quimica apostilafo

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Page 1: Quimica apostilafo

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Page 2: Quimica apostilafo

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ÍNDICE 1. ALCANOS ........................................................................................................ 01

1.1. Aplicação .................................................................................................... 01 1.2. Fórmula geral .............................................................................................. 01 1.3. Nomenclatura .............................................................................................. 01 1.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 05 1.5.Propriedades químicas .................................................................................. 06 1.6.Isomeria plana ou estrutural .......................................................................... 07 1.7. Isomeria conformacional .............................................................................. 07

2. ALCENOS (alquenos)....................................................................................... 09 2.1. Aplicação .................................................................................................... 09 2.2. Fórmula geral .............................................................................................. 09 2.3. Nomenclatura .............................................................................................. 09 2.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 11 2.5.Propriedades químicas .................................................................................. 11 2.6. Isomeria plana ou estrutural ......................................................................... 12 2.7. Isomeria especial ou geométrica (cis-trans ou Z, E) ..................................... 12

3. ALCINOS (alquinos) ........................................................................................ 15 3.1. Aplicações ................................................................................................... 15 3.2. Fórmula geral .............................................................................................. 15 3.3. Nomenclatura .............................................................................................. 15 3.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 16 3.5. Isomeria plana ou estrutural ......................................................................... 17

4. AROMÁTICOS ................................................................................................ 18 4.1. Introdução ................................................................................................... 18 4.2. Estrutura ..................................................................................................... 18 4.3. Nomenclatura .............................................................................................. 20 4.4. Outros aromáticos ....................................................................................... 22 4.5. Propriedades ................................................................................................ 25 4.6. Aromaticidade ............................................................................................. 25

5. ÁLCOOIS ........................................................................................................ 27 5.1. Aplicação .................................................................................................... 27 5.2. Fórmula geral .............................................................................................. 27 5.3. Nomenclatura .............................................................................................. 28 5.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 29 5.5. Propriedades químicas ................................................................................. 30

6. ÉTERES ............................................................................................................ 32 6.1. Aplicação .................................................................................................... 32 6.2. Fórmula geral .............................................................................................. 32 6.3. Nomenclatura .............................................................................................. 32 6.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 34 6.5. Propriedades químicas 34

7. FENÓIS ............................................................................................................. 35 7.1. Aplicação .................................................................................................... 35 7.2. Fórmula geral .............................................................................................. 35

Page 3: Quimica apostilafo

3

7.3. Nomenclatura .............................................................................................. 36 7.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 38

8. HALETOS ORGÂNICOS ................................................................................ 39 8.1. Aplicação .................................................................................................... 39 8.2. Fórmula geral .............................................................................................. 40 8.3. Nomenclatura .............................................................................................. 40 8.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 41

9. ALDEÍDOS ....................................................................................................... 43 9.1. Aplicação .................................................................................................... 43 9.2. Fórmula geral .............................................................................................. 43 9.3. Nomenclatura .............................................................................................. 43 9.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 44

10. CETONAS ....................................................................................................... 46 10.1. Aplicação .................................................................................................. 46 10.2. Fórmula geral ............................................................................................ 46 10.3. Nomenclatura ............................................................................................ 46 10.4. Propriedades físicas ................................................................................... 47 10.5. Equilíbrio ceto-enólico ............................................................................... 48

11. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS ........................................................................... 49 11.1.Aplicação ................................................................................................... 49 11.2. Fórmula geral ............................................................................................ 49 11.3. Nomenclatura ............................................................................................ 49 11.4. Propriedades físicas ................................................................................... 52 11.5. Força dos ácidos ........................................................................................ 53

12. ANIDRIDOS ................................................................................................... 55 12.1. Aplicação .................................................................................................. 55 12.2. Fórmula geral ............................................................................................ 55 12.3. Nomenclatura ............................................................................................ 55 12.4. Propriedades físicas ................................................................................... 56

13. ÉSTERES DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS ................................................... 57 13.1. Aplicação .................................................................................................. 57 13.2. Fórmula geral ............................................................................................ 58 13.3. Nomenclatura ............................................................................................ 58 13.4. Propriedades físicas ................................................................................... 59 13.5. Propriedades químicas ............................................................................... 59 13.6. Isomeria estrutural das funções .................................................................. 61

14. CLORETOS DE ÁCIDOS .............................................................................. 63 14.1. Aplicação .................................................................................................. 63 14.2. Fórmula geral ............................................................................................ 63 14.3. Nomenclatura ............................................................................................ 63 14.4. Propriedades físicas ................................................................................... 63

15. AMIDAS ......................................................................................................... 64 15.1. Aplicação ................................................................................................ 64 15.2. Fórmula geral .......................................................................................... 64 15.3. Nomenclatura .......................................................................................... 64

Page 4: Quimica apostilafo

4

15.4. Propriedades físicas ................................................................................. 66 16. AMINAS . ....................................................................................................... 67

16.1. Aplicação .................................................................................................. 67 16.2. Fórmula geral ............................................................................................ 67 16.3. Nomenclatura ............................................................................................ 67 16.4. Propriedades físicas ................................................................................... 70 16.5. Basicidade ................................................................................................. 70

17. NITRILAS ....................................................................................................... 72 17.1. Aplicação ................................................................................................ 72 17.2. Fórmula geral .......................................................................................... 72 17.3. Nomenclatura .......................................................................................... 72 17.4. Propriedades físicas ................................................................................. 73

18. NITROCOMPOSTOS .................................................................................... 74 18.1. Aplicação ................................................................................................ 74 18.2. Fórmula geral .......................................................................................... 74 18.3. Nomenclatura .......................................................................................... 74 18.4. Propriedades físicas ................................................................................. 75

19. ORGANOMETÁLICOS ................................................................................ 76 19.1. Aplicação ................................................................................................ 76 19.2. Fórmula geral .......................................................................................... 76 19.3. Nomenclatura .......................................................................................... 76 19.4. Propriedades físicas ................................................................................. 77

20. ALGUNS COMPOSTOS DE ENXOFRE ..................................................... 78 20.1. Aplicação ................................................................................................ 78 20.2. Fórmula geral .......................................................................................... 78 20.3. Nomenclatura .......................................................................................... 79 20.4. Propriedades físicas ................................................................................. 80

21. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................ 81

Page 5: Quimica apostilafo

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1.ALCANOS

1.1.Aplicação

Os alcanos são largamente empregados na vida diária, como: combustíveis

(gasolina, querosene, óleos, lubrificantes, gases liquefeitos de petróleo-GLP), na

fabricação de ceras, velas, pigmentos (negro-de-fumo) para tintas de sapatos e

pneus.

O petróleo é a maior fonte de alcanos.

1.2.Fórmula Geral

Os alcanos são hidrocarbonetos (C e H) saturados de cadeia aberta ou

fechada, também chamados parafinas (do latim parum affinis - pouca afinidade) por

serem compostos pouco reativos.

CnH2n+2 Ex.: C4H10

C5H12

1.3.Nomenclatura

Terminação →→→→ ano

a)Alcanos normais ou de cadeia retas

CH4 metano C11H24 undecano

C2H6 etano C20H42 eicosano

C4H10 butano C30H62 triacontano

C6H14 hexano C40H82 tetracontano

C7H16 heptano C60H122 hexacontano

C8H18 octano C100H202 hectano

C10H22 decano C200H402 dohectano

Page 6: Quimica apostilafo

2

b)Alcanos ramificados

Para nomear estes alcanos é necessário considerar a cadeia mais longa como a

principal e as cadeias menores como ramificações (grupos ou radicais).

A nomenclatura dos grupos monovalentes (isto é cadeias carbônicas sem um

H), é feita pela substituição da terminação ano do alcano pela terminação il ou ila

(radical alquila ou alquil).

H3C - metil (a) H3C-CH2 - etil (a)

H3C - CH2 - CH2 - n-propil (a) H3C - CH - CH3 - isopropil (a) | H3C - CH2 - CH2 -CH2 - n-butil (a) H3C - CH2 - CH - CH3 - sec-butil (a) | H CH3

| | H3C - C - CH2 - isobutil (a) H3C - C- ter-butil (a) | | CH3 CH3

H | isopentil (a) H3C-CH2-CH2- CH2-CH2- n-pentil H3C-C-CH2-CH2- ou

| isoamil CH3

CH3 | CH3-C-CH2 - neopentil (a) | CH3

Page 7: Quimica apostilafo

3

Outros radicais

CH 2 -

Fenil

Benzil

α - naftil

-0-

fenóxi

H2C = CH- vinil H2C = CH -CH2- alil

R-C- acil -CH2- metileno || O

CH3 - O- metóxi -H2C-CH2- etileno

O || -C - carbonila

Page 8: Quimica apostilafo

4

A nomenclatura dos alcanos ramificados segue algumas regras padronizadas

universalmente, a seguir:

1.escolha da cadeia mais longa como a principal;

2.se houver empate de cadeias longas, deve-se escolher a cadeia mais ramificada;

3.numerar a cadeia principal de uma extremidade a outra, iniciando da extremidade

mais próxima da ramificação.

4.se houver várias ramificações numerar a cadeia principal de tal maneira a atribuir

os menores números possíveis às ramificações (a cadeia principal seria a que

tivesse a menor soma de ramificações);

5.os substituintes ou ramificações devem ser mencionados por ordem alfabética,

menos os prefixos di, tri e ter.

6.escrever primeiro os nomes dos substituintes, antecedidos dos números que

indicam sua localização na cadeia principal. Depois, no final, escrever o nome da

cadeia principal (alcano base).

7.entre números, colocar vírgula e entre números e letras colocar hífens.

Exemplos:

(1) ( 2) (3) (4) (5) a) H3C-CH2-CH-CH2-CH3 3 - metil pentano (5) (4) |(3) (2) (1) CH3

b) (1) (2) (3) (4) (5) (6) H3C-CH-CH2-CH-CH2-CH3 2,4 - dimetil hexano | | CH3 CH3

c) (3) (4) (5)

H3C-CH2-CH-CH2-CH2

|(2) |(6) 3 - etil - 2,2 - dimetil heptano

H3C -C- CH3 CH2 |(1) |(7) CH3 CH3

Page 9: Quimica apostilafo

5

d)alguns alcanos cíclicos (cicloalcanos)

H 2

H

H

H

H

H 2

2

22

2ou

ciclo hexano

ciclo propano

ciclo butano ciclo pentano

1.4.Propriedades físicas

Os quatro primeiros alcanos são gases. De C5 a C15 são líquidos. De C16 em

diante são sólidos.

Os alcanos são insolúveis em água e menos densos que a água.

O p.e., o p.f. e densidade aumentam, em geral, com o aumento da cadeia

carbônica. Os alcanos ramificados apresentam pontos de ebulição menores que os

correspondentes de cadeia normal.

Exemplo: C-C-C-C-C-C-C CH3 CH3

n-pentano H3C-C-C-CH2-CH3 H H 2,3-dimetil-pentano

Cadeias Lineares Cadeias ramificadas

Interação de V. de Waals

maior

Interação de V. de Waals menor

Page 10: Quimica apostilafo

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1.5.Propriedades Químicas

a)Combustão

CH4 + 2O2 → CO2 + H2O (completa)

CH4 + O2 → C + 2H2O (incompleta) negro de fumo

C8H18 + 17

2O2 → 8 CO + 9H2O + energia

octano monóxido de carbono (tóxico)

b)Pirólise

600o CH3-CH2-CH3 CH3-CH=CH2 + H2 ausência de O2 propeno

c)halogenação

U.V.

CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl Br CH3-CH-CH3 + Br2 CH3-C-CH3 + HBr CH3 CH3 d)Sulfonação CH4 + H2SO4 CH3SO3H + H2O

ácido metanosulfônico

e)Nitração HNO3

Page 11: Quimica apostilafo

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CH3-CH3 CH3 CH2 NO2 73% 450oC CH3NO2 + 27% 1.6.Isomeria plana ou estrutural H H H H CH3 Isômeros de a) HC-C-C-C-CH3 cadeia

H H H H H3C-C-CH2CH3 H n-pentano 2-metil-butano (isopentano)

CH3CH3

b)H3C-CH2 CH2CH2CH2CH3 Isômeros de

n-hexano H3C-C-C-CH3 cadeia 2,3-dimetil butano CH3-CH-CH2-CH3 CH3 Isômeros de CH3 CH3-C-CH3 cadeia

2-metil butano CH3 dimetil propano 1.7.Isomeria conformacional Os alcanos, contendo carbonos sp3, possuem rotação mais ou menos ″livres″, em torno das ligações simples, produzindo então, os isômeros rotacionais ou conformacionais (utilizar métodos espaciais). Ex.: etano

C

C

H

HHH

H

HC

C

Em coincidência Em oposição

Page 12: Quimica apostilafo

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Projeções de Newman

HH

HH

H

H

ω

H H

H

HHH

ω = 6 6 6 6 6 6

60º

Em coincidência Em oposição

= 0º

À temperatura ambiente, existem os 2 isômeros conformacionais, sendo mais estável a conformação em oposição. (Veja a fig. 1).

Fig. 1: Energia rotacional do etano. O ciclohexano apresenta dois isômeros conformacionais, por não ser planar.

Se fosse planar, as nuvens eletrônicas dos H, no mesmo plano, sofreriam uma

repulsão muito grande.

A figura 2, ilustra os dois tipos de isômeros conformacionais, de maneira simplificada:

Fig. 2: Isômeros conformacionais do ciclohexano. (Hidrogênios: axiais e equatoriais)

Page 13: Quimica apostilafo

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2.ALCENOS

2.1.Aplicação

Os alcenos ou alquenos são muito empregados em reações químicas de

obtenção de: plásticos (polietileno, teflon, poliestireno, álcool etílico, cloreto de

etileno, etano e fibras sintéticas para tecidos (orlan). Alguns alquenos de cadeia

longa (C8 a C12) são empregados na síntese de detergentes.

2.2.Fórmula geral

Alcenos são hidrocarbonetos insaturados (contendo dupla ligação), também

denominados ofefinas devido a reação do menor alceno-etileno com cloro, formando

um líquido oleoso fino (óleo fino - olefinas).

CnH2n Exs.: C2H4

C3H6

2.3.Nomenclatura

Terminação →→→→ eno

a)cadeias normais ou retas

C2H4 eteno (etileno) C3H6 propeno (propileno)

C4H8 buteno (butileno) C5H10 penteno

E seguem: hexeno, hepteno, octeno, noneno, deceno, etc.

Faz-se necessário escrever as fórmulas estruturais dos alcenos para mostrar a

localização da dupla e diferenciar melhor os alcenos:

Page 14: Quimica apostilafo

10

H2C=CH-CH2-CH3 CH3-C=C-CH3

1- buteno | | H H 2-buteno H2C=C-CH3 CH2=CH-CH2-CH2-CH3 | 1 - penteno CH3 metil propeno CH3-CH=CH-CH2-CH3 2 - penteno b)cadeias ramificadas

1)escolha da cadeia mais longa abrangendo a dupla ligação ou maior número de

duplas.

2)A numeração da cadeia principal é feita pela atribuição dos menores números nos

carbonos da dupla.

3)As outras regras são as mesmas do alcanos.

4)colocar os nomes do substituintes em ordem alfabética com seu números, e no

final o nome do alceno base, especificando o número do C da dupla (o 1o. C da

dupla).

Exemplos:

CH3 | a) HC-CH2-CH2CH-C-CH=CH-CH3 4-isopropil - 4,5-dimetil-2-octeno (8) (7) (6) |(5)(4)| (3) (2) (1) CH3 CH-CH3 | CH3

b) H3C-CH2-C=CH-CH3 3-etil - 1,3 - pentadieno |(3) (4) (5) (2)CH || CH2 (1)

Page 15: Quimica apostilafo

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C)alguns cicloalquenos

ciclopropeno ciclobuteno

ciclopenteno ciclohexeno

2.4.Propriedades físicas

Os três primeiros alcenos são gases (etileno, propileno e butileno) e possuem

ação narcótica. De C5 a C15 são líquidos. De C16 em diante são sólidos. As outras

propriedades físicas são semelhantes a dos alcanos.

2.5.Propriedades químicas

a)Hidrogenação catalítica

CH2=CH2 + H2 Pd ou Pt CH3-CH3

b)Halogenação

CCl4 CH2=CH-CH3 + Br2 CH2-CH-CH3 | | Br Br

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c)Hidratação

OH H+ | CH3-C=CH2 + H2O CH3-C-CH3 | | CH3 CH3 d)Polimerização H H catalisador n CH2=CH2 C-C

∆, pressão H H n etileno polietileno 2.6.Isomeria plana ou estrutural CH3-C=C-CH2-CH3 Isômeros de posição H H 2-penteno

e CH3 isômeros de

H2C=CH-CH2-CH2-CH3 e cadeia

1-penteno CH2=CH-C-CH3

3-metil-1-buteno

CH3-C=C-CH3 isômeros de H H e cadeia 2-buteno ciclobutano

2.7.Isomeria espacial ou geométrica (cis-trans ou Z, E)

Pode ocorrer em alcenos e em cicloalcanos.

H H C=C a)CH3CH=CH-CH3 CH3

CH3 2-buteno cis-buteno

H CH3

C=C trans-2-buteno

CH3 H

Page 17: Quimica apostilafo

13

H H b)ICH2-CH=CH-CH2CH3 C=C

1-iodo-2-penteno CH2I CH2CH3

cis-1-iodo-2-penteno (Z)

H CH2-CH3

C=C

CH2I H

Trans-1-iodo-2-penteno (E)

Obs.: Z= zuzammen (do alemão) = junto (cis) E = entgegen = oposto (trans). c)ácido butenodióico (maleico e fumárico) H H

C=C

HOOCHC=CHOOH COOH COOH

ácido maleico (cis-butenodióico)

H COOH

C=C

COOH H

ácido fumárico (trans-butenodióico)

Propriedades físicas destes isômeros

Pf oC

Pe oC

Solubilidade g/100g solução

Densidade g/cm3

ácido maleico 130 maior 78,8 1,59

ácido fumárico 289 menor 0,7 1,63

Page 18: Quimica apostilafo

14

O ácido maleico, apresenta os 2 grupos -COOH do mesmo lado do

plano, o que lhe confere alta polaridade, já o ácido fumárico, apresenta os dois

grupos COOH em oposição, tornando a molécula apolar. Moléculas polares possuem

interações intermoleculares maiores que as apolares, portanto, seu p.e. é maior.

Por outro lado, o ácido fumárico no estado sólido apresenta uma

simetria maior, um empacotamento mais simétrico o que lhe confere um p.f. maior,

em relação ao ácido maleico.

d)1,2-dimetilciclopropano

CH3 CH3 e CH3 H

H H H CH3

(cis) (trans)

Obs.: O ciclo fixa um plano na molécula

e)2 -cloro-1-iodociclobutano

I (1) (2) Cl I H

H H H Cl

(cis) (trans)

f) (Z, Cis) 1-bromo-2-cloro-1-iodoetileno

Cl I

(2) C = C (1)

H Br

Page 19: Quimica apostilafo

15

3.ALCINOS (ALQUINOS)

3.1.Aplicações

Um dos alcinos mais importantes é o acetileno, usado em maçaricos de

oxiacetileno (oxigênio-acetileno) que produz temperatura de até 2.800oC. O

acetileno é matéria-prima da síntese de ácido acético e outros compostos insaturados

usados na obtenção de plásticos e borrachas.

3.2.Fórmula geral

Alcinos são hidrocarbonetos não saturados possuindo tripla ligação, são

conhecidos também por hidrocarbonetos acetilênicos.

CnH2n - 2 Exs.: C2H2

C3H4

3.3.Nomenclatura

Terminação →→→→ino

a)Cadeias normais

CH≡CH etino (acetileno)

CH≡C-CH3 propino (metil-acetileno)

CH≡C-CH2-CH3 1-butino

CH3-C≡C-CH3 2-butino

CH3-CH2-C≡C-CH3 2-pentino

(5) (4)

HC≡C-C-CH2CH2CH2CH3 3-butil 1-penten-4-ino (3) (2) C (1) CH2

Page 20: Quimica apostilafo

16

b)Cadeias ramificadas

1)escolha da cadeia mais longa contendo a tripla (ou triplas).

2)Numeração da cadeia de maneira que a tripla fique com os menores números

possíveis.

3)Se a tripla estiver no centro da cadeia, iniciar pela extremidade mais próxima da

ramificação.

4)Qualquer dúvida siga as regras de nomenclatura dos alcanos.

Exemplos:

(7) (6) (5) (4) (3) (2) (1) a)H3C-CH2CH-CH2-C≡C-CH3 5-metil-2-heptino | CH3

CH3 4-metil-2-hexino b)H3C-H2C-CH-C≡C-CH3 (6) (5) (4) (3) (2) (1)

c)o menor alcino cíclico, relativamente estável é ciclooctino.

3.4.Propriedades Físicas

O p.e., o p.f. e a densidade de alcino simples são, em geral, um pouco maiores

que os dos alcanos e alcenos de mesma cadeia carbônica.

Alquinos têm baixa polaridade e são insolúveis em água.

Page 21: Quimica apostilafo

17

3.5.Isomeria plana ou estrutural

CH3-C≡C-CH2-CH3

2-pentino Isomeria de posição

CH≡C-CH2-CH2-CH3

1-pentino

CH3 Isomeria de cadeia CH≡C-C-CH3

H 3-metil-1-butino

Page 22: Quimica apostilafo

18

4.AROMÁTICOS

4.1.Introdução

No século XIX isolou-se, a partir de certas plantas, uma série de substâncias

de odor agradável, que por isso foram denominadas aromáticos. Essas substâncias

possuem a mesma proporção em C e H (1:1) e assim o benzeno (C6H6) foi

denominado composto aromático, mas não possui odor agradável como as demais

substâncias isoladas na época. Até hoje não se sabe qual é a relação entre o cheiro e

a estrutura das moléculas orgânicas, mas sabe-se que não é devido a proporção

C:H = 1:1. Sendo assim, o significado inicial de composto aromático para o benzeno

foi abandonado, passando a significar um composto insaturado pouco reativo.

O aromático principal é o benzeno que apresenta pequena reatividade, apesar

de possuir alto grau de insaturação (3 ligações duplas).

4.2.Estrutura

A estrutura do benzeno, segundo Kekulé (1865) é:

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

Page 23: Quimica apostilafo

19

A última estrutura é a mais simples e comum. O anel no interior do ciclo significa a

deslocalização das duplas alternadas.

(Obs.: o sinal quer dizer semelhante).

Todos os hidrogênio do benzeno são equivalentes, isto é, se qualquer H for

substituído por 1 grupo y (y = Cl, SO3H, NO2, OH, etc.), o composto resultante será

o mesmo:

Y

Y

Y

Y

ETC...

Quando 2 H são substituídos por 2 grupos: y e x, existem 3 possibilidades, ou

seja, 3 substâncias distintas:

Y Y

X

X

1

2

34

5

6 6

5

43

2

1

X

Y

1

2

34

5

6

1,2 ou orto (o)

são

posições

vizinhas

1,3 ou meta (m)

(meta:

além de, isto é,

posições

intercaladas por 1 C)

1,4 ou para (p)

(para: em

oposição a)

Page 24: Quimica apostilafo

20

Nesse caso, há 2 posições orto e 2 posições meta, mas uma posição para, veja:

Y

ORTOORTO

META META

PARA

Obs.: O benzeno com uma valência livre (sem 1 H), apta a ser ligar, é o fenil:

OU C H OU 06 5

_

também se usa o símbolo Ar, para representar grupos aromáticos (arila), bem

como se usa R, para representar os grupos alquilas (não aromáticos).

4.3.Nomenclatura

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

OU

oficial.: benzeno

comum : benzol

oficial: metil benzeno

comum:tolueno ou toluol

oficial.: 1,2 dimetil-benzeno

o-dimetil-benzeno

comum: o-xileno

oficial.: 1,3-dimetil-benzeno

Page 25: Quimica apostilafo

21

CH3

CH3

CH3

OU

CH3

CH3

OU

H3C

CH3

CH3

OU

CH3

H3C

CH3H3C

CH3

CH = CH2

CH3-CH-CH2-CH3

C6H5

CH3-CH-CH2-CH-CH2CH3

∅ CH3

m-dimetil benzeno

comum: m-xileno

oficial.: 1,4-dimetil-benzeno

p-dimetil-benzeno

comum: p-xileno

oficial.: 1,3,5-trimetil-benzeno

comum: mesitileno

oficial: vinil benzeno

comum: estireno

oficial: 2-fenil butano

s-butil benzeno

oficial: 2-fenil-4-metil-hexano

Page 26: Quimica apostilafo

22

CH2

CH2Cl

OH

Cl

oficial: difenil-metano

comum: cloreto de benzila

oficial: hidroxi-benzeno

comum: fenol

oficial: cloro-benzeno

comum: cloreto de fenila

4.4.Outros aromáticos

Existem aromáticos (compostos altamente insaturados) formados por anéis

condensados ou fundidos. Os mais comuns são:

1

2

3

45

6

7

8

9

10 10

9

8

7

65 4

3

2

1

1

2

3

45

6

7

8 9

10 10

98

7

6

5 4

3

2

1

Naftaleno

Antraceno

Page 27: Quimica apostilafo

23

1

2

3

4

5

6

7

8 9

10 10

98

7

6

5

43

2

1

10

9

8

7

65

4

3

2

1

Fenantreno

Pireno

Para os derivados simples do naftaleno, temos a seguinte nomenclatura:

O carbono 1 é chamado α e o carbono 2 é chamado β, os outros são α ou β por

simetria:

10

9

8

7

6

5 4

3

2

1

β

β

α α

α α

β

β

oficial.: 1-hidroxi-naftaleno

α-hidroxi-naftaleno

comum: α-naftol

Page 28: Quimica apostilafo

24

OH

OH

CH3

CH3

CH3

CH3

OH

HO

oficial.: 2-hidroxi-naftaleno

β-hidroxi-naftaleno

comum: β-naftol

oficial.: 1,5-dimetil-naftaleno

oficial.: 1,3-dimetil-naftaleno

oficial.: 2,6-dihidroxi-naftaleno

Page 29: Quimica apostilafo

25

4.5.Propriedades

O benzeno não é muito reativo, necessitando calor e catalisador para reagir. É

um líquido a temperatura ambiente, de pf = 5,5o C e p.e. = 80oC. Se usado por longo

tempo, parece que se acumula no organismo e constitui um potente cancerígeno.

Alguns anéis aromáticos condensados tem tendência carcinógenas maiores

que o benzeno. Atualmente, acredita-se: que provocam câncer na pele dentre os que

trabalham com o alcatrão da hulha, e câncer no pulmão dos fumantes de cigarros.

Muitos outros aromáticos como os fenóis, os ácidos, os aldeídos, as cetonas e

os ésteres aromáticos são bastante utilizados na fabricação de remédios, bactericidas,

hipnóticos, solventes, aromatizantes, mas serão estudados a frente, no decorrer do

texto.

4.6.Aromaticidade

Hückel sugeriu que seria possível prever o ″caráter aromático″ dos

compostos, a partir de soluções da equação de Schrödinger. Propôs, então, uma

regra para prever a aromaticidade e antiaromaticidade dos anéis com duplas

alternadas:

Aromático: segue a regra: 4n + 2 = no. elétrons π

n = 1, 2, 3...

Antiaromático: segue a regra: 4n = no. de elétrons π

n = 1, 2, 3...

Page 30: Quimica apostilafo

26

Ex.:

π

π

π

benzeno 6 e π, onde n = 1, é aromático

4 e π, é antiaromático

ciclobutadieno

NH

..

pirrol 6 e π, é aromático (os e do N fazem parte do sistema

ressonante do ciclo).

N..

piridina 6 e π, é aromático (os e do N, não fazem parte do sistema

ressonante, isto é, estão em outro plano)

Page 31: Quimica apostilafo

27

5.ÁLCOOIS

5.1.Aplicação

Os álcoois constituem uma importante função orgânica, sendo o álcool

comum (etanol), o mais conhecido desta classe. Foi utilizado desde épocas

anteriores a Cristo, pois está presente nas bebidas alcoólicas como vinho, licor e

rum.

O álcool hidratado é utilizado como combustível e cerca de 13% é adicionado

na gasolina substituindo o óleo motor.

Na indústria farmacêutica e de perfumaria é o solvente mais utilizado.

Outros álcoois como a glicerina, têm importantes aplicações na medicina, nos

cosméticos e na produção de nitroglicerina.

Nas sínteses orgânicas, os álcoois são muito importantes, pois permitem obter

todas as demais funções orgânicas.

5.2.Fórmula geral

Álcoois são compostos orgânicos que apresentam um ou mais grupos

hidroxila (-OH) ligados a C não aromáticos.

São classificados segundo o número de -OH e segundo a posição do -OH na

cadeia carbônica, por exemplo:

H3C-CH2-CH2-OH monoálcool; álcool primário

H3C-CH-CH3 monoálcool; álcool secundário OH

Page 32: Quimica apostilafo

28

CH3 CH3-C-CH3 monoálcool; álcool terciário OH H2C-CH2 diálcool ou glicol HO HO H2C - CH-CH2

triálcool HO OH OH 5.3.Nomenclatura CH3-OH oficial: metanol comum: álcool metílico CH3CH2-OH oficial: etanol comum: álcool etílico H3C-CH2-CH2-CH-CH2-CH3 oficial: 2-etil-1-pentanol CH2OH CH2-CH2 oficial: 1,2 - etanodiol OH OH comum: etileno glicol ou glicol CH2-CH-CH2 oficial: 1, 2,3-propanotriol comum: glicerina ou glicerol OH OH OH

Page 33: Quimica apostilafo

29

oficial: ciclohexanol

oficial: fenil-metanol

comum: álcool benzílico

CH3-CH-CH2-OH oficial: 2-metil-1-propanol comum: álcool isobutílico CH3

5.4.Propriedades físicas

Os álcoois normais até 12 C, são líquidos, os demais são sólidos, todos são

incolores.

O p.e. (ou p.f.) é maior que o p.e. (ou p.f.) dos éteres de mesma massa molar,

devido à existência de pontes de hidrogênio entre suas moléculas.

A solubilidade em água depende do número de C e do número de -OH. A

solubilidade em água quando a cadeia carbônica é pequena, ou quando possui vários

grupos -OH, se deve à formação de pontes de hidrogênio.

Os poliálcoois possuem alta viscosidade e sabor adocicado.

Pontes de hidrogênio

R-CH2OH-------O-CH2R intermoleculares (p.e) H RCH2OH-------O álcool e água (solubilidade)

H H

OH

CH2-OH

Page 34: Quimica apostilafo

30

5.5. Propriedades químicas

a)Obtenção de detergente

CH3(CH2)10CH2OH + H2SO4 → CH3(CH2)10CH2OSO3H + H2O

álcool dodecílico ou laurílico ácido dodecil-sulfônico

CH3(CH2)10CH2OSO3H + NaOH → CH3(CH2)10CH2OSO-3Na+

+ H2O

sulfato dodecil de sódio (SDS)→detergente

A detergência ou capacidade de limpeza do detergente se deve a sua

estrutura molecular: uma parte polar, que atrai moléculas de água e uma parte apolar

(a cadeia), que atrai a sujeira ou gordura.

Cadeia apolar

(micela)sujeira-

- -

-

--

Cabeça polarH

O

H

b)Desidratação intermolecular

H2SO4 CH3CH2OH + HO – CH2-CH3 CH3CH2OCH2CH3 + H2O 140oC c)Desidratação intramolecular

Al2O3 CH2-CH2 H2C=CH2 + H2O 300oC H OH H2SO4 CH2-CH2 CH2=CH2 + H2O 170oC H OH

Page 35: Quimica apostilafo

31

d)Oxidação

Cu O CH3CH2CH2OH CH3CH2C KMnO4 CH3CH2COOH 250oC H CH3 CH3CH2-CH-CH2OH KMnO4 CH3CH2CHCOOH CH3

H CH3-C-CH2CH3 KMnO4 CH3-C-CH2CH3 OH O

Page 36: Quimica apostilafo

32

6.ÉTERES

6.1.Aplicação

Os éteres são conhecidos por suas propriedade anestésicas e muito utilizados

como solventes de graxas ou borrachas, em perfumarias e em sínteses orgânicas.

O éter etílico era comumente empregado como anestésico em cirurgias

prolongadas. Hoje se dá preferência aos éteres halogenados, como o 2,2-dicloro 1,1-

difluor-etil-metil éter, que não são inflamáveis, nem explosivos.

6.2.Fórmula geral

Éteres são compostos que apresentam o átomo de oxigênio ligado a cadeias

alifáticas ou aromáticas.

R - O - R R → cadeia alifática

Ar - O - R Ar → cadeia aromática

6.3.Nomenclatura

CH3 - O - CH3 oficial: metano-oxi-metano, metoxi-metano

comum: dimetil éter, metil éter, éter dimetílico, éter

metílico

CH3CH2-O-CH2CH3 oficial: etano-oxi-etano, etoxi-etano

comum: éter etílico, dietil éter, éter sulfúrico, éter.

CH3-O-CH2-CH3 oficial: metoxi etano

comum: éter metil etílico

Page 37: Quimica apostilafo

33

CH3-CH2-O-CH2-CH2-CH3 oficial: etoxi propano

comum: éter etil-propílico, etil propril éter

O - CH3

O

CH2 - O - CH2

Alguns éteres cíclicos:

O

O

O O

O

oficial: metóxi benzeno

comum: éter metil fenílico, anisol

oficial: fenóxi benzeno

comum: éter difenílico, difenil éter

comum: éter benzílico, éter dibenzílico,

dibenzil éter, benzil éter

oxirano (óxido de etileno)

oxolano (tetrahidrofurano - THF)

oxano (tetrahidropirano)

1,4 - dioxano (dioxano)

Page 38: Quimica apostilafo

34

6.4.Propriedades físicas

Os primeiros éteres são líquidos voláteis (até 4C), solúveis em solventes

orgânicos. Os ésteres com 2C são solúveis em água formando pontes de H.A

solubilidade dos éteres de cadeia pequena é atribuída à formação de pontes de H.

O ponto de fusão e o ponto de ebulição dos éteres são comparáveis aos dos

alcanos de massa molar correspondente. Os éteres não formam pontes

intermoleculares.

O éter etílico, denominado simplesmente éter, é muito volátil e inflamável.

Seus vapores, mais densos que o ar, permanecem sobre as superfícies constituindo

perigo de incêndio. Forma peróxidos explosivos, como os outros éteres, em

exposição à luz e ar:

H H luz H H H-C-O-C-H + O2 (ar) H-C-O-C-H

H H | | OOH H

peróxido

6.5.Propriedades químicas

a)cisão pelos ácidos

HX R-O-R’ + HX RX + R’OH R’X

Page 39: Quimica apostilafo

35

7.FENÓIS

7.1.Aplicação

Os fenóis constituem uma importante classe de substâncias para a preparação

de plásticos, resinas, ácido pícrico, sabões germicidas, desinfetantes e em medicina.

O fenol comum é obtido a partir da destilação do alcatrão da hulha (fração de

230oC).

Outros fenóis muito utilizados na vida diária são os:

cresóis: como desinfetantes e estabilizantes de gasolina.

di-fenóis: em fotografia e em medicina.

tri-fenóis: tais como o pirogalol - em fotografia, como germicidad e na

dosagem de oxigênio.

Na natureza podem ser encontrados diversos fenóis, tais como:

- o-hidroxi-benzóico (mais conhecido como ácido salicílico), obtido das árvores de

salgueiro;

- timol - constituinte dos antissépticos bucais devido ao seu sabor agradável;

- eugenol - responsável pelo aroma do cravo-da-índia.

Um fenol complexo conhecido como tetrahidrocanabinol é o princípio ativo

mais importante da maconha.

7.2.Fórmula geral

Os fenóis são compostos que apresentam o grupo -OH ligado diretamente ao

anel aromático.

Ar - OH

Page 40: Quimica apostilafo

36

7.3.Nomenclatura

OH

ou C6H5OH

CH3

OH

OH

CH3

HO

CH3

OH

OH

OH

OH

oficial: hidroxibenzeno

comum: fenol

oficial: 1-hidroxi-2-metilbenzeno

o-hidroximetilbenzeno

comum: o-hidroxitolueno

o-cresol

m-cresol

p-cresol

oficial: 1,2-dihidroxibenzeno

o-dihidroxibenzeno

comercial: catecol

oficial: 1,3-dihidroxibenzeno

m-dihidroxibenzeno

comum: resorcinol

Page 41: Quimica apostilafo

37

OH

HO

OH

OH

OH

NO2

HO

NO2O2N

OH

OH

Cl H2C

OHOH

Cl

ClCl

ClCl

comum: hidroquinona

oficial: 1,2,3-trihidroxibenzeno

comum: pirogalol

oficial: 2,4,6-trinitrofenol

comum: ácido pícrico

oficial: 1-hidroxinaftaleno

α-hidroxinaftaleno

comum: α-naftol

oficial: 2-hidroxinaftaleno

β-hidroxinaftaleno

comum: β-naftol

comum: hexaclorofeno (constituinte de

pastas e desodorantes)

Page 42: Quimica apostilafo

38

7.4. Propriedades físicas

Os fenóis, em geral, são sólidos, pouco solúveis em H2O e ácidos e

solúveis em soluções alcalinas (NaOH).

OH-

ArOH ArO-Na+ insolúvel solúvel em H2O

pf e pe altos → pontes de H

OH . . . O

H

Page 43: Quimica apostilafo

39

8.HALETOS ORGÂNICOS

8.1.Aplicação

Alguns haletos orgânicos tais como: clorofórmio, tetracloreto de carbono e

cloreto de metileno são muito usados como solvente para substâncias orgânicas.

O tetracloreto de carbono ainda é usado em extintores de incêndio, apesar de

não ser recomendável, porque à temperaturas altas, o tetracloreto de carbono reage

com o oxigênio do ar formando o gás fosgênio altamente tóxico.

Outro composto halogenado, o brometo de metila é usado para combater

fogos elétricos, pois forma uma nuvem de gás que isola as chamas do oxigênio. O

brometo de metila também é usado como inseticida para desinfetar produtos

armazenados como o arroz, sem afetar as propriedades germinativas das sementes.

Muitos outros inseticidas como DDT, BHC, aldrin, são compostos orgânicos

poli-clorados. O iodofórmio é usado como antisséptico.

O cloreto de metila, muito tóxico, é usado como gás refrigerante em

geladeiras e ar condicionado, mas o dicloro diflúor-metano é preferido porque não é

tóxico.

O cloreto de etila (p.e. = 12o. C) é usado como anestésico local e era um dos

componentes do “lança perfume” usado no carnaval.

A primeira borracha sintética obtida na América (1932) foi a neoprene,

produzida a partir de um haleto orgânico: 2-cloro-1,3-butadieno.

A partir o tetraflúor etileno obtém-se o polímero teflon que é usado em

revestimento de panelas, na confecção de peças móveis não lubrificáveis e também

na construção de prédios à prova de terremotos, pois as sapatas deslizantes de teflon

permitem que o prédio sofra uma pequena movimentação sem desgastar seus

suportes.

Page 44: Quimica apostilafo

40

Ex.:

F F

C C Teflon

F F n

8.2.Fórmula geral

Os haletos orgânicos são compostos que possuem um ou mais halogênios

ligados a carbonos. Podem ser aromáticos ou não.

R - X ou Ar - X

X = Cl, Br, F, I

8.3.Nomenclatura

CH3Cl oficial: cloro-metano

comum: cloreto de metila

CH2Cl2 oficial: dicloro-metano

comum: dicloreto de metila ou cloreto de

metileno

CHCl3 oficial: tricloro-metano

comum: tricloreto de metila ou clorofórmio

CHI3 oficial: triiodo-metano

comum: triiodeto de metila ou iodofómio

Page 45: Quimica apostilafo

41

CH3-CH-CH-CH2-CH3 oficial: 2,3-dicloro-pentano | | Cl Cl

Br

oficial: bromo-benzeno comum: brometo de fenila

CH2=CH-Cl oficial: cloro-eteno comum: cloro-etileno ou cloreto de vinila CCl2F2 oficial: diclorodiflúor metano comum: “freon” 8.4.Propriedades físicas

Os haletos orgânicos, em geral, são compostos polares e não formam pontes

de hidrogênio. São, portanto, insolúveis em água.

Os pontos de ebulição dos haletos são, em geral, maiores que os dos

hidrocarboentos correspondentes.

O estado físico dos haletos orgânicos a temperatura ambiente depende do

número de átomos de carbono, do tipo de halogênio e do número de átomos de

halogênio presente no haleto.

Assim, por exemplo: o CH3F é gás, o CH3I é líquido, O CH3CH2Cl é gás, o

CH3CH2Br é líquido, o HCCl3 é líquido e o HCI3 é sólido.

Os haletos orgânicos, em geral, são compostos mais densos que a água. PE oC

CH3F -79

CH3Cl -23,7

Page 46: Quimica apostilafo

42

CH3Br 4,6

CH3I 42,3

8.5.Propriedades químicas

OH- a)RBr + H2O ROH + Br- KOH b)CH2-CH2 CH2=CH2 + KX + H2O álcool

H X

Page 47: Quimica apostilafo

43

9.ALDEÍDOS

9.1.Aplicação

Na série dos aldeídos encontramos o formaldeído, cuja solução aquosa a 40%

é conhecida como formol (ou formalina), que tem grande aplicação como

desinfetante e bactericidade nos detergentes domésticos e na conservação de peças

anatômicas. O formaldeído também é usado na indústria de plásticos.

Outro aldeído importante é o acetaldeído usado na síntese de outros

compostos orgânicos como inseticidas (DDT); hipnótico (cloral); ácido acético

utilizado para obter vinagre e ainda os espelhos de prata.

O aroma natural da baunilha deve-se ao aldeído fenólico, vanilina.

9.2.Fórmula geral

Aldeídos são compostos que apresentam carbonila ligada a C e hidrogênio ou

a hidrogênios, podendo ser alifáticos ou aromáticos.

O O O || || || R-C-H Ar-C-H H-C-H 9.3.Nomenclatura

H-CO

H

oficial: metanal comum: aldeído fórmico ou formaldeído

O oficial: etanal || comum: aldeído acético ou acetaldeído CH3-C-H

Page 48: Quimica apostilafo

44

O || oficial: propanal CH3-CH2-C-H comum: aldeído propiônico ou propionaldeído O || oficial: 2-metil-butanal HC3-CH2-CH-C-H | CH3 O oficial: propenal || comum: acroleína CH2=CH-C-H O O oficial: etanodial

|| || comum: glioxal

H-C-C-H

O

C - H

O

HCHOCH2CH-CH-CH-CH-

OHOHOHOH

oficial: fenil-metanal comum: aldeído benzóico ou benzaldeído

oficial: 2,3,4, 5, 6-pentahidroxihexanal comum: glicose

9.4.Propriedades físicas

O aldeído mais simples (o fórmico) é gás. O acetaldeído (p.e. 21o C) é gás nos

dias quentes e líquido nos dias frios. Até 15C são líquidos e os demais são sólidos e

todos são incolores.

Não formam pontes de hidrogênio entre suas moléculas, mas são compostos

polares, por isso tem p.e. maior que os hidrocarbonetos e menor que álcoois de

massas molares próximas.

Page 49: Quimica apostilafo

45

Os aldeídos de cadeia carbônica pequena (até 5C) são solúveis em água

devido à formação de pontes de hidrogênio entre a água e o aldeído:

O

HCR-

H-O

H

A solubilidade em água diminui quando a cadeia carbônica aumenta.

Page 50: Quimica apostilafo

46

10.CETONAS

10.1.Aplicação

As cetonas cíclicas de alto peso molecular tem odor muito agradável, sendo

componentes de perfumes de alto preço, como por exemplo o almíscar que possui a

cetona muscona.

A cânfora foi usada durante séculos para fins medicinais.

A testosterona, hormônio responsável pelas características masculinas no

homem, também é uma cetona cíclica. A ciclo hexanona é usada para a síntese do

nylon.

O principal aromatizante da margarina é uma cetona conhecida como

biacetila.

O composto mais conhecido nessa série é a acetona amplamente utilizada

como solvente industrial.

10.2.Fórmula geral

Cetonas são compostos que apresentam carbonila ligada ( C = O) ligada a

carbonos. Podem ser aromáticos ou não.

O O O || || || R-C-R R-C-Ar Ar-C-Ar 10.3. Nomenclatura

H3C-C-CH3 oficial: propanona || comum: acetona, dimetil-cetona O

Page 51: Quimica apostilafo

47

H O | || oficial: 4-metil-2-pentanona H3C-C-CH2-C-CH3 comum: isobutil-metil-cetona | CH3

O

H3C - C

O

C

O

comum: fenil, metil-cetona, acetofenona comum: difenil-cetona, benzofenona oficial: ciclo hexanona

O O oficial: butano-2,3-diona || || comum: biacetila H3C-C-C-CH3 HOH2C-C-CH-CH-CH-CH2OH oficial: 1, 3, 4, 5, 6 - pentahidroxi-2-hexanona || comercial: frutose O OH OH OH

10.4.Propriedades físicas

As propriedades físicas das cetonas se assemelham às propriedades dos

aldeídos, salientando-se que as cetonas são pouco mais polares, portanto, tem ponto

de ebulição ligeiramente maior que os aldeídos de mesma massa molar.

Page 52: Quimica apostilafo

48

10.5.Equilíbrio ceto-enólico (tautomeria)

HC C CH3 CH2 C CH3

(H)(H)O :OHH

ceto enol

Page 53: Quimica apostilafo

49

11.ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

11.1.Aplicação

Os ácidos carboxílicos de alto peso molecular (15 a 18C) ocorrem na natureza

nos óleos e gorduras, que desempenham importante papel no metabolismo animal e

vegetal. Esses ácidos graxos também são importantes na obtenção de sabão.

Outros ácidos como o ácido cinâmico, encontrado no óleo de canela, é usado

na produção de perfumes. O ácido acético é usado como vinagre e também como

acidulante nos alimentos em conserva. O ácido benzóico também é aditivo alimentar,

atua como conservante.

O ácido salicílico é empregado na obtenção da aspirina e o ácido adípico na

síntese do nylon.

11.2.Fórmula geral

Os ácidos carboxílicos são compostos que apresentam uma ou mais carboxilas

O

HC(

O) ,podem ser alifáticos ou aromáticos

11.3.Nomenclatura

O

HCH

O

oficial: ácido metanóico

comum: ácido fórmico (do latim: formica =

formiga)

p.e. = 100,5oC pka = 3,77

Page 54: Quimica apostilafo

50

3

OH

OH C-C

2H -C3

OH

OH C-C

oficial: ácido etanóico

comum: ácido acético (do latim acetum =

azedo)

p.e. = 118o. pka = 4,76

oficial: ácido propanóico

comum: ácido propiônico

p.e. = 141oC pka = 4,88

H3C-CH2-CH2-CO2H oficial: ácido butanóico

comum: ácido butírico (do latim butirum =

manteiga)

p.e. = 163oC pka = 4,82

H3C-(CH2)3-CO2H oficial: ácido pentanóico

comum: ácido valérico (do latim valere = ser

forte)

H3C-(CH2)4CO2H oficial: ácido hexanóico (6C)

comum: ácido capróico (do latim caper = cabra)

H3C-(CH2)6CO2H oficial: ácido octanóico (8C)

comum: ácido caprílico (do latim caper = cabra)

H3C(CH2)8-CO2H oficial: ácido decanóico (10C)

comum: ácido cáprico

Page 55: Quimica apostilafo

51

H3C(CH2)14CO2H oficial: ácido hexadecanóico (16C)

comum: ácido palmítico

H3C-(CH2)16CO2H oficial: ácido octadecanóico (18C)

comum: ácido esteárico (estear = sebo)

H3C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CO2H oficial: ácido octadeceno-9-óico (18C)

comum: ácido oleico (presente no óleo

comestível)

OH | HO2C- CH2-C-CH2CO2H oficial: ácido 3-hidroxi-propano-1,2,3- | tricarboxílico CH2 comum: ácido cítrico | CO2H

HO2C-CO2H oficial: ácido etanodióico

comum: ácido oxálico

pka = 1,46

HO2C-CH=CH-CO2H oficial: ácido butenodióico

cis → maleico

trans → fumárico

HO2C-(CH2)4-CO2H oficial: ácido hexanodióico

comum: ácido adípico

H2C=CH-CO2H oficial: ácido propenóico

comum ácido acrílico

Page 56: Quimica apostilafo

52

H3C-CH2-CH-CO2H oficial: ácido 2-metil-butanóico | CH3

CO H2

oficial: ácido benzeno-carboxílico comum: ácido benzóico pka = 4,20 NO2-CH2CO2H oficial: ácido nitroetanóico comum: ácido nitroacético pka = 1,68 F-CH2CO2H oficial: ácido flúor etanóico comum: ácido flúor acético pka = 2,66

Cl-CH2CO2H oficial: ácido cloro etanóico

comum: ácido cloro acético

pka = 2,86

11.4.Propriedades físicas

Na série dos ácidos carboxílicos saturados, os três primeiros são líquidos e

têm cheiro irritante. Até 10C são oleosos e de cheiro desagradável, os demais são

sólidos semelhantes à cera.

São compostos de alto ponto de ebulição devido à formação de pontes de

hidrogênio. Apresentam alta polaridade.

A solubilidade em água diminui com o aumento da cadeia carbônica.

Page 57: Quimica apostilafo

53

Pontes de H

OH O

.........HOORC C-R

........... (duplas pontes - alto p.e)

OO.........H H

RCOH (cadeia pequena - solubilidade por pontes de H)

Os ácidos orgânicos são solúveis em NaOH e NaHCO3

O

OHRC

O+ NaOH RC

ONa + H O2

RC

O

OHRC

O

ONa+ CO2+H2O

+ NaHCO3

11.5.Força dos ácidos

Os ácidos ionizam, em solução aquosa:

CH3COOH ⇔ H+(aq)

+ CH3COO-(aq)

][ ][][K =

H COO

CH COOHa

+

3

CH x

3−

−= 185 10 5,

pka = -log Ka, ou seja, pKa do CH3COOH = 4,76

Quanto maior o pka, menor é a força do ácido.

Page 58: Quimica apostilafo

54

Os grupos ligados ao carboxilato determinam a força do ácido. Estes podem

ser receptores (atraentes) de elétrons, ou da carga do ~COO-, estabilizando então o

carboxilato e tornando o ácido mais forte. Ex.: G = -F, -Cl, -Br, -I, -OH, -NO2, isto é:

O

G ← CO

Por outro lado, grupos que doam elétrons ao ânion carboxilato,

desestabilizando-o, tornam o ácido mais fraco.

Ex.: G = -NH2, -CH3, - CH2-CH3 - C6H5, isto é:

OG C

O

Page 59: Quimica apostilafo

55

12.ANIDRIDOS

12.1.Aplicação

Os anidridos são muitos empregados em sínteses orgânicas, principalmente o

anidrido acético, muito usado na obtenção de ácidos, ésteres e amidas.

12.2.Fórmula geral

R-C-O-C-R Ar-C-O-C-Ar || || || || O O O O Obs.: possui dois grupos acilas R-C- || O 12.3.Nomenclatura São derivados de ácidos pela perda de água. 2CH3-CO2H → CH3-C-O-C-CH3 + H2O || || O O HC-O-CH || || oficial: anidrido metanóico O O comum: anidrido fórmico CH3-C-O-C-CH3 || || oficial: anidrido etanóico O O comum: anidrido acético CH3-C-O-C-CH2-CH3 oficial: anidrido etanóico-propanóico || || comum: anidrido acético-propiônico O O

Page 60: Quimica apostilafo

56

H5C6-C-O-C-C6H5 comum: anidrido benzóico || || O O CH3-COOCOC6H5 comum: anidrido acético-benzóico H C-CH2 2

C C

O O O

ou CO OO

oficial: anidrido ciclo butanodióico comum: anidrido succínico

O

C

C

O

O

comum: anidrido ftálico

12.4.Propriedades físicas

Os anidridos possuem p.e. semelhante ao dos aldeídos e cetonas de massa

molar correspondentes.

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57

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58

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59

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61

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62

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63

14.CLORETOS DE ÁCIDOS

14.1.Aplicação

Os cloretos de ácidos carboxílicos são utilizados principalmente para

obtenção de ácidos carboxílicos, ésteres, amidas e anidridos.

14.2.Fórmula geral

São compostos orgânicos derivados dos ácidos carboxílicos pela substituição

do -OH da carboxila por um átomo de cloro.

R-C Ar-CO O

Cl Cl

14.3.Nomenclatura

O

ClH C-C3

Cl

C

O

cloreto de etanoila

cloreto de acetila

cloreto de benzoíla

14.4.Propriedades físicas

Os cloretos de ácido têm aproximadamente os mesmos pontos de ebulição que

os aldeídos e cetonas de massa molar próxima.

São insolúveis em água e o cloreto de acetila reage violentamente com água.

Tem odor muito irritante e são fortes lacrimogêneos.

Page 68: Quimica apostilafo

64

15.AMIDAS

15.1.Aplicação

Os músculos, o sangue e as enzimas contêm várias amidas de massa

molecular elevada.

A uréia, uma diamida, é usada em sínteses orgãnicas, na obtenção de

plásticos, adesivos, resinas, adubos e na fabricação de alguns sedativos e hipnóticos.

A acetanilida é usada como antipirético para diminuir a febre e como

analgésico no tratamento de dores de cabeça e nevralgias.

15.2.Fórmula geral

R’’ | R-C-NH2 R-C-NH-R’ R-C-N-R’ || || || O O O amida primária amida secundária amida terciária

Ar-C-NH2 amida primária aromática || O Obs.: R’ ou R’’ podem ser Ar. 15.3.Nomenclatura

Amidas são compostos derivados de um ácido carboxílico em reação com NH3 ou com uma amina (RCOOH + NH3 → RCONH2 + H2O) H-C-NH2 oficial: metanamida || comum: formamida O

Page 69: Quimica apostilafo

65

H3C-C-NH2 oficial: etanamida || comum: acetamida O H2N-C-CH2-CH2-CH3 oficial: butanamida || comum: butiramida O

O

C

NH2 oficial: benzamida H2N-C-NH2 || comum: uréia, carbamida O CH3-C-N-CH3 oficial: N,N - dimetil etanamida || | comum: N,N-dimetil acetamida O CH3

C

O

N - CH3

H

oficial: N-metil-benzamida

OH

3CH -C-N

oficial: N-fenil etanamida comercial: N-fenil acetamida ou acetanilida

CH3 | H3C-CH-C-N-CH2-CH3 oficial: N-etil, N-metil-2- | || cloropropanamida Cl O

Page 70: Quimica apostilafo

66

H

CO-N(Et)2H

CH3

NH

N

A dietilamida do ácido lisérgico, LSD, é uma amida, fabricada a partir de

alcalóides extraídos da ferrugem (fungo) das gramíneas. Esta substância é um

alucionógeno que produz psicose.

15.4.Propriedades físicas

As amidas são sólidos cristalinos, menos a formamida que é líquida.

Possuem p.f. e p.e. mais elevados do que os anidridos, ésteres e cloretos de

ácidos, pois suas moléculas interagem através de pontes de H.

R

ORC

HNH.......O

CN-H....

H

As amidas com até 5 átomos de C são solúveis em água.

Não dissolvem em HCl 5%.

Page 71: Quimica apostilafo

67

16.AMINAS

16.1.Aplicação

As aminas são muito conhecidas, pois participam de uma série de reações

químicas e são também encontradas na natureza, nos amino-ácidos, proteínas,

alcalóides e vitaminas. Vários derivados de aminas têm grande efeito sobre o

organismo humano, tais como as penicilinas, o LSD e o veneno de cicuta.

Também se empregam várias aminas na obtenção de sulfas e anéstesicos

locais e uma diamina simples participa da síntese do “nylon”

16.2.Fórmula geral São compostos derivados da amônia (NH3) pela substituição dos hidrogênios por cadeias carbônicas. R-NH2 R-N-H R-N-R’’ | | R’ R’ amina primária amina secundária amina terciária Ar-NH2 Ar-NH Ar-N-Ar | | Ar ou Ar-NH R | R H R RC=NH R-C=NH aldimina cetimina

16.3.Nomenclatura CH3NH2 oficial: metanamina comum: metil amina

Page 72: Quimica apostilafo

68

H3CCH2NH2 oficial: etanamina comum: etilamina H3C-CH-CH3 oficial: 2-propanamina | comum: isopropilamina NH2 H3C-N-CH3 comum: trimetil-amina | CH3

H3C-N-CH2-CH3 comum: etil-metil amina | H H2N-CH2-CH2-NH2 oficial: 1,2-diaminoetano comum: etileno diamina H3C-CH-CH2-NH2 | oficial: 2-hidroxipropanamina OH H C-CH

N-CH CH CH

CH3

2

2 2

3

3

comum: etil, metil, propil amina

H3C - NH

oficial: N-metil ciclohexanamina

Page 73: Quimica apostilafo

69

NH2

oficial: amino-benzeno comum: fenilamina, anilina

H3C - NH

comum: N-metil fenilamina, N-metil anilina

H3C - N - CH3

comum: N,N-dimetil anilina

NH2

CH3

comum: o-metil anilina, o-toluidina

NH

comum: difenilamina

CH2 - NH - CH2

comum: dibenzil amina

Page 74: Quimica apostilafo

70

CH2 - CH2 - NH2

H3CO

OCH3

H3CO

mescalina (do cacto do peiote)

16.4.Propriedades físicas

As primeiras aminas, metil amina e etil amina, são gasosas e as aminas até 12

átomos de C são líquidas.

As aminas primárias e secundárias formam pontes de H intermoleculares, mas

não tão fortes como os álcoois e, portanto, têm p.e. menores que os dos álcoois e um

pouco maiores que os dos alcanos correspondentes.

H |δ- R-N -------------------δ+H-N-R | | H H As aminas com até 5 C são solúveis em água e ácidos diluídos, gerando soluções alcalinas: R-NH2 + H2O⇔R-NH3

+ + OH-

RNH2 + HCl ⇔ RNH3

+Cl- (cloridrato)

16.5.Basicidade

NH3 < RNH2 < R2NH < R3N

-efeito indutivo de grupos R aumenta a basicidade.

-estabilização do cátion por hidratação aumenta a basicidade.

Page 75: Quimica apostilafo

71

.. .. NH3 CH3-NH2 CH3 .. CH3

pkb= 4,75 pkb = 3,36 NH N: CH3 CH3

CH3 pkb= 3,23 pkb = 4,20

R3N + H2O ⇔ R3N+H + OH-

kR NH OH

R Nb

=+ −[ ][ ]

[ ]3

3

Page 76: Quimica apostilafo

72

17.NITRILAS

17.1. Aplicação

Algumas nitrilas, como a acrilonitrila, formam importantes produtos como as

borrachas sintéticas e as fibras sintéticas (para tapetes e cobertores). Outras são bons

solventes para substâncias iônicas e covalentes, como a acetonitrila.

17.2.Fórmula geral

R-CN Ar-CN

alifática aromática

17.3.Nomenclatura

As nitrilas estão relacionadas estruturalmente com o cianeto de hidrogênio

(HCN), só que apresentam o grupo CN ligado diretamente à cadeia carbônica.

CH3CN oficial: etanonitrila

comum: acetonitrila, cianeto de metila

CH3-CH2CH2CN oficial: butanonitrila

comum: butironitrila

NC-CH2-CH2-CN oficial: butanodinitrila

Page 77: Quimica apostilafo

73

CN

CH2CN

H2C=CH-CN

oficial: toluenonitrila

comum: benzonitrila, cianeto de fenila

oficial: feniletanonitrila

comum: cianeto de benzila

comum: acrilonitrila

Cl-CH2-CH2-CH2-C≡N oficial: 4-cloro butanonitrila

17.4.Propriedade físicas

As primeiras nitrilas são líquidas, incolores, de cheiro agradável, insolúveis

em água e solúveis em álcoois, éter,a cetona. A partir de 16 C são sólidas.

O p.e. das nitrilas são maiores que os dos álcoois de massa molar comparável,

pois são bastante polares e estão associadas no estado líquido.

δ- R R-C≡N--------C δ+ ||| N

Page 78: Quimica apostilafo

74

18.NITROCOMPOSTOS

18.1.Aplicação

Alguns nitrocompostos são úteis como solventes ou reagentes. Outros fazem

parte da classe de explosivos de alta potência sensíveis a choques mecânicos.

18.2.Fórmula geral

R-NO2 Ar-NO2

18.3.Nomenclatura

Compostos cujo grupo nitro se liga diretamente à cadeia carbônica alifática ou

aromática.

CH3NO2 oficial: nitrometano

NO2

NO2

NO2

O2N

CH3

oficial: nitro benzeno

oficial: 2,4,6 - trinitro-tolueno

comum: (TNT)

Page 79: Quimica apostilafo

75

CH2-O-NO2 | oficial: trinitrato de glicerila CH-O-NO2 comum: nitroglicerina | CH2-O-NO2

CH3-CH-CH2COOH comum: ácido 3-nitro butírico | NO2

CH3-CH-CH3 oficial: 2-nitropropano

| NO2

18.4. Propriedades físicas

Os nitroderivados são compostos polares (o grupo nitro é muito

eletronegativo) e possuem altos p.e., embora sejam pouco solúveis em água.

R-N+ O

-

OR-N

+O

O-

Page 80: Quimica apostilafo

76

19. ORGANOMETÁLICOS

19.1. Aplicação

Um dos mais conhecidos organometálicos é o tetraetil chumbo empregado

como antidetonante em gasolinas. Atualmente seu uso foi proibido.

Os compostos carbonados de alumínio (organo-alumínios) são muito

utulizados como catalisadores em certas reações orgânicas.

Os organo-zincos e cádmios são relativamente pouco reativos e úteis

principalmente em determinadas sínteses orgânicas.

Outros organometálicos que se destacam pelo seu amplo uso em síntese, são

os haletos de alquil-magnésio, denominados reagentes de Grignard RMgX. Esses

reagentes receberam o nome de seu descobridor Vitor Grignard, um químico francês

que recebeu o prêmio Nobel de Química, em 1912.

19.2. Fórmula Geral

São compostos que possuem ligações carbono-metal ou carbono-metal-

halogênio

R-Me Me - metal

R-Me-X X - halogêneo

Ar-Me-X

19.3. Nomenclatura

CH3Li comum: metil-lítio

(CH3)2Ca comum: dimetil cálcio

Page 81: Quimica apostilafo

77

CH3CH2CH2CH2K comum:n-butil-potássio

(CH3CH2)2Mg comum: dietil-magnésio

(CH3)3Ga comum: trimetil-gálio

(CH3CH2)4Pb comum: tetraetil-chumbo

(CH3CH2)2Zn comum: dietil zinco

CH3CH2MgBr comum: brometo de etil-magnésio

CH3MgCl comum: cloreto de metil-magnésio

CH3CH2HgCl comum: cloreto de etil-mercúrio

19.4. Propriedades Físicas

Os compostos cujas ligações carbono-metal são essencialmente iônicas, como

os alquil-sódios e alquil-potássios reagem explosivamente com a água, não são

voláteis e são insolúveis em solventes apolares.

Já os compostos possuindo ligações covalentes C-M são estáveis ao ar, são

solúveis em éteres e alcanos.

Os compostos R-Zn-X e R-Mg-X são líquidos, não polares ou sólidos de p.f.

baixo. Os organo-magnésios têm caráter iônico intermediário e reatividade

moderada. Os compostos de mercúrio dialquilados são voláteis e bastante tóxicos.

Page 82: Quimica apostilafo

78

20. ALGUNS COMPOSTOS DE ENXOFRE

Tio-álcool, tio éter e ácidos sulfônicos

20.1. Aplicação

Os ácidos sulfônicos se destacam entre os compostos de enxofre por serem

matérias-primas na fabricação de detergentes e por fazerem parte de corantes e

medicamentos.

20.2. Fórmula geral

Tio Álcool (tiol) - composto orgânico, contendo o grupo -SH sulfidrila, invés

do -OH. R-SH - tiol ou mercaptan - devido à grande afinidade destes compostos

com os sais mercúricos - ″mercurium cáptans″.

Tio-Éter (sulfeto) - R-S-R

Ácido Sulfônico

R-SO3H e Ar-SO3H

O

(R-S-O-H)

O

Page 83: Quimica apostilafo

79

20.3. Nomenclatura

CH3CH2-SH oficial: etanotiol

comum: etil mercaptan

CH3-CH-CH2-CH3 oficial: 2-butanotiol comum: sec-butil-mercaptan SH

HS-CH2-CH2-SH oficial: 1,2-etanoditiol

HS-CH2-CH2-OH oficial: 2-mercapto-etanol

CH3-CH2-S-CH2-CH3 oficial: etano-tio-etano

comum: dietil sulfeto

(CH3)3-C-S-CH3 comum: t-butil-metil sulfeto

CH3SO3H oficial: ácido metano sulfônico

SO3H

oficial: ácido benzeno sulfônico

SO3H

comum: ácido α naftaleno sulfônico

Page 84: Quimica apostilafo

80

degradável

LAB

Na+

C12H26

SO3-

comum: lauril-alquil-benzenos-sulfonato

20.4. Propriedades físicas.

Os tio-álcoois são substâncias voláteis, de odor desagradável e penetrante.

O p.e. dos tio-álcoois é inferior ao dos álcoois correspondentes, pois o H

ligado a S, não está polarizado o suficiente para formar pontes de H com outra

molécula.

Os tio-éteres são líquidos mais voláteis que os éteres correspondentes,

possuem odor desagradável e são insolúveis na água.

Ácidos sulfônicos são compostos polares mais solúveis em água que os outros

compostos orgânicos. São compostos de baixa volatilidade e decompõe-se ao

aquecimento antes de atingirem o ponto de ebulição.

Page 85: Quimica apostilafo

81

21.BIBLIOGRAFIA

ALLINGER, N.L. Química Orgânica. Editora Guanabara Dois, Rio de Janeiro,

1990.

MACKENZIE, C.A. Unified Organic Chemistry. Harper & Row, Publishers, 1985.

MEISLICH, H. NECHAMKIN, H., SHAREFKIN, J. Química Orgânica - 2a. edição,

1994 - ″Coleção Schaum″.

MORRISON, R., BOYD, R. Química Orgânica. Fundação Calouste Gulbenkian,

Portugal, 1992.

REUSCH, W.H. Química Orgânica. Vol 1 e 2. Editora McGraw-Hill, 1980.