REAÇÕES ORGÂNICAS

Prof: WELLINGTON DIAS

REAÇÕES ORGÂNICAS

1. REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO.

1.1. ALCANOS: Por serem apolares sofrem cisão homolítica e a reação ocorre por meio de radicais livres.

EXEMPLO: Halogenação - Cloração do metano:

CH4 + 4Cℓ2 CCℓ4 + 4HCℓ

1.2.HALETOS ORGÂNICOS - Por serem compostos polares, sofrem cisão heterolítica. Como a molécula orgânica perde o elétron da ligação com o halogênio, éatacada por um reagente nucleófilo.

EXEMPLO: Reação com água - Monocloroetano + água.

H3C-Cl + HOH H3C-OH + HCl

1.3.FACILIDADE DE SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS:

H LIGADO A C TERCIÁRIO > H LIGADO A C SECUNDÁRIO > H LIGADO A C PRIMÁRIO

EXEMPLO: Propano + bromo : produz uma quantidade maior de 2-bromopropano do que de 1-bromopropano.

2H3C-CH2-CH3 + 2Br2 H3C-CH-CH3 + HBr

Br

H3C-CH2 -CH2 + HBr

Br

1.4. SUBSTITUIÇÃO NO BENZENO - O benzeno, por possuir ligações pi deslocalizadas é atacado por eletrófilos.

1.4.1 - HALOGENAÇÃO: Reação com cloro em presença de ferro como catalisador:

H Cl

+ Cl – Cl + HCl

1.4.2 - NITRAÇÃO - Reação com ácido nítrico em presença de ácido sulfúrico como catalisador.

1.4.3 - SULFONAÇÃO - Reação com ácido sulfúrico em presença de SO3.

H + OHSO3H SO3H

+HOH

1.4.4 - ACILAÇÃO DE FRIEDEL-CRAFTS - Reação com CLORETO DE ACILA, em presença de AlCl3.

1.4.5 - ACILAÇÃO DE FRIEDEL-CRAFTS - Reação com cloreto de acila, no caso o cloreto de etanoíla, em presença de AlCl3

H C = O

O CH3

+ C-CH3 HCl +

Cl

1.4.6 - A substituição em derivados do benzeno éorientada pelo átomo ou grupo de átomos ( diferente de H ) que está ligado ao anel aromático.

1.4.6.1 - RADICAIS ORTO E PARA-DIRIGENTES: AMINA, HIDRÓXI, ALCÓXI (ÉTER), RADICAIS ALQUILA E HALOGÊNIOS. SÃO RADICAIS DE PRIMEIRA CLASSE OU ATIVANTES.

CH3 CH3

2ON NO2

+ 3HONO2

NO2 +3H2O

1.4.6.2- RADICAIS META-DIRIGENTES: NITRO, SULFÔNICO, CARBOXILA, ALDOXILA, CARBONILA, ÉSTER, ACILA E CIANO. SÃO RADICAIS DE SEGUNDA CLASSE OU DESATIVANTES.

NO2 NO2

+ 2Cl-CH3

H3C CH3 + 2HCl

SOPIM SATURADO INSATURADO

ORTO-PARA META

1.4.7 - Substituição em homólogos do benzenos ( diferem por um ou mais grupos CH2 )

1.4.7.1-NO ANEL: NEVE, NUVEM NOITE -

EXEMPLO - Cl + tolueno:

CH3 CH3

Cl Cl

+ 3 Cl2 + 3 HCl

Cl

1.4.7.2 NA CADEIA

CALOR, CLARIDADE, CADEIA

EXEMPLO Cl 2 + tolueno:

CH3 CH2Cl

+ Cl2 + HCl

1. REAÇÕES DE ADIÇÃO.

1.1. - ADIÇÃO EM ALCENOS

2.1.2 - HIDROGENAÇÃO - Eteno + H2 ( catalisadores: platina, paládio ou níquel)

H2C = CH2 + H2 H3C – CH3

2.1.3 - HALOGENAÇÃO - Adição de F2, Cl2, Br2 e I2na presença de luz. Propeno + Cl2

Cl Cl

H2C=C-CH3 + Cl2 H2C-CH-CH3

2.1.4 - HALETOS DE HIDROGÊNIO - Segue a regra de Markovnikov - O hidrogênio do haleto se liga ao carbono mais hidrogenado da dupla). EXEMPLO: Propeno + HCl:

Cl

H2-C=CH-CH3 + HCl H3-C-CH-CH3

2.1.5. BROMETO DE HIDROGÊNIO - KHARASCH - A reação em presença de peróxidos inverte a regra de Makovnikov- o hidrogênio liga-se ao carbono menos hidrogenado da dupla. Propeno + HBr:

H2O2 Br

H2C=CH-CH3 + HBr H2C-CH2-CH3

Na2O2

2.1.6 - ÁGUA - A adição de água em alcenos ocorre em meio ácido e obedece à regra de Markonikov. Produz álcoois.

EXEMPLO: Eteno + água:

MEIO ÁCIDO

H2C=CH2 + HOH H3C-CH2OH

4.REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO:

4.1. ELIMINAÇÃO INTRAMOLECULAR DE HALETOS ORGÂNICOS. PRODUZ ALCENOS ÉFEITA COM KOH EM MEIO ALCOÓLICO. O HIDROGÊNIO MAIS FACILMENTE ELIMINADO: C TERC MAIOR C SEC MAIOR C PRIMÁRIO, O QUE IRÁ DETERMINAR O COMPOSTO OBTIDO EM MAIOR QUANTIDADE.

EXEMPLO : 2-CLOROPROPANO PRODUZ PROPENO.

Cl

H3C-CH-CH3 + KOH KCl + HOH

+ H2C=CH2-CH3

4.2. ELIMINAÇÃO INTRAMOLECULAR DE ÁLCOOIS. PRODUZ ALCENOS. ÁCIDO SULFÚRICO COMO CATALISADOR E 170 O C.

EXEMPLO: ETANOL PRODUZ ETENO

H OH

H2C – CH2 HOH + H2C=CH2

4.3.ELIMINAÇÃO INTERMOLECULAR DE ÁLCOOIS. PRODUZ ÉTERES. PRESENÇA DE ÁCIDO SULFÚRICO E 140O C .

H3C-CH2-OH + HO-CH2-CH3

HOH + H3C-CH2-O-CH2-CH3

4.4.ELIMINAÇÃO INTERMOLECULAR DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS. PRODUZ ANIDRIDOS. OCORRE NA PRESENÇA DE AGENTES DESIDRATANTES COMO ÁCIDO SULFÚRICO, PENTÓXIDO DE DIFÓSFORO OU ÁCIDO FOSFÓRICO.

O O

H3C-C C-CH3 HOH +

OH HO

O O

+ H3C-C - O - C-CH3

5. PRINCIPAIS REAÇÕES ORGÂNICAS ESPECÍFICAS.

5.1. COMBUSTÃO: EXEMPLO COMBUSTÃO DO PROPANO:

COMBUSTÃO TOTAL

CH3-CH2-CH3 + 5O2 3CO2 +4H2O

COMBUSTÃO PARCIAL

CH3-CH2-CH3 + 7/2 O2 3CO +4 H2O

COM FORMAÇÃO DE FULIGEM

CH3-CH2-CH3 + 2 O2 3C +4 H2O

5.2.SALIFICAÇÃO. É A REAÇÃO ENTRE UM ÁCIDO CARBOXÍLICO E UMA BASE DE ARRHENIUS. EXEMPLO: ÁCIDO PALMÍTICO E HIDRÓXIDO DE SÓDIO PRODUZ PALMITATO DE SÓDIO (SABÃO) E ÁGUA.

C15H31COOH + NaOH C15H31COONa +H2O

5.3.ESTERIFICAÇÃO - REAÇÃO DE FISCHER . ÁCIDO + ÁLCOOL PRODUZ ÉSTER + ÁGUA (EQUILÍBRIO).

EXEMPLO:

H3C-COOH + HOCH2CH3 ⇄⇄⇄⇄ HOH +

O

+ H3C-C-O-CH2-CH3

5.6.OXIDAÇÃO E REDUÇÃO.

5.6.1. OZONÓLISE DE ALCENOS - SE AMBOS OS CARBONOS DA DUPLA SÃO PRIMÁRIOS OU SECUNDÁRIOS PRODUZ ALDEÍDOS.

H2C=CH-CH3 + O3 + H2O

H-C=O + O=C-CH3 + H2O2

H H

6.2.SE AMBOS OS CARBONOS QUE FAZEM PARTE DA DUPLA SÃO TERCIÁRIOS PRODUZ CETONAS.

H3C - C = C - CH2 - CH3 + O3 + H2O

CH3 CH3

H3C - C = O + O = C - CH2 - CH3 + H2O2

CH3 CH3

6.3.SE UM DOS CARBONOS QUE FAZ PARTE DA DUPLA LIGAÇÃO É PRIMÁRIO OU SECUNDÁRIO E O OUTRO É TERCIÁRIO.

H3C-C = CH-CH3 + O3 + H2O

CH3

H3C-C = O + O= CH-CH3 + H2O2

CH3

7.OXIDAÇÃO BRANDA - OCORRE COM PERMANGANATO DE POTÁSSIO EM MEIO BÁSICO. NA OXIDAÇÃO BRANDA, APENAS A LIGAÇÃO PI É ROMPIDA SENDO SUBSTITUÍDA POR LIGAÇÕES SIGMAS FEITAS COM GRUPOS -OH.

ALCENO PRODUZ DIOL VICINAL.

KMnO 4

H2C = CH2 +2[O] H2C – CH2

H2O/OH- OH OH

8. OXIDAÇÃO ENÉRGICA - OCORRE COM PERMANGANATO DE POTÁSSIO EM MEIO ÁCIDO HÁ RUPTURA DA CADEIA.

8.1. DUPLA EM CARBONO PRIMÁRIO. PRODUZ ÁCIDO CARBÔNICO QUE SE DECOMPÕE EM ÁGUA E GÁS CARBÔNICO.

H-C = C-H + 6 [O] 2H2CO3 2CO2 + 2H2O

Enérgica

Ácido

8.2. DUPLA EM CARBONO SECUNDÁRIO PRODUZ ÁCIDO CARBOXÍLICO.

KMnO 4/H+

H3C-HC=CH-CH 3 +4[O] 2 H3C-COOH

8.3. DUPLA EM CARBONO TERCIÀRIO PRODUZ CETONA.

KMnO 4/H+

H3C - C = C - CH3 + 2[O] 2H3C - C = O

CH3 CH3 CH3

9. OXIDAÇÃO DE ÁLCOOIS. O DICROMATO DE POTÁSSIO EM MEIO ÁCIDO É MUITO USADO NA OXIDAÇÃO BRANDA DE ÁLCOOIS.

9.1. METANOL - OXIDAÇÃO PARCIAL PRODUZ METANAL E ÁCIDO METANÓICO. A TOTAL PRODUZ GÁS CARBÔNICO E ÁGUA.

H3C-OH + 3[O] H2O + HC=O +[O]

H

H-COOH H2O + CO 2

OXIDAÇÃO DE ÁLCOOIS: K 2Cr2O7/H+

9.2. ÁLCOOL PRIMÁRIO. PARCIAL PRODUZ ALDEÍDO E TOTAL ÁCIDO CARBOXÍLICO.

K2Cr2O7/H+

H3C-CH2OH + [O] H2O + H3C-C=O

H

K2Cr2O7/H+

H3C-C=O + [O] H3C-COOH

H

9.3. ÁLCOOL SECUNDÁRIO. A OXIDAÇÃO TOTAL PRODUZ CETONA.

OH K 2Cr 2O7/H+ O

H3C–CH–CH3 +[O] H3C–C–CH3 + H2O

9.4. O ÁLCOOL TERCIÁRIO NÃO OXIDA

OH

H3C–C–CH3 + [O] NÃO REAGE

CH3

ÁLCOOL

PRIMÁRIO

OXIDAÇÃO REDUÇÃO

ALDEÍDO

OXIDAÇÃO REDUÇÃO

ÁCIDO CARBOXÍLICO

ÁLCOOL

SECUNDÁRIO

OXIDAÇÃO REDUÇÃO

CETONA