reações organicas
TRANSCRIPT
REAÇÕES ORGÂNICAS - CLASSIFICAÇÃO:
1.1. REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO – CARACTERÍSTICA DE COMPOSTOS SATURADOS ( ALCANOS E HALETOS ORGÂNICOS)
C A + B X C B + A X
Professor Bosco
1.1.1. SUBSTITUIÇÃO EM ALCANOS ( APOLARES SOFREM CISÃO HOMOLÍTICA) SUBSTITUIÇÃO POR RADICAIS LIVRES
H H
H3C C H + Cl Cl H3 C Cl + HCl
H H
REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO
CLORAÇÃO
HCl + R H HCl + R Cl
BROMAÇÃO
R H + Br Br HBr + R Br
NITRAÇÃO
OHNO2 + R H R NO2 + HOH
SULFONAÇÃO
R H + HO SO3H H2O + R SO3H
SUBSTITUIÇÃO EM AROMÁTICOS
NITRAÇÃO
ACILAÇÃO
ALQUILAÇÃO
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:
1.2.HALETOS ORGÂNICOS - Por serem compostos polares, sofrem cisão heterolítica. Como a molécula orgânica perde o elétron da ligação com o halogênio, é atacada 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.
H3C-CH2-CH3 + Br2 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 é orientada 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 Cl + 3 HCl
Cl
1.4.7.2 NA CADEIA
CALOR, CLARIDADE, CADEIA
EXEMPLO Cl2 + tolueno:
CH3 CH2Cl
+ Cl2 + HCl
1. REAÇÕES DE ADIÇÃO.
A B
C = C + 3 AB C – C
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 I2 na 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
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
1. REAÇÕES DE ADIÇÃO EM CICLANOS. OS CICLANOS COM ATÉ 5 CARBONOS NA MOLÉCULA PODEM SOFRER REAÇÕES DE ADIÇÃO.
1.1. TEORIA DAS TENSÕES DE BAYER - Quanto mais o ângulo entre as ligações no ciclo se afasta de 10928' mais instável ( e mais fácil de ser rompido) se torna o ciclano. Isto ocorre na ordem: ciclopropano (60), ciclobutano (90) e ciclopentano (108).
13.2 EXEMPLOS DE HIDROGENAÇÃO E HALOGENAÇÃO DO:
1.13.2.1. CICLOPROPANO
Ni/CALOR
+ H2 H3C-CH2-CH3
Ni/CALOR
+ Cl2 Cl-CH2-CH2-CH2Cl
3.2.2. CICLOBUTANO
Ni/CALOR
+ H2 H3C-CH2-CH2-CH3
Ni/CALOR
+ Cl2 Cl-CH2-CH2-CH2-CH2-Cl
1.1.1. CICLOPENTANO
+ H2 H3C-CH2-CH2CH2-CH3
Cl
+ Cl2
1.1.1. CICLO-HEXANO NÃO REAGE COM H2 – ÂNGULO 109o28’ (TODOS OS CICLANOS COM MAIS DE 6 CARBONOS)
Cl
+ Cl2
4.REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO:
4.1. ELIMINAÇÃO INTRAMOLECULAR DE HALETOS ORGÂNICOS. PRODUZ ALCENOS É FEITA 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 170O 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 +
+ H3C-CH2-O-CH2-CH3
5.6.OXIDAÇÃO E REDUÇÃO. OXIDAÇÃO - AÇÃO DO [O]. REDUÇÃO - AÇÃO DO [H].
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.
7.1. ALCENO PRODUZ DIOL VICINAL.
KMnO4
H2C = CH2 +2[O] H2C – CH2
H2O/OH- OH OH
7.2.ETINO PRODUZ ETANODIAL KMnO4/BÁSICO
H-C = C-H + 4[O] O = C – C = O +
H H
+ H2O2
7.3. ALCINO COM TRIPLA ENTRE CARBONOS SECUNDÁRIOS PRODUZ DICETONA (DIONA).
KMnO4/BÁSICO O O
H3C-C=C-CH3 + 4[O] H3C – C – C - CH3
+ 2 H2O.
7.4. ALCINO COM TRIPLA ENTRE CARBONOS PRIMÁRIO E SECUNDÁRIO PRODUZ ALDEÍDO-CETONA (FUNÇÃO MISTA).
KMnO4/BÁSICO O
H3C-C=CH + 4[O] H3C-C-C=O + 2H2O
H
Básico
Branda
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.
KMnO4/H+
H3C-C=C-CH3 + 4[O] 2 H3C-COOH
8.3. DUPLA EM CARBONO TERCIÀRIO PRODUZ CETONA.
KMnO4/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: K2Cr2O7/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 K2Cr2O7/H+ O
H3C–C–CH3 + [O] H3C–C–CH3 + H2O
9.4. O ÁLCOOL TERCIÁRIO NÃO OXIDA
OH
H3C–C–CH3 + [O] NÃO REAGE
CH3
10.REDUÇÃO DE ÁCIDOS, ALDEÍDOS E CETONAS. OCORRE COM ZINCO EM PRESENÇA DE ÁCIDO CLORÍDRICO.
10.1. ALDEÍDO. REDUÇÃO TOTAL PRODUZ ÁLCOOL PRIMÁRIO
H3C-C=O + 2[H] H3C-CH2-OH
H
10.2. ÁCIDO CARBOXÍLICO. REDUÇÃO PARCIAL PRODUZ ALDEÍDO E TOTAL ÁLCOOL PRIMÁRIO.
H3C-C=O + 2[H] H2O + H3C-C=O +2[H]
OH H
H3C-CH2-OH
ÁLCOOL
PRIMÁRIO
OXIDAÇÃO REDUÇÃO
ALDEÍDO
OXIDAÇÃO REDUÇÃO
ÁCIDO CARBOXÍLICO
10.3. CETONA. REDUÇÃO TOTAL PRODUZ ÁLCOOL SECUNDÁRIO.
O OH
H3C-C-CH3 + 2[H] H3C-C-CH3
ÁLCOOL
SECUNDÁRIO
OXIDAÇÃO REDUÇÃO
CETONA