicional. Especificamente, devemos tambémconsiderar a orientação tridimensional, ou configuração, de cada substituinte.

Ciclohexano DissubstituídoCiclohexano Dissubstituído

Observe que o átomo de clorocloro está em uma cunha, o que significa que ele estásaindo da página: é parapara cimacima. O grupo metilametila está em ligação pontilhada, o quesignifica que ele está abaixo do anel, ou parapara baixobaixo. As duas conformaçõescadeira para este composto são os seguintes:


Cicloexano DissubstituídoCicloexano Dissubstituído

ConformaçãoConformação dada esquerdaesquerda:: doisdois gruposgrupos sãosão axiaisaxiais (menos(menos favorável)favorável)..

ConformaçãoConformação dada direitadireita:: doisdois gruposgrupos sãosão equatoriaisequatoriais (mais(mais favorável)favorável)..


Desenhe a conformação cadeira mais estável dos seguintes compostos:

Cicloexano Dissubstituído – ExercíciosCicloexano Dissubstituído – Exercícios


Ponto de ebuliçãoO metano, etano, propano e butano são gases à temperatura ambiente.

Os alcanos com número de carbonos entre 5 e 17 são líquidos, enquantoque os homólogos superiores são sólidos.

Os ramificados têm ponto de ebulição ligeiramente inferiores quandocomparados com os não-ramificados de mesmo número de carbono.

Alcanos e Cicloalcanos – Propriedades FísicasAlcanos e Cicloalcanos – Propriedades Físicas


Ponto de ebulição

Ao explorar, a nível molecular, as razões para o aumento do ponto deebulição com o número de carbonos, e a diferença de ponto de ebuliçãoentre alcanos ramificados e não ramificados, podemos relacionar asestruturas com suas propriedades.

A substância existe como líquido em vez de gás, porque as forças atrativas


A substância existe como líquido em vez de gás, porque as forças atrativasentre moléculas (forças atrativas intermoleculares) são maiores no líquidodo que na fase gasosa.

Forças atrativas entre as espécies neutras (átomos ou moléculas, mas nãoíons) são referidas como forças de van der Waals e podem ser de trêstipos:

1. dipolo–dipolo2. dipolo induzido-dipolo3. dipolo induzido-dipolo induzido


Forças Intermoleculares

Estas forças são de natureza elétrica, e para vaporizar uma substânciaenergia suficiente deve ser adicionada.

A maioria dos alcanos não têm momento de dipolo mensurável e, portanto,a única força de van der Waals a ser considerada é a força atrativa “dipolosinduzidos-dipolos induzidos”.


susbtâncias apolares

Campo magnético flutaMomento de dipolo temporário

molécula B “sente” dipolo de A


Forças Intermoleculares

Arranjos extensos de atrações dipolo induzido-dipolo induzido podemacumular e resultar em forças intermoleculares significativas.

Um alcano com maior peso molecular possui mais átomos e elétrons e,portanto, mais oportunidades de atrações intermoleculares e,consequentemente, maiormaior pontoponto dede ebuliçãoebulição do que um com menor peso


consequentemente, maiormaior pontoponto dede ebuliçãoebulição do que um com menor pesomolecular.


Como observado anteriormente, alcanos ramificados apresentam menorponto de ebulição do que seus isômeros não ramificados.

Isômeros têm, naturalmente, o mesmo número de átomos e elétrons, masuma molécula de um alcano ramificado possui uma área de superfíciemenor do que um não ramificado.


A forma estendida de um alcano não ramificado permite mais pontos decontato para as associações intermoleculares.


A forma estendida de um alcano não ramificado permite mais pontos decontato para as associações intermoleculares.



Ponto de fusão:

Alcanos sólidos são materiais macios, geralmente com baixos pontos defusão.

As forças responsáveis pela exploração do cristal em conjunto, são asmesmas interações dipolo induzido-dipolo induzido que operam entre asmoléculas do líquido, mas o grau de organização é maior na fase sólida.


moléculas do líquido, mas o grau de organização é maior na fase sólida.

difícil compactaçãono cristal


Solubilidade em Água:

Uma propriedade física familiar de alcanos está contida no ditado "água eóleo não se misturam."

De fato, todos os hidrocarbonetos são praticamente insolúveis em água.


Quando um hidrocarboneto dissolve na água, o arranjo de ligações dehidrogênio entre moléculas água se torna mais ordenada na região ao redorde cada molécula do hidrocarboneto dissolvido.

Este aumento na ordem, o que corresponde a um decréscimo na entropia,indica um processo que pode ser favorável se for razoavelmente exotérmico.

Sendo insolúvel, e com densidades entre 0,6-0,8 g/ml, os alcanos flutuam nasuperfície da água. A exclusão de moléculas apolares, tais como alcanos, apartir da água, é chamado de efeito hidrofóbico.



Mistura de heptano-octano

Mistura de heptano-água

HO

H

.. .. HO

H

.. ..

O sistema optará pelas interações mais fortes que estabilizarão o sistema.


Escreva as fórmulas, e dê os nomes IUPAC para os nove alcanos que têm afórmula molecular C7H16.

Alcanos e Cicloalcanos – ExercíciosAlcanos e Cicloalcanos – Exercícios


Escreva as fórmulas estruturais de cada um dos seguintes compostos:



Dê os nomes IUPAC para cada um dos seguintes compostos:



Observe a estrutura abaixo e responda aos comandos.


a) Qual é a fórmula molecular deste alcano?b) Qual é seu nome IUPAC?c) Quantos grupos metílicos, metilenos e metínicos estão presentes?d) Quantos carbonos são primários, secundários e terciários?


Dê os nomes IUPAC para os seguintes grupos alquilas:



Alcenos são hidrocarbonetos que contêm uma ligação dupla C=C.A ligação dupla C=C é uma unidade estrutural importante e um grupofuncional em química orgânica.

A forma de uma molécula orgânica é influenciada pela presença da duplaligação C=C.

A ligação dupla é o sítio da maior parte das reações químicas que alcenossofrem.

AlcenosAlcenos

sofrem.

Alguns alcenos representativos são: isobutileno (um produto químicoindustrial), a-pineno (um líquido perfumado) obtido de pinheiros, e farneseno(um alqueno natural com três ligações duplas).


A estrutura de etileno e do modelo de hibridização de orbitais da ligaçãodupla podem ser vistos na figura a seguir:

Alcenos - EstruturaAlcenos - Estrutura


Cada um dos átomos de carbono tem hibridação sp2, e a ligação duplapossui um componente s componente p.

Ligação s: quando um orbitalorbital spsp22 de um carbono orienta seu eixo ao longodo eixo internuclear com o orbitalorbital spsp22 do outro carbono.

Ligação p: formada pela sobreposição “lado-a-lado” de orbitais p dos dois


Ligação p: formada pela sobreposição “lado-a-lado” de orbitais p dos doiscarbonos sp2.


A dupla ligação no etileno é mais forte do que a ligação simples C-C doetano, mas nãonão éé duasduas vezesvezes maismais forteforte.

A energiaenergia de ligação C=C é 605 kJ/mol no etileno versus 368 kJ/mol para aligação C-C no em etano.

A ligação p é mais fraca que a ligação s.

Há dois tipos de ligações C-C no propeno, CH3CH=CH2.


Há dois tipos de ligações C-C no propeno, CH3CH=CH2. A dupla ligação é do tipo s + p, A ligação com o grupo metila é uma ligação s formada pela

sobreposição dos orbitais spsp22 e spsp3.


Damos nomes IUPAC aos alcenos, substituindo o sufixo -ano pelo sufixo-eno do alcano correspondente.

Os dois alcenos mais simples são eteno e o propeno. Ambos também sãoconhecidos por seus nomesnomes comunscomuns de etileno e propileno.

Alcenos - NomenclaturaAlcenos - Nomenclatura

O etileno é um sinônimo aceitável para eteno no sistema IUPAC.

Todavia, o propileno, isobutileno, e outros nomes comuns terminados em-ileno nãonão sãosão nomesnomes aceitáveisaceitáveis pela IUPAC.

IUPAC: etenoComum: etileno

IUPAC: propenoComum: propileno


A maior cadeia contínua que incluir a ligação dupla forma o nome basedo alceno.

A cadeia é numeradanumerada na direção que der aos carbonos da dupla ligação osseus números mais baixos.

O localizador (ou posição numérica) de apenas um dos carbonos da dupla

Alcenos – Nomenclatura IUPACAlcenos – Nomenclatura IUPAC

O localizador (ou posição numérica) de apenas um dos carbonos da duplaligação é especificado no nome. É entendido que os outros carbonos devemseguir a numeração.

but-1-enoeno hex-22-enoeno


Ligações duplas C=C têm precedência sobre os gruposgrupos alquilaalquila e halogênioshalogêniosna determinação da cadeia carbônica principal e na direção em que estánumerada.


Entretanto, grupos hidroxilas têm preferência sobre a dupla ligação.Compostos que contenham tanto a dupla ligação e o grupo hidroxilautilizam o sufixo combinado –en e –ol.

3-metilbut-11-enoenoe não 2-metilbut-3-eno

6-bromo-3-propilex-11-enoeno

5-metilex-44-enen-11-olole não 2-metilex-2-en-6-ol


Nomeie cada um compostos que seguem com a nomenclatura IUPAC.

Alcenos – Nomenclatura IUPAC – ExercíciosAlcenos – Nomenclatura IUPAC – Exercícios

2,3-dimetilbut-22-enoeno

3,3-dimetilbut-11-enoeno

2-metilex-22-enoeno

4-cloropent-11-enoeno

pent-44-enen-22-olol


Vimos anteriormente que nomes comuns de grupos alquila, tais comoisopropilaisopropila e terc-butila, são aceitáveis no sistema IUPAC.

Três grupos alquenila (vinila, alila e isoprenila) são tratados da mesmaforma.


vinil(a) cloreto de vinila

alil(a)

isoprenil(a)

álcool alílico

cloreto de isoprenila


Quando um grupo CH2 is duplamente ligado a um anel, o prefixo metilenometileno é adicionado ao nome do anel.


metilenociclocicloexano

Cicloalcenos e seus derivados são nomeados adotando o prefixo ciclociclo ànomenclaturanomenclatura dosdos alcenosalcenos dede cadeiacadeia abertaaberta.

ciclociclopenteno 1-metilciclocicloexeno 3-clorociclocicloepteno



ciclociclopenteno 1-metilciclocicloexeno 3-clorociclocicloepteno

NenhumNenhum localizadorlocalizador éé necessárionecessário na ausência de susbtituintes.

É entendido que a dupla ligação conecta os C-1 e C-2.

CicloalcenosCicloalcenos substituídossubstituídos são numerados iniciando pela dupla ligação,seguindo através dela, e continuando a sequência ao redor do anel.

A direçãodireção dada numeraçãonumeração é escolhida de modo a atribuir os menoresmenoreslocalizadoreslocalizadores aos substituintes.


Embora o etileno seja o único alceno com dois carbonos, e o propeno oúnico com três carbonos, há 4 alcenos isoméricos de fórmula molecularC4H8:

Alcenos - IsomerismoAlcenos - Isomerismo

O but-1-eno tem uma cadeia carbônica ramificada com uma dupla ligaçãoentre os carbonos C-1 and C-2. É um isômero constitucional dos outrostrês.

Similarmente, o 2-metilpropeno, com cadeia carbônica ramificada, é umisômero constitucional dos outros três.

but-1-eno 2-metilpropeno trans-but-2-enoenocis-but-22-enoeno


O par de isômeros designados cis- e trans-but-2-enoeno tem a mesmaconstituição.



constituição.

Ambos têm uma cadeia não ramificada com uma dupla ligação conectandoos carbonos C-2 e C-3.

Eles se diferem entre si, entretanto, nas posições relativas dos gruposmetilas no espaço.

isômero cis: as 2 metilas estão no mesmo lado da dupla isômero trans: as 2 metilas estão em lados opostos da dupla


Isômeros que possuem a mesma constituição (conectividade), mas diferemno arranjo de seus átomos no espaço são classificados como



no arranjo de seus átomos no espaço são classificados comoestereoisômeros.

O cis-but-2-eno e o trans-bu-2-teno são estereoisômeros, e os termos “cis”e “trans” especificam a configuraçãoconfiguração da dupla ligação.


O estereoisomerismo ciscis--transtrans em alcenos não é possível quando um doscarbonos está ligado a dois susbtituintes idêntidos.

Assim, nem o but-11-enoeno nem o 2-metilpropeno podem ter estereoisômeros.


but-1-eno 2-metilpropeno


Em princípio, cis-but-2-eno e trans-but-2-eno podem ser interconvertidospela rotação sobre o C-2 e o C-3 das duplas ligações.

No entanto, ao contrário da rotação sobre o C-2 e C-3 do butano, que ébastante rápida, a interconversão dos but-2-enos estereoisoméricos nãonãoocorreocorre emem circunstânciascircunstâncias normaisnormais.


cis-but-2-eno trans-but-2-eno


Quantos alcenos têm a fórmula molecular C5H10?

Escreva suas estruturas e dê seus nomes IUPAC. Especifique aconfiguração cis ou trans dos estereoisômeros quando for apropriado.

Alcenos - Isomerismo - ExercíciosAlcenos - Isomerismo - Exercícios

pent-11-enoeno cis-pent-22-enoeno trans-pen-22-tenoeno

2-metilbut-11-enoeno 2-metilbut-22-enoeno 3-metilbut-11--enoeno


Quando os grupos, em ambas as extremidades de uma ligação dupla, sãoos mesmos, ou são estruturalmente similares uns aos outros, é umaquestão simples descrever a configuração da ligação dupla como ciscis outranstrans.

O ácido oléico, por exemplo, um material que pode ser obtido a partir doazeite de oliva, tem uma ligação dupla ciscis. Já o cinamaldeído, responsávelpelo odor característico da canela, tem uma ligação dupla transtrans.

Alcenos – Notação E/ZAlcenos – Notação E/Z

pelo odor característico da canela, tem uma ligação dupla transtrans.


Todavia, os termos "ciciss"e "transtrans" sãosão ambíguosambíguos quando não é óbvio qualsubstituinte do carbono é "similar“ ou "semelhante“ a um outro substituintede referência.

Notação E/Z: Os substituintessubstituintes dede cadacada carbonocarbono dada dupladupla ligaçãoligação sãosãoranqueadosranqueados como tendo maior ou menor prioridadesprioridades, as quais são definidassegundo o númeronúmero atômicoatômico do átomo ligado ao carbono.

Quando houver “empateempate” nos números atômicos, analisamosanalisamos osos átomosátomos

Alcenos – Notação E/ZAlcenos – Notação E/Z

Quando houver “empateempate” nos números atômicos, analisamosanalisamos osos átomosátomosmediatamentemediatamente aa seguirseguir, até encontrarmos um ponto de diferença e, então,determinamos a prioridade.

Os substituintes de maiores prioridades no mesmo lado definem aconfiguração Z; em lados opostos, a confirugação E.

maior maior maior

maiormenor menor menor

menor

(Z) (E)


Determine a configuração de cada um dos seguintes alcenos.

Alcenos - Notação E/Z - ExercíciosAlcenos - Notação E/Z - Exercícios

(Z) (E)

(Z)

(E)


Ligações duplas são encontradas em anéis de todos os tamanhos.

O mais simples dos cicloalcenos, ciclociclopropeno, foi sintetizado pela primeiravez em 1922. Um anel ciclociclopropeno está presente em ácido estercúlico, umasubstância derivada de um dos componentes do óleo presente nassementes de uma árvore (Sterculia foetida) que cresce nas Filipinas e naIndonésia.

CicloalcenosCicloalcenos


O ciclociclopropano é desestabilizado pela tensão anelar porque o seu ângulo de60° são muito menores do que o normal 109.5°, associado ao carbono sp3.


O ciclociclobuteno tem, naturalmente, menos tensão anelar que o ciclopropeno, aqual fica cade vez menor à medida que o tamanho do anel aumenta.

O ciclociclopropeno tem uma tensão anelar ainda mais intensaporque o desvio dos ângulos de ligação em seus carbonosda dupla ligação ligada, a partir do valor normal dehibridização sp2 de 120°, é ainda maior.


Se o anel é grande o suficiente, no entanto, um estereoisômero transtranstambém é possível.

O menor cicloalceno transtrans que é estável o suficiente para ser isolado earmazenado de forma normal é o trans-ciclocicloocteno.


O trans-ciclocicloepteno foi preparado e estudado a baixa temperatura (90°C),mas é muito reativo para ser isolado e armazenado à temperatura ambiente.


Coloque a dupla ligação do esqueleto abaixo para representar:

Cicloalcenos - ExercíciosCicloalcenos - Exercícios

a)

d)

b)

c)

d)

e)

f)


Hidrocarbonetos que contêm um ligação tripla são chamados alcinos.

Alcinos acíclicos têm a fórmula molecular CnH2n-2.

O acetileno é o alcino mais simples.

AlcinosAlcinos

Chamamos os compostos que têm a sua ligação tripla no final de umacadeia de carbono como alcinos monossubstituídos ou terminais.

Alcinos dissubstituídos têm ligações triplas internas.


Alcinos são hidrocarbonetos caracterizados pela presença de uma ligação

tripla entre dois carbonos, ligações estas formadas pelos compartilhamento

de 6 pares de elétrons entre dois carbonos com hibridação sp, garantindo à

molécula uma estrutura linear.

Estrutura de AlcinosEstrutura de Alcinos


Estrutura de AlcinosEstrutura de Alcinos

As regras IUPAC são seguidas para nomear alcinos.

O sufixo -anoano de um alcano com o mesmo número de carbonos é

substituído pelo sufixo -inoino.

Acetileno e etino são nomes aceitáveis pela IUPAC.

A posição da tripla ligação ao longo da cadeia é especificada pelo número,

de maneira análoga à nomenclatura dos alcenos.

Quando o grupo -C≡CH é apontado como umum substituintesubstituinte, ele é designado

como um grupo de etiniletinil.

propino but-1-ino 4,4-didimetilpent-22-inoinobut-2-ino


Estrutura de Alcinos – ExercíciosEstrutura de Alcinos – Exercícios

Escreva as fórmulas estruturais e dê os nomes IUPAC para todos os alcinos

de fórmula molecular C5H8.

pent-1-ino pent-2-ino

3-metilbut-11-inoino



Escreva as fórmulas estruturais e dê os nomes IUPAC.

pent-1-ino

pent-2-ino

4,5-didimetilex-22-inoino

5-ciclociclopropilpent-11-inino



Escreva as fórmulas estruturais e dê os nomes IUPAC.

ciclciclotridecino

4-butilnon-22-inoino

2,2,5,5-tetratetrametilex-33-inoino


Álcoois e Haletos de AlquilaÁlcoois e Haletos de Alquila

Estes dois grupos funcionais estão entre os mais úteis de compostosorgânicos, pois muitas vezes servem como matérias-primas para apreparação de inúmeros outros grupos funcionais.

Álcoois e haletos de alquila são classificados como primário, secundárioou terciário, de acordo com a classificação do carbono que carrega ogrupo funcional.

Álcool 11oo Haleto de Alquila 22oo Haleto de Alquila 33ooÁlcool 33oo


Álcoois e Haletos de Alquila - LigaçõesÁlcoois e Haletos de Alquila - Ligações

O carbono que carrega o grupo funcional é sp3 em álcoois e haletos dealquila. A figura a seguir ilustra a ligação em metanol.

Os ângulosângulos dede ligaçãoligação do carbono de álcoois são aproximadamenteaproximadamentetetraédricostetraédricos, como é o ângulo C-O-H.

Um modelo de hibridização semelhante orbital aplica-se a haletos dealquila, com o halogênio substituinte ligado ao carbono sp3 por umaligação s.


Álcoois e Haletos de Alquila - LigaçõesÁlcoois e Haletos de Alquila - Ligações

A figura abaixo mostra a distribuiçãodistribuição dada densidadedensidade dede elétronselétrons no metanole no clorometano.

Ambos são similares com relação aos locais de maior potencialeletrostático (vermelho). São aqueles perto dos átomos maiseletronegativos (oxigênio e cloro).

A polarização das ligações C-O e C-Cl, bem como os pares de elétrons nãocompartilhados do oxigênio e do cloro, contribuem para a concentração decompartilhados do oxigênio e do cloro, contribuem para a concentração decarga negativa sobre esses átomos.


Álcoois – Nomenclatura RadicofuncionalÁlcoois – Nomenclatura Radicofuncional

Nesse sistema de nomenclatura o nome do composto é formado com a apalavra álcool, seguida pelo nome do grupo correspondente da estrutura

A cadeia é sempre numerada começando no carbono aoao qualqual oo grupogrupohidroxilahidroxila estáestá ligadoligado.

álcool etílico

álcool1-metilpentilíco

álcool1,1-dimetilbutilíco


Classes gerais de compostos em ordem decrescente de prioridade paracitação como grupo funcional.

Grupos Funcionais – PrioridadeGrupos Funcionais – Prioridade

RadicaisRadicais

ÂnionsÂnions

CátionsCátions

CompostosCompostos dipolaresdipolares

ÁcidosÁcidos Carboxílicos, Carboxílicos, perácidosperácidos e ácidos e ácidos sulfônicossulfônicos

AnidridosAnidridos

ÉsteresÉsteresprioridade d

imin

ui

prioridade d

imin

ui

ÉsteresÉsteres

Haletos de Haletos de AcilaAcila

AmidasAmidas

HidrazidasHidrazidas

ImidasImidas

NitrilasNitrilas

AldeídosAldeídos

CetonasCetonas

ÁlcooisÁlcoois, fenóis, tióis, fenóis, tióis

HidroperóxidosHidroperóxidos

AminasAminas

IminasIminas

HidrazinasHidrazinas

Éteres,Éteres, sulfetossulfetos

Peróxidos, Peróxidos, dissulfetosdissulfetos

prioridade d

imin

ui

prioridade d

imin

ui


Os substiuintes alquílicos possuem nomes comuns e/ou sistemáticos(IUPAC).

RadicaisRadicais

etil

n-propil1-propil terc-butil

1,1-dimetiletil

sec-butil1-metilpropil

alil2-propenil

metilisopropil1-metiletil

isobutil2-metilpropil

benzil

viniletenil


Quando a hidroxila for o grupo funcional principal, os nomes dos álcooisserão derivados dos hidrocarbonetos correspondentes, substituindo-se avogal oo pelo sufixo olol, precedido de um número indicativo da posição dahidroxila.

A numeração da cadeia é feita de modo que a hidroxila recebareceba oo menormenornúmeronúmero possívepossível.

Álcoois – Nomenclatura SubstitutivaÁlcoois – Nomenclatura Substitutiva

etanol hexa-22-nolol 2-metilpentan-22-ool


Álcoois – Nomenclatura IUPACÁlcoois – Nomenclatura IUPAC

Hidroxilas têm prioridade sobre grupos alquila e halogêniosna ocasião de se determinar a direção na qual uma cadeia de carbono seránumerada.

6-metileptan-33-olol(e não 2-metileptan-5-ol)

trans-2-metilciclociclopentanol 3-fluoropropan-11-olol


Álcoois - Nomenclatura IUPAC - ExercíciosÁlcoois - Nomenclatura IUPAC - Exercícios

Escreva as fórmulas estruturais e dê os nomes da classe funcional esubstitutivos de todos os álcoois isoméricos que têm a fórmula molecularC4H10O.

Radicofuncional Substitutiva

álcool n-butílico butan-11-ol

álcool sec-butílico(álcool 1-metilpropílico )

álcool isobutílico(álcool 2-metilpropílico)

álcool terc-butílico(álcool 1,1-didimetiletílico)

butan-22-olol

2-metilpropan-11-olol

2-metilpropan-22-ool


Haletos de Alquila - NomenclaturaHaletos de Alquila - Nomenclatura

Os compostos halogenados podem ser nomeados de acordo com doissistemas de nomenclatura: substitutivasubstitutiva e radicofuncionalradicofuncional.

SubstitutivaSubstitutiva:: os nomes dos compostos halogenados são formadoscitando-se os prefixos fluoro,fluoro, cloro,cloro, bromobromo e iodoiodo, seguidosseguidos dodo nomenome dodocompostocomposto principalprincipal.

A citação dos halogênios é feita em ordem alfabética, sendo cada prefixoantecedido de um número indicativo de sua posição.antecedido de um número indicativo de sua posição.

A numeração inicia-se pela posição onde o halogênio está inserido.

fluorometano 3-bromoexano iodocicloexano1-cloropentano



RadicofuncionalRadicofuncional: os nomes dos compostos halogenados são formadospelos prefixos fluoreto,fluoreto, cloretocloreto e iodetoiodeto, seguidos da preposição dede e donomenome dodo grupogrupo orgânicoorgânico.

Os seguintes compostos apresentam nomes não sistemáticos aceitospela IUPAC.

CHCl3 fluorofórmio CHBr3 bromofórmioCHCl3 clorofórmio CHI3 iodofórmio

fluoreto demetila

brometo de1-etilbutila

iodetode cicloexila

cloreto de pentila



Quando a cadeia carbônica carregar um halogêniohalogênio e um substituintesubstituintealquilaalquila, ambosambos sãosão consideradosconsiderados equivalentesequivalentes em termos de preferênciapara a nomenclatura.

A cadeia é numerada de tal modo a dar o menor localizador aosubstituintesubstituinte maismais próximopróximo dada extremidadeextremidade dada cadeiacadeia.

5-cloro-2-metileptano 2-cloro-5-metileptano


Haletos de Alquila – Nomenclatura - ExercíciosHaletos de Alquila – Nomenclatura - Exercícios

Nomeie os compostos a seguir de acordo com as nomenclaturasradicofuncional e substitutiva de todos os haletos de alquila que têmfórmula molecular C4H9Cl.

Radicofuncional Substitutiva

cloreto de n-butila(cloreto de butila)

1-clorobutano

cloreto de sec-butila(cloreto de 1-metilpropila)

cloreto de isobutila(cloreto de 2-metilpropila)

2-clorobutano

1-cloro-2-metilpropano

2-cloro-2-metilpropanocloreto de terc-butila

(cloreto de 1,1-didimetiletila)


ArenosArenos

Arenos são hidrocarbonetos baseados no anel do benzênico como umaunidade estrutural.

Benzeno, tolueno e naftaleno, por exemplo, são arenos.

benzeno naftalenotolueno


Estrutura do BenzenoEstrutura do Benzeno

O benzeno é um composto com fórmula C6H6, com seis carbonoshibridizados sp2 no plano.

Todos os comprimentos das ligações C-C são iguais a 1.39 Angstron. (Paracomparação: C-C 1.47 de C=C 1.33)

benzeno

Volhardt, P.C., Organic Chemistry: Structures & Function, 3rd Ed., 1999.


Estrutura do BenzenoEstrutura do Benzeno

Em cada um dos carbonos sp2, acima e abaixo do plano, encontram-se oslobos dos orbitaisorbitais pp, responsáveis pela formação das ligaçõesligações pp(sistema p), onde 6 elétrons p estão deslocalizados.


Nomenclatura - Derivados do BenzenoNomenclatura - Derivados do Benzeno

Muitos derivados monossubstituídos do benzeno têm nomes comunsmuito antigos e têm sido mantidos pelo sistema IUPAC.

benzaldeído

ac. benzóico

benzenocarbaldeído

ac. benzenocarboxílico ac. benzóico

estireno

acetofenona

fenol

anisol

anilina

ac. benzenocarboxílico

vinilbenzeno

metil fenil cetona

benzenol

metoxibenzeno

benzenamina



Outros hidrocarbonetos benzênicos são nomedos como derivados dobenzeno (ou de algum dos compostos apresentados no slide anterior) deforma sistemática, citando-se os nomesnomes dosdos gruposgrupos substituintessubstituintes seguidosda palavra benzeno.

bromobenzeno nitrobenzenoterc-butilbenzeno



Derivados didimetílicos do benzeno são chamados de xilenos.

Há três xilenos isoméricos:

orto: 1,2-dissubstituído meta: 1,3-dissubstituído para: 1,4-dissubstituído

o-xileno(1,2-didimetilbenzeno)

p-xileno(1,4-didimetilbenzeno)

m-xileno(1,3-didimetilbenzeno)



Os prefixos orto, meta e para podem ser usados quando uma substâncianomeada como um derivado do benzeno ou quando um nome baseespecifico (tal como acetofenona) é usado.

o-didiclorobenzeno(1,2-diclorobenzeno)

p-fluoroacetofenona(4-fluoroacetofenona)

m-nitrotolueno(3-nitrotolueno)



Escreva a fórmula estrutural para cada um dos derivados do benzeno aseguir.

(a) o-etilanisol(b) m-cloroestireno(c) p-nitroanilina

a) c)b)a) c)b)



Os prefixos orto, meta e para não são usados quando 3 ou maissubstituintes estão presentes no benzeno.

Os grupos substituintes são sempre citados em ordem alfabética.

A numeração do núcleo benzênico é feita de modo que o conjuntonumérico atribuído aos grupos substituintes seja o menor possível.

Compostos benzênicos substituídos com grupos nitro, flúor, cloro, brmo, Compostos benzênicos substituídos com grupos nitro, flúor, cloro, brmo,etc. são nomeados da mesma forma que os hidrocarbonetos, semprecitando-se os grupos em ordem alfabética.

4-etil-2-fluoroanisol 2,4,6-tritrinitrotolueno(TNT)



No caso de derivados do fenol e da anilina, a umeração é iniciada a partirdo carbono que suporta os grupos OH ou NH2, respectivamente,conforme ilustrado a seguir.

Br

3-etil-2-metilanilina 4-bromobromo--33--metilmetilfenolfenol

OH



4-etil-2-fluoroanisol 3-etil-2-metilanilina2,4,6-tritrinitrotolueno(TNT)

Nestes exemplos o nome base do derivado do benzeno determina ocarbono em que numeração começa:

anisol tem seu grupo metoxila em C-1, tolueno seu grupo metila na C-1, e anilina seu grupo amino na C-1.

A direção da numeração é escolhida para daro menor número à posição do substituinte, independentemente do quesubstituinte que produz.



A ordem de apresentação dos substituintes no nome é alfabética.

Quando nenhum nome base simples é possível, as posições sãonumeradas de forma a dar o menormenor localizadorlocalizador no primeiro ponto dediferença.

Assim, cada um dos seguintes exemplos é apontado como derivados1,2,4-tritrissubstituídos do benzeno, em vez de 1,3,4-derivados:

1-cloro-2,4-didinitrobenzeno 4-etil-1-fluoro-2-nitrobenzeno



Quando o anel benzênico é apontado como um substituinte, a palavra"fenil" representa -C6H5.

Da mesma forma, um areno nomeado como um substituinte é chamadoum grupo arila. Um grupo benzila é C6H5CH2-.

2-fenil-etanol brometo de benzila

Cl

(Z)-2-fenilbut-2-eno 4-cloro-5-fenilex-1-ino



Bifenil é o nome IUPAC aceito para o composto no qual dois anéisbenzênicos estão ligados por uma única ligação.

fenilbenzeno1-cloro-4-fenilbenzeno


Éteres - EstruturaÉteres - Estrutura

Em contraste com álcoois com sua reatividade química rica, étereséteres(compostos contendo uma unidade CC--OO--CC sofrem, relativamente, poucasreações químicas.

As distâncias típicas entre as ligações C-O em étereséteres sãosemelhantes às dos álcoois (142 pm) e são mais curtas que asdistâncias de ligação C-C nos alcanos (153 pm).



O oxigênio do éter afeta muito a conformação de uma molécula, damesma maneira que uma unidade de CH2 faz.

A conformação mais estável do éter etílico é a conformação anti.



A Incorporação de um átomo de oxigênio em um anel de três membrosrequer que seu ângulo de ligação seja seriamente distorcido do valornormal tetraédrico.

No óxido de etileno, por exemplo, o ângulo de ligação no oxigênio é de61,5°.

Assim epóxidos, como os ciclopropanos, são tensos, e tendem a sofrerreações para abrir o anel de três membros através da clivagem dasligações carbono-oxigênio.


Éteres - NomenclaturaÉteres - Nomenclatura

SubstitutivaSubstitutiva::

Éteres de fórmula geral RR11--OO-RR22 são nomeados citando-se o grupo RR11--OO(RR11--oxioxi), seguido do nome do hidrocarbonetohidrocarboneto correspondentecorrespondente aoao grupogrupo RR22

(componente principal), sem a utilização.

éter simétrico éteres assimétricos

etoxietano metoxietano 1-cloro-3-etoxipropano




RadicofuncionalRadicofuncional::

O nome é formado citando-se, em ordem alfabética, os nomes dos doisgrupos ligados ao oxigênio, seguido da palavra éteréter.

didietil éteréter etil metil éteréter 3-cloropropil etil éteréter




Éteres cíclicos têm seu oxigênio como parte de um anel.

São chamados de compostos heterocíclicos. Vários têm nomes IUPACespecíficos.

Em cada caso, o anel é numerado começando-se pelo oxigênio.

As regras também permitem IUPAC que o oxirano (sem substituintes)também seja chamado de óxido de etileno.

Tetraidrofurano e tetraidropirano são sinônimos aceitáveis para oxolano eoxano, respectivamente.

oxirano(óxido etileno)

oxetano oxolano(tetaidrofurano)

oxano(tetraidropirano)



Muitas substâncias têm mais do que uma ligação éter.

Dois destes compostos, muitas vezes utilizados como solventes, são osdiéteres 1,2-dimetoxietano e 1,4-dioxano.

Diglima, que também é comumente usado solvente, é um triéter.

1,2-didimetoxietano 1,4-dioxano 1-etilenoglicol didimetil éteréter


Éteres – Nomenclatura - ExercíciosÉteres – Nomenclatura - Exercícios

Cada um dos seguintes éteres foi mostrado ser ou é suspeito de ser umagente mutagênico, o que significa que pode induzir mutações em células deteste.

Escreva a estrutura de cada um destes éteres.

(a) 2-(clorometil)oxirano (também conhecido com epiclorohidrina)

(b) 3,4-epoxi-1-buteno (2-viniloxirano)

(b)

(a)


Éteres-CoroaÉteres-Coroa

Charles J. Pedersen da Du Pont descreveu a preparaçãoe as propriedades de uma classe de poliéteres queformam complexos mais estáveis com íons metálicos doque éteres simples.

Pedersen preparou uma série de poliéteresmacrocíclicos, compostos cíclicos contendo quatro oumais átomos de oxigênio em um anelanel dede 1212 ouou maismaismais átomos de oxigênio em um anelanel dede 1212 ouou maismaisátomosátomos.

Ele chamou a estes compostos étereséteres--coroacoroa, porque os seus modelosmoleculares se assemelhavam a coroas.



A nomenclatura sistemática dos éteres-coroa é umpouco pesado, e assim Pedersen desenvolveu umadescrição abreviada em que a palavra "coroa" éprecedida pelo número total de átomos no anel e éseguido pelo número de átomos de oxigênio.

12-coroa-4 18-coroa-6

12-coroa-4 e 18-coroa-6 são tetrâmeros e hexâmerocíclicos,respectivamente, de repetir unidade [-OCH2CH2-] unidades.

Eles são poliéteres baseados no de etileno glicol (HOCH2CH2OH) como o“álcool do pai.



A propriedade complexante de íon de éteres-coroa são claramenteevidentes em seus efeitos sobre a solubilidade e reatividade decompostos iônicos em meios apolares.

O fluoreto de potássio (KF) é iônico e praticamente insolúvel em benzenosozinho, mas se dissolve quando éter 18-coroa-6 está presente.

A razão para isso tem a ver com a distribuição eletrônica do éter18-coroa-6 como mostrado na figura abaixo:18-coroa-6 como mostrado na figura abaixo:



A superfície do potencial eletrostático consiste essencialmente de duasregiões: uma interior rica em elétrons associada com os átomos deoxigênio e uma exterior hidrocarbônica associada com os grupos CH2.

Quando KF é adicionado a uma solução de éter 18-coroa-6 em benzeno, oíon potássio (K+) interage com os átomos de oxigênio do éter de coroapara formar um complexo ácido-base de Lewis-Lewis.

+ KF



O íon K+, com um raio iônico de 266 pm, se encaixa confortavelmentedentro do da cavidade interna de 18-coroa-6 com diâmetro interno decerca de 260–320 pm.

Grupos CH2 apolares dominam a superfície exterior do complexo,mascara seu interior polar, e permite que o complexo se dissolva emsolventes apolares.

Cada K+, que é levado para o benzeno traz uma bateria de íon fluoreto Cada K+, que é levado para o benzeno traz uma bateria de íon fluoretocom ele, resultando em uma solução contendo íons de potássiofortemente complexado e íons de flúor relativamente não solvatados.


Aldeídos e Cetonas - EstruturaAldeídos e Cetonas - Estrutura

Aldeídos e cetonas contêm um grupo acila ligado a um hidrogênio e a umcarbono, respectivamente.

Dois aspectos notáveis do grupo carbonila são a sua geometria e suapolaridade. O grupo carbonila e os átomos diretamente ligados a eleestão no mesmo plano. O formaldeído, por exemplo, é planar. Os ângulosde ligação envolvendo o grupo carbonila de aldeídos e cetonas são pertode 120°.


Aldeídos - NomenclaturaAldeídos - Nomenclatura

A maior cadeia contínua que contém o grupo fornece o nome de basepara aldeídos.

A terminação –o do nome do alcano correspondente é substituído porterminação –al; e substituintes são especificadas na forma habitual.

Não é necessário especificar a localização do grupo no nome, uma vezque a cadeia deve ser numerada, iniciando com este grupo como C-1.

O sufixo-dial é adicionado ao nome do alcano adequado quando ocomposto contém duas funções aldeído

4,4-dimetilpentanal Hex-5-enal 2-fenilpropanodial



Quando outrosoutros gruposgrupos presentespresentes nana estruturaestrutura têmtêm maiormaior prioridadeprioridade decitação como grupo característico, utiliza-se também o prefixo formilformil parindicar a preença do grupo ––CHO.

C

O

HC

O H

NH

ácido 2-formiloctanóico (E)-4-formilept-2-enamina

OH

O

NH2



Quando um grupo formila (-CH=O) está ligado a um anel, o nome do anelé seguido pelo sufixo –carbaldeído.

ciclopentanocarbaldeído 2-naftalenocarbaldeído

Alguns nomes comuns de aldeídos são aceitáveis como nomes IUPAC.Alguns exemplos incluem

ciclopentanocarbaldeído 2-naftalenocarbaldeído

formaldeído(metanal)

acetaldeído(etanal)

benzaldeído(benzeno carbaldeído)



Os nomes comuns e as fórmulas estruturais de alguns aldeídos sãomostrados a seguir. Forneça os nomes IUPAC.

2-metilpropanal 3-fenilprop-2-enal

pentanodial 4-hidroxi-3-metoxibenzaldeído


Cetonas - NomenclaturaCetonas - Nomenclatura

SubstitutivaSubstitutiva:: o nome de uma cetona acíclica é formado substituindo-se aterminação --oo do nome do hidrocarboneto correspondente pelo sufixo --onaonaou adicionando-se o sufixo dionadiona, trionatriona, etc, no caso de mais de umacarbonila presente.

A posição da carbonila na cadeia é indicada por números, iniciando-se pelaextremidade mais próxima da carbonila.

hexan-3-ona 4-metilpentan-2-ona 4-metilcicloexanona



RadicofuncionalRadicofuncional:: os nomes são formados citando-se, em ordem alfabética,os nomesnomes dosdos gruposgrupos ligadosligados àà carbonilacarbonila, seguidos pela palavra cetonacetona.

etil propil cetona benzil etil cetona divinil cetona



Alguns dos nomes comuns aceitáveis para cetonas no sistema IUPAC são

acetona acetofenona benzofenona

O sufixo -fenona indica que o grupo acila é acoplado a um anelbenzênico.



Converta cada um dos seguintes nomes IUPAC classe funcional em umnome de substitutivo.

(a) Dibenzil cetona(b) Etil isopropil cetona(c) Metil 2,2-dimetilpropil cetona(d) Alil metil cetona

1,3-difenilpropan-2-ona

a)

2-metilpenta-3-nona4,4-dimetilpentan-2-ona 4-penten-2-ona

b) c) d)


Os ácidos carboxílicos constituem uma das classes de compostosorgânicos mais frequentemente encontradas na natureza.

Ácidos CarboxílicosÁcidos Carboxílicos


As características estruturais do grupo carboxila são mais evidentes noácido fórmico. O ácido fórmico é planar, com uma de suas ligaçõescarbono-oxigênio menor do que o outra, e com ângulos de ligaçãopróximos a 120°.

Ácidos Carboxílicos - EstruturaÁcidos Carboxílicos - Estrutura

Isto sugere hibridação sp2 no carbono, e uma ligação dupla s+p deanáloga àquela de aldeídos e cetonas.


Ácidos Carboxílicos - NomenclaturaÁcidos Carboxílicos - Nomenclatura

SubstitutivaSubstitutiva:: os nomes dos ácidos carboxílicos são obtidos acrescentando-se à palavra ácidoácido ao nome do hidrocarboneto correspondente, cujaterminação ––oo é substituída pelo prefixo ––óicoóico ou –dióicodióico.

O OH OHOH

O

OH O O

ácido propanóico ácido butanóico ácido butanodióico



Alternativamente, o nome pod ser formado pelo uso da terminaçãocarboxílico para designar o grupo carboxila –COOH.

O OH OHOH

Oácido butanocarboxílico

OH O O

ácido propanocaroxílico ácido butanodicarboxílico


Dê o nome IUPAC para os seguintes ácidos.


(E)-ácido but-2-enóico

ácido 2-metilpropenóico

(E)-ácido but-2-enóico

ácido etanodióico

ácido p-metilbenzóicoou

ácido 4-metilbenzóico


Derivados de Ác. CarboxílicosDerivados de Ác. Carboxílicos


Assim como os outros compostos contendo carbonila, cloretos de acila,

anidridos, ésteres, amidas, todos têm um arranjo planar de ligações ao

grupo carbonila.

Uma importante característica estrutural dos cloretos de acila, anidridos,

ésteres e amidas é que o átomo ligado ao grupo acila tem um par de

elétrons não compartilhados que podem interagir com o sistema p da

Derivados de Ác. CarboxílicosDerivados de Ác. Carboxílicos

elétrons não compartilhados que podem interagir com o sistema p da

carbonila.


Haletos de acila são nomeados pela citação do nomenome dodo haletohaleto (cloreto,

brometo, iodeto ou fluoreto) acrescido da preposição dede mais o nomenome dodo

grupogrupo acilaacila.

O nome do grupo acila é formado eliminando-se a palavra ácidoácido e

substituindo-se a terminação –icoico do nome do ácido pela terminação –ilaila.

Haletos de Acila - NomenclaturaHaletos de Acila - Nomenclatura

cloreto de etanoíla

ácido etanóico

cloreto de but-3-enoíla

ácido but-3-enóico

brometo de p-fluorobenzoíla

ácido p-fluorobenzóicoX X X


Os nomes dos anidridos de ácido carboxílico em que ambos os grupos

acila são os mesmos, são derivados dos nomes dos ácidos carboxilicos

que lhe deram origem.

Retiramos o nome “ácido” e adicionamos a palavra "anidrido“ antes do

nome remanescente do ácido carboxílico

Anidridos - NomenclaturaAnidridos - Nomenclatura

Quando os grupos acila são diferentes, eles são citados em ordem

alfabética.

anidrido acético anidrido benzóico anidrido benzóico heptanóico

ácido acético ácido benzóico ácido benzóico + ácido heptanóicoX X X X


Os ésteres são nomeados como alcanoatos de alquila.

O grupogrupo alquilaalquila (R’)(R’) de é citado após a preposição de o nome do

grupo acila.

A grupo acila é nomeado, eliminando-se a palavra ácido do ácido

correspondentes e substituindo-se o sufixo --icoico pela terminação --atato.

Ésteres - NomenclaturaÉsteres - Nomenclatura

correspondentes e substituindo-se o sufixo --icoico pela terminação --atato.

acetato de etila propanoato de metila benzoato de 2-cloroetila

ácido acético ácido propanóico ácido 2-cloroetilbenzóicoX X X


Os nomes das amidas primárias do tipo são derivados dos nomes de

ácidos carboxílicos:

- eliminando-se a palavra ácido, e

- substitui-se o sufixo -óico (ou –ico) pelo sufixo amida.

Amidas - NomenclaturaAmidas - Nomenclatura

acetamida benzamida 3-metilbutanamida

ácido acético ácido benzóicoácido 3-metilbutanóico

X X X


As amidas secundárias e terciárias dos tipos são

nomeadas como derivados N-alquila e N,N-dialquila da amida.

Amidas - NomenclaturaAmidas - Nomenclatura

acetamida benzamida

N-metilacetamida N,N-dietilbenzamida N-isopropil-N-metilbutanamida


Nomes substitutivos IUPAC para nitrilas são formador adicionando sufixo

nitrila ao nome da cadeia de hidrocarbonetos que inclui carbono que

carrega o grupo ciano.

Nitrilas também pode ser nomeadas, retirando a palavra ácido e

substituindo o sufixo –ico ou -óico (do correspondente ácido carboxílico)

Nitrilas - NomenclaturaNitrilas - Nomenclatura

pela palavra nitrila.

Alternativamente, a elas, às vezes, são dados nomes da classe funcional

IUPAC como cianetos de alquila.

etanonitrila benzonitrila 2-metilpropanonitrila

acetonitrila cianeto de isopropila


Escreva uma fórmula estrutural para cada um dos seguintes compostos:

(a) Brometo de 2-fenilbutanoila (b) Anidrido 2-fenilbutanóico (c) 2-fenilbutanoato de butila(d) Butanoato de 2-fenilbutila

Derivados de Ác. Carboxílicos - NomenclaturaDerivados de Ác. Carboxílicos - Nomenclatura

a)

b) c)

d)


Escreva uma fórmula estrutural para cada um dos seguintes compostos:

(e) 2-Fenilbutanamida(f) N-Etil-2-fenilbutanamida(g) 2-Fenilbutanonitrila

Derivados de Ác. Carboxílicos - NomenclaturaDerivados de Ác. Carboxílicos - Nomenclatura

e) f) g)e) f) g)


Compostos contendo nitrogênio são essenciais para a vida. Sua fonteprincipal é o nitrogênio atmosférico que, por um processo conhecidocomo fixação de nitrogênio, é reduzido amônia, então convertido emcompostos orgânicos nitrogenados.

Alquilaminas têm o nitrogênio ligado ao carbono hibridizados sp3;arilaminas têm nitrogênio ligado a um carbono hibridizado sp2 do benzenoou um anel como o benzeno.

AminasAminas

ou um anel como o benzeno.

Aminas, como a amônia, são bases fracas. Eles são, no entanto, o maisforte sem carga bases encontradas em quantidades significativas emcondições fisiológicas. As aminas são sually as bases biológicasenvolvidas em reações ácido-base, que são frequentemente os nucleófilosbiológicos em substituição nucleofílica.

alquilamina arilamina


Aminas, como a amônia, são bases fracas.

Elas são, no entanto, a mais fortes bases sem carga encontradas emquantidades significativas em condições fisiológicas.

AminasAminas

As aminas são usualmente as bases biológicas envolvidas em reaçõesácido-base, que são frequentemente os nucleófilos biológicos emsubstituição nucleofílica.


A palavra "vitamina" foi cunhada em 1912, na crença de que eram assubstâncias presentes na dieta, que impediram o escorbuto, o raquitismoe outras doenças.

Essa crença foi confirmada; certas vitaminas fez revelar-se aminas. Emmuitos outros casos, no entanto, as vitaminas não eram aminas.

AminasAminas

No entanto, a vitamina nome entrou na nossa língua e se destaca comoum lembrete de que os químicos cedo reconheceram o lugar fundamentalocupado por aminas em processos biológicos.


Alquilaminas, tal como a metilamina, assim como a amônia, têm umarranjo piramidal das ligações para o nitrogênio.

Seus ângulos H-N-H (106°) são ligeiramente menores do que o valor detetraédricos (109,5°), enquanto o ângulo C-N-H (112°) é ligeiramente maior.

O comprimento da ligação de C-N de 147 pm situa-se entre os

Alquilaminas - EstruturaAlquilaminas - Estrutura

O comprimento da ligação de C-N de 147 pm situa-se entre oscomprimentos típicos de ligação C-C dos alcanos (153 pm) ecomprimentos típicos de ligação C-O em álcoois (143 pm).


Os orbitais atômicos envolvidos na formação das ligações da metilaminasão mostrados mostrados abaixo:

Alquilaminas - EstruturaAlquilaminas - Estrutura

O nitrogênio e carbono são hibridizados sp3, e são unidos por umaligação s.

O par de elétrons não compartilhados sobre o nitrogênio ocupam umorbital sp3. Este par de elétrons está envolvido nas reações em que asaminas agem como bases ou nucleófilos.


Arilaminas: A anilina, como as alquilaminas, tem um arranjo piramidal dasligações em torno do nitrogênio, mas a sua pirâmide é um pouco menor(mais baixa).

Uma medida da extensão deste achatamento é dada pelo ângulo entre aligação carbono-nitrogênio e a bissetriz do ângulo H-N-H.

Arilaminas - EstruturaArilaminas - Estrutura


A estrutura de anilina reflete um compromisso entre dois modos deligação do par de elétrons livres de nitrogênio.

Arilaminas - EstruturaArilaminas - Estrutura

geometia não planar geometia planar


Ao contrário de álcoois e haletos de alquila, que são classificados comoprimário, secundário ou terciário de acordo com o grau de substituição nocarbono que carrega o grupo funcional,

Aminas são classificadas de acordo com seu grau de substituição nonitrogênio.

Uma amina com um carbono ligado ao nitrogênio é uma amina primária,amina com dois é uma amina secundária, e com três é uma amina

Aminas - NomenclaturaAminas - Nomenclatura

amina com dois é uma amina secundária, e com três é uma aminaterciária.

Os grupos ligados ao nitrogênio, pode ser qualquer combinação degrupos alquila ou arila.

amina 1a amina 2a amina 3a


As aminas são nomeados em duas formas principais, no sistema IUPAC: como alcanaminas como alquilaminas

Quando aminas primárias são nomeadas como alquilaminas, a terminação-amina é adicionado ao nome do grupo alquila que tem o nitrogênio.

Quando nomeado como alcanaminas, o grupo alquila é apontado como


Quando nomeado como alcanaminas, o grupo alquila é apontado comoum alcano e a terminação –o susbtituída pela terminação -amina.

etilamina

etanamina

cicloexilamina

cicloexanamina

1-metilbutilamina

2-pentanamina


Dê um nomes aceitáveis (alquilamina e alcanamina) para cada uma dasseguintes aminas:


2-feniletilamina 2-feniletanamina

1-feniletilamina 1-feniletanamina

alilamina prop-2-en-1-amina


Anilina é o nome IUPAC base para os derivados amino-substituídos dobenzeno.

Derivados substituídos de anilina são numerados começando no carbonoque leva o grupo amino.

Substituintes são listados em ordem alfabética, e a direção da numeração


Substituintes são listados em ordem alfabética, e a direção da numeraçãoé regida pelo "primeiro ponto de diferença" usual da regra.

p-fluoroanilina 5-bromo-2-etilanilina


Compostos com dois grupos amino são nomeados pela adição do sufixo-diamina ao nome do alcano correspondente ou areno.

A terminação –o do alcano da cadeia principal é mantida.


1,2-propanodiamina 1,6-hexanodiamina

1,4-benzenodiamina


Grupo hidroxila e grupos carbonilas têm prioridade sobre os grupos aminona ocasião da construção do nome.

Nestes casos, o grupo amino é apontado como um substituinte.


2-aminoetanolp-aminobenzaldeído


Aminas secundárias e terciárias são nomeadas como derivadosN-substituídos de aminas primárias. A amina primária base é aquela com amaior cadeia de carbono.

O prefixo N-é adicionado como um locant identificar substituintes nonitrogênio amino, conforme necessário.


N-metiletilamina

4-cloro-N-etil-3-nitroanilina N,N-dimetilcicloeptilamina


Um nitrogênio que carrega quatro substituintes é positivamentecarregado.

O ânion associado com ele é também identificado no nome.

Sais de amônio têm quatro grupos alquila ligados ao nitrogênio, e sãochamados de sais quaternários de amônio.

Sais de Amônio - NomenclaturaSais de Amônio - Nomenclatura

cloreto de metilamônio trifluoracetato de N-ethil-N-metilciclopentila

iodeto de benziltrimetilamônio


Dê o nome alcanamina das seguintes aminas:

a) N-metiletilamina

b) N,N-dimetlcicloeptilamina


a) b)


Classifique a seguinte amina como primária, secundária ou terciária, e dê umnome IUPAC aceitável.


Amina terciária

N-etil-4-isopropil-N-metilanilina

grupos funcionais

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