Reações Químicas Orgânicas I

1. Reações Químicas Orgânicas I Professora: Joyce Almeida

2. REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS • Como tudo começou?

3. REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS BERZELIUS "Somente os seres vivos podem transformar substâncias minerais em orgânicas." (Teoria da Força Vital) Jöns Jacob Berzelius (1779-1848)

4. A Teoria da Força Vital Significou estagnação no desenvolvimento de novos materiais que hoje chamamos de compostos orgânicos

5. REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS WHÖLLER Realizou a síntese da uréia (composto orgânico) a partir do cianato de amônio (composto inorgânico) em laboratório. (Derrubou a Teoria da Força Vital) Friedrich Wöhler (1800-1882)

6. REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS NH2 calor NH4CNO C = O NH2 Cianato de amônio uréia (inorgânico ou “mineral”) (orgânico)

7. REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS Conseqüências da Síntese de Wöhller Milhões de compostos podem ser sintetizados em laboratório, pois há mudança de paradigma.

8. Surge a Síntese Orgânica

9. Síntese Orgânica Graças aos avanços da Síntese Orgânica, hoje, obtêm-se compostos de alta complexidade. Qual o limite?

10. Fórmula estrutural da palitoxina.

11. REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS- RQO Entendendo alguns mecanismos de RQO Chama-se mecanismo de uma RQO a descrição das várias etapas pelas quais ela passa, como . . .

12. Mecanismos de RQO • 1. A ruptura das ligações. X XXX • 2. Os ataques eletrofílicos e nucleofílicos ao reagente orgânico • 3. A formação de novas ligações e de compostos intermediários, etc.

13. Mecanismos de RQO • Ruptura das ligações Homolítica- a ruptura é de modo igual. Ocorrem em moléculas apolares ou com baixa diferença de eletronegatividade entre os átomos. Br · · Br Br· + · Br Ruptura Radical livre

14. Ruptura das ligações • Heterolítica- a ruptura é feita de modo desigual, ficando o par eletrônico com apenas um dos átomos da ligação. Moléculas polarizadas. Forma íons. H H I I H – C · · H H – C Θ + H+ I I H H Ruptura Carbânion Cátion

15. Tipos de Reagentes X ·Radical livre: produto da quebra homolítica. X+Agente eletrófilo: produto da quebra heterolítica. X-Agente Nucleófilo: produto da quebra heterolítica.

16. Tipos de Reagentes X+Agente eletrófilo • São “deficientes de elétrons”; • São ácidos de Lewis. Ex: H+ , Br+, CH3+, BF3, AlCl3, carbo-cátions, etc. Dica: sinal positivo ou nenhum par de elétrons sobrando.

17. Tipos de Reagentes X-Agente nucleófilo • São “fornecedores de elétrons”; • São bases de Lewis. Ex: OH-, CN-,Cl-,carbo-ânions, etc. Dica: sinal negativo ou par de elétrons sobrando.

18. Conceito: Ácido e Base de Bronsted-Lowry • Ácido: toda espécie química capaz de doar prótons (H+) • Base: capaz de receber prótons (H+) em uma reação

19. Ácido e Base de Lewis • Ácido de Lewis: toda espécie química capaz de receber par de elétrons. • Base de Lewis: toda espécie química capaz ceder par de elétrons

20. Tipos de Reações Orgânicas • Adição; • Substituição; • Eliminação; • - Oxidação-redução.

21. Reações de Adição • É quando duas ou mais moléculas reagentes formam uma única como produto. Observação: são 2 moléculas de H2 ocorrem nos alcenos, nos alcinos, em aldeídos e nas cetonas.

22. Tipos de Adição • Hidrogenação: entra H • Halogenação: entra halogênio (7 A) • Adição de haletos de hidrogênio ou halogenidretos: entra H e halogênio (ácidos). • Hidratação: entra H e OH (água).

23. Hidrogenação catalítica • H2 e presença de catalisadores metálicos (Ni, Pt e Pd). Pt Alceno forma alcano

24. Hidrogenação Alcinos • (1)Parcial: alcino forma alceno • (2)Total: alcino forma alcano 1 2 Observação: são 2 moléculas de H2

25. Halogenação • presença do CCl4, formando di-haletos de alquil alcenos Parcial- alcinos Total- alcinos

26. Hidratação • presença de catalisadores ácidos (H+), originando álcoois REGRA DE MARKOVNIKOV, que diz: “O hidrogênio (H+) é adicionado ao carbono da dupla ligação mais hidrogenado”.

27. Adição de Haletos de Hidrogênio • Produz: haletos de alquil • Alcenos e alcinos com três ou mais átomos de carbono: produzirá 2 compostos, sendo um deles em maior proporção (produto principal). REGRA DE MARKOVNIKOV

28. Tópico Especial: Hidrogenação • Hidrogenação de óleos: fabricação da margarina

29. Hidrogenação • As moléculas : função éster. Especificamente são tri-ésteres de ácidos graxos de cadeia longa e glicerol (triglicerídeos).

30. Molécula de Triacilglicerol

31. As insaturações possibilitam que o hidrogênio seja adicionado às ligações duplas C=C, convertendo-as em ligações simples Hidrogenação de um óleo, produz uma gordura sólida.

32. A hidrogenação total é evitada, porque o triacilglicerol completamente saturado é muito duro e quebradiço. As gorduras hidrogenadas rançam muito menos do que as não-hidrogenadas. O rancescimento deve-se à presença de ácidos e aldeídos voláteis, de mau odor, resultante (pelo menos em parte) do ataque do oxigênio às posições duplas, reativas da molécula. A hidrogenação, diminuindo o número de insaturações, retarda o desenvolvimento de ranço.

33. Tópico Especial: Adição Eletrofílica e Nucleofílica • Reação Nucleofílica: ocorre quando o substrato adiciona na primeira etapa um reagente nucleófilo

34. Reação eletrofílica: ocorre quando o substrato adiciona na primeira etapa um reagente eletrófilo.

35. Exercícios No equilíbrio abaixo, podemos afirmar que de acordo com o conceito de ácido e base de Brönsted-Lowry: a) NH4 + atua como base. b) NH3 atua como base. c) HCl atua como base. d) Cl – atua como ácido. e) NH3 atua como ácido.

36. Na equação abaixo, o íon bicarbonato (HCO3–) é classificado como: a) base de Arrhenius. b) base de Brönsted. c) base de Lewis. d) ácido de Brönsted. e) ácido de Lewis

37. Indique, dentre os reagentes abaixo, o nucleofílico: a) BF3. b) H3O +. c) AlCl3. d) Cl2. e) H2O.

38. Indique, dentre os reagentes abaixo, o eletrofílico: a) NH3. b) HCN. c) H3O+. d) ROH. e) H2O.

39. O produto principal da reação: a) álcool primário. b) álcool secundário. c) aldeído. d) ácido carboxílico. e) cetona.

40. Próxima aula: Reação de Substituição