resumo de reações orgânicas
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Resumo de Reaes orgnicas
HIDROCARBONETOS
1- Alcanos
Reaes
Reaes de substituio
R H+Cl Cl reao declorao
HCl+ R Cl cloroalcano
R H+Br Br reao debromao HBr+ R Br bromoalcano
R H+OH NO2 reao denitrao H2O+ R NO2 nitroalcano
R H+HO SO3Hreao de
sulfonao H2O+R SO3H cidoalcanossulfnico
Reatividade:Hterc > Hsec > Hprim
Reatividade do Cl2 > reatividade do Br2.O iodo (I2) no reage diretamente com os alcanos.
Condies da halogenao:
presena da luz ultravioleta ou aquecimento.Condies da nitrao:
HNO3 conc. e aquecimento.
Condies da sulfonao:H2SO4 fumante e aquecimentoH2SO4 fumante = H2SO4 + SO3
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Reaes de combusto
Total:CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 n CO2 + (n+1) H2O
Parcial:CnH2n+2 + (2n+1)/2 O2 n CO + (n+1) H2OCnH2n+2 + (n+1)/2 O2 n C + (n+1) H2O
Reao de cracking
Exemplo: C16H34500 700C
C8H18 + C8H16Reao de reforma cataltica
Exemplos:
n.hexano cat. benzeno + hidrognio
n.heptano
cat. tolueno + hidrognio
Mtodos de obteno
O||
R C ONa + NaOH R H + Na2CO3a
Wurtz
2RX + 2Na R R + 2NaX
Grignard
R Mg X + H2O R H + MgX(OH)
Dumas
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Sabatier e SenderensCnH2n + H2
Ni CnH2n+2
Moissan
Al4C3 + 12H2O 4Al(OH)3 + 3CH4
Fontes do metano
Gs de petrleo
Gs de hulha
Gs natural
BiogsAplicaes do metano
Combustvel
Fabricao do hidrognio
Fabricao do negro-de-fumo ou p-de-sapato
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2- Alcenos
Reaes
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C=C+ H2 H C C H| | | |
alcano
| | (frio) | |C=C+ X2 X CCX| | | |
di-halogenoalcano vicinalhaleto de alquileno vicinal
| | | |C=C+ HX H CCX| | | |
halogenoalcanohaleto de alquila
Regra de Markownikoff: OH se adiciona ao C ligado ao maiornmero de H.
H2C = CH2+ H2SO4H CH2 CH2 OSO3H
HOHH CH2 CH2 OH + H2SO4
lcool
O3/H2O
(ozonlise) + + H2O2aldedo
oucetonaaldedo
oucetona
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Oxidao de Baeyer Oxidao branda, com KMnO4(aq) neutra oualcalina.
HO CH2 CH2 OHdilcool vicinal glicol
Desaparece a cor violeta do MnO4 e forma-se um precipitado marrom
de MnO2.
Oxidao exaustiva ou enrgica KMnO4/H2SO4, K2Cr2O7/H2SO4,CrO3.
3[O] +
cidocarboxlico cetona
Polimerizao
3- Alcadienos conjugados
Reao tpica: adio em 1-4
H| H|
CH = CH CH = CH + H2CH CH = CH CH Polmeros Borracha natural e sinttica
( CH2C= CH CH2)n|CH3
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borracha naturalpolmero do isopreno
( CH2 CH = CH CH2)nbuna
polmero do 1,3 butadieno
( CH2C= CH CH2)n|Cl
neopreno ou duoprenopolmero do cloropreno
Buna-Spolmero do (1,3-butadieno + estireno)
Buna-Npolmero do (1,3-butadieno + acrilnitrilo)
4- Alquinos
Reaes
X| X| X| X|
C C + X2C=C+ X2 C C |X |X
di-halogeno-alqueno tetra-halogeno-alcano
H| X| H| X|
C C + HX C = C + HX C C |H |X
halogenoalquenohaleto de alquenila di-halogenoalcanohaleto de alquilideno
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H|
C C + HOH H+/Hg++ C = C tautomeria C C |
OH |H ||O |H
enol aldedo, cetona
CnH2n2+ H2
Ni/ CnH2n
+ H2
Ni/ CnH2n+2alquino alqueno alcano
Trimerizao3 C2H2Acetileno
FeC6H6
Benzeno
Oxidao enrgicaR C C H [O]
H2O R COOH + CO2 + H2O
R C C R1 [O]H2O R COOH + HOOC R2
Reao particular de alcinos verdadeiros C C H + Na C C Na + H2
C C H + Ag+ + NH3 C C Ag + NH4+
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Acetileno em particular
calcrioCaCO3 hulha
cal virgemCaO
carvocoque
carburetoCaC2HOH
A C E T I L E N OH2 HCl HCN HOH O2 comb.etileno
H2C = CH2 cloreto devinilaH2C = CHCl
acrilnitriloH2C = CH C N aldedo acticoH3C CHO
CALOR(maaricos)
H2 polimerizaopolimerizao H2 [O]etano
H3C CH3PVC
policloreto devinila
poliacrilnitriloORLON lcool etlicoH3C CH2OH
cido acticoH3C COOH
5- Hidrocarbonetos aromticos
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Reaes de Friedel-Crafts
+ R X AlCl3 + HCl
+ Cl C R AlCl3 C R + HCl||O ||O
Tolueno
As reaes de substituio no ncleo aromtico se do nas
posies orto e para.Sua maior aplicao na fabricao do TNT.
Matrias-primas usadas na fabricao do tolueno: carvo (hulha) e petrleo.
Principais orto-para dirigentesNH2OHR (alquil)X (Cl, Br, I)
Principais meta dirigentesNO2SO3HCOOHCONH2CHOC N
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1- Reaes dos lcoois
Substituio do H do grupo OH
Reao com metais alcalinos:
R OH + Na H2 + R O-Na+alcoxissdio
R O-Na+ + HOH R OH + Na+ + OH
Reao com compostos de Grignard:
R OH + R1 MgX R1 H + ROMgXhaleto de
alcoximagnsioR OMgX + HOH R OH + MgX(OH)
Reao com cidos Mtodo de obteno de steres:
ROH + HO C R1HOH+ RO C R1||O
||O
Reao com cloretos de cidos Mtodo de obteno de steres
ROH + Cl C R1RO C R1+ HCl||
O ||O
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Substituio do grupo OH
Reao com haletos de hidrognio (HX) Mtodo de obteno de R X:
R OH + HX R X + H2O
Reao com haletos do fsforo (PX3, PX5) Mtodo de obtenode R X:
R OH + PCl5 R Cl + POCl3 + HCl
3R OH + PX3 3R X + H3PO3
Reao de desidratao
Desidratao intramolecular Mtodo de obteno de alquenos:
CC OH H2O C = C + H2O|H
|OH
Desidratao intermolecular Mtodo de obteno de teres:
2R OH R O R + H2OReao de oxidao
Com agentes oxidantes (KMnO4/H2SO4, K2Cr2O7/H2SO4):
lcool primrio aldedo cido carboxlico
lcool secundrio cetona
lcool tercirio no reage
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Oxidao cataltica:
lcool primrio + O2 (ar)Cu/400C aldedolcool secundrio + O2 (ar)Cu/400C cetona
importante mtodo de fabricao de aldedos e cetonas.
2- Mtodos de laboratrio de obteno de lcool
Hidratao de Alcenos
Reao de derivados halogenados com NaOH(aq)
Reao de Hidrlise de steres
Hidrogenao (reduo) de aldedos e cetonas
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Reao de aldedos e cetonas com compostos de Grignard, seguidade hidrlise
3- lcool Metlico (Metanol)
4- lcool Etlico (Etanol)Os processos industriais usados na sua fabricao so:
A partir do PetrleoOs gases resultantes do cracking do petrleo contm C2H4 que, porhidratao, fornece o lcool etlico.
A partir do CarvoEste processo, pode ser esquematizado:
A partir de Hidratos de CarbonoO lcool etlico forma-se pela fermentao da glicose sob a ao de umaenzima denominada zimase. Esta enzima elaborada pelomicroorganismoSaccharomyces cerevisae, que se desenvolve na levedura dacerveja.
Para a fabricao do lcool etlico, a indstria no parte diretamente daglicose, porque um produto caro. As matrias primas que fornecem a
glicose so o melao da cana de acar, o suco de beterraba, alguns cereaise a madeira. No Brasil, a matria prima mais usada o melao, que contm
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cerca de 40% de sacarose. O melao colocado na presena da levedura emcondies favorveis fermentao. O Saccharomyces, na presena dasacarose, elabora uma enzima chamada invertase ou sucrase, que hidrolisaa sacarose, produzindo glicose e frutose, as quais, sob a ao da zimase,fornecem o lcool etlico:
As substncias aucaradas (melao e suco de beterraba) podem sersubstitudas por substncias amilceas encontradas nos cereais(milho, cevada, arroz, etc); obtm-se, assim, o lcool de cereais.Nesse caso, a fermentao iniciada sob a ao domalte, que acevada germinada. O malte elabora as enzimasdenominadasamilaseemaltase, que transformam o amido em
glicose:
Depois de todo o amido ter-se transformado em glicose, adicionadaa levedura; sob a ao da zimase, a glicose se transforma,finalmente, em lcool etlico.
Alm das substncias aucaradas e amilceas (milho, cevada, arroz eoutros cereais), a indstria tambm utiliza substncias celulsicascomo fonte de glicose, tais como madeira, papel velho, etc. Acelulose dessas substncias , inicialmente, hidrolisada at sertransformada em glicose; a seguir, a glicose fermentada, dando olcool etlico:
Por destilao do lquido resultante da fermentao em grandescolunas de fracionamento, pode-se obter o lcool de 96%. Pordestilao fracionada, no possvel obter-se o lcool 100%, porquea mistura contendo 96% de lcool etlico e 4% de gua azeotrpica etem ponto de ebulio inferior ao do lcool etlico puro.
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1- Reaes dos aldedos e cetonas
Reduo (hidrogenao) cataltica Mtodos de obteno delcoois primrios e secundrios
Reduo (hidrogenao) cataltica Mtodos de obteno delcoois primrios e secundrios
Oxidao
Com oxidantes comuns (KMnO4/H2SO4, K2Cr2O7/H2SO4, etc.)
Com reativo de Tollens (soluo de AgNO3 + NH3)
Com reativo de Fehling ou Benedict (soluo de CuSO4 + NaOH + sal deSeignette ou citrato de sdio)
Reao com PCl5 Substituio no grupo carbonilo
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Reao com halognios Substituio no carbono alfa
2- Acetona
Obteno:pirlise do acetato de clcio
Maior aplicao:dissolvente (na indstria e no laboratrio)
3- cidos carboxlicos
Fora
HCOOH semiforte, CH3COOH e os homlogos seguintes so fracose a fora diminui com o aumento da cadeia carbnica.
A substituio de um ou mais H de carbono vizinho aoCOOH porradicais negativos aumenta a fora do cido.Exemplo: o CH3COOH fraco e o CCl3COOH forte.
Reao
Com metais e com bases So semelhantes s dos cidos inorgnicos:
2CH3COOH + MgMg(CH3COO)2+ H2
2CH3COOH + Mg(OH)2Mg(CH3COO)2+ 2H2O
Com PCl3 e PCl5 Mtodo de obteno de cloreto de acila:
Reao semelhante dois lcoois e fenis.
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RCOOH + PCl5RCClO + POCl3+ HCl
3RCOOH + PBr33RCBrO + H3PO3
Com RMgX:
RCOOH + R1MgXRCOOMgX + R1H
Com lcoois Reao de esterificao.
Com halognios Substituio no carbono (vizinho ao COOH):
CH3COOH + 3Cl2CCl3COOH + 3HCl
cido frmico Obteno e aplicaes
Obteno:
CO + NaOH/presso HCOO]Na HClHCOOH + NaCl
Aplicaes:
desinfetantes, tingimento de tecidos, curtimento do couro.
Fermentao actica
CH3CH2OH + O2 (ar) Mycoderma acetiCH3COOH + H2O
a reao que ocorre na transformao do vinho em vinagre.
4- steres
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Hidrlise cida e hidrlise alcalina
Hidrlise cida:
RCOOR1+ H2ORCOOH + HOR1
Hidrlise alcalina Reao de saponificao:
RCOOR1+ NaOHRCOO]Na + HOR1
Reaes de amonlise e aminlise
Mtodo de obteno de amidas
RCOOR1+ NH3RCONH2+ HOR1
RCOOR1+ R2NH2RCONHR2+ HOR1
Aplicaes
Essncias de frutos steres de cidos inferiores e mdios com lcooisinferiores e mdios.Exemplo: acetato de octila (essncia de laranja).
leos e gorduras steres de glicerol com cidos graxos.
Ceras steres de cidos graxos com lcoois superiores.
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1- Aminas
Carter
As aminas tm carter bsico:
RNH2 + H2 O
RNH3]
++ OH
Reaes
Com cidos:
RNH2 + H+ RNH3]
+
C2H5NH2 + HCl C2H5NH3]+Cl-
cloreto de etilamnio
Com HNO2:
amina primria + HNO2 lcool + N2 (g)+ H2O
amina secundria + HNO2 nitrosamina + H2O
amina terciria + HNO2
no h reaoAnilina
A anilina a principal amina. usada na fabricao de corantes e demedicamentos (acetanilida e sulfas).
A anilina d reaes de substituio no ncleo aromtico semelhantess do benzeno. O grupo NH2 orto-para dirigente.
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2- Amidas
Carter
As amidas no tm carter bsico nem cido.
Reaes
De desidratao Mtodo de obteno de nitrilos:
RCONH2/P2O5
RCN + H2O
Hidrlise:
cida (por exemplo, com HCl):
RCONH2 + H2O + HCl RCOOH + NH4Cl
bsica (por exemplo, com NaOH):
RCONH2 + NaOH RCOONa+ NH3
Com HNO2 - semelhante das aminas.
Uria
A uria principal amida. a diamida do cido carbnico. Suafabricao feita a partir da seguinte reao:
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CO2 + 2NH3/presso
CO(NH2)2 + H2O
A uria usada na fabricao de polmeros do tipo da baquelite, demedicamentos e como fertilizante na agricultura.
3- Nitrilos
Reaes
De hidrlise:
cida (por exemplo, com HCl):
RCN + 2H2O + HCl RCOOH + NH4Cl
bsica (por exemplo, com NaOH):
RCN + H2O + NaOH RCOONa + NH3
De hidrogenao:
RCN + 2H2RCH2NH2amina primria