Química Orgânica I
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CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES
Química Orgânica I
Professora Albaneide Fernandes Wanderley
Disponível em: https://professora-alba-wanderley3.webnode.com/
e-mail: [email protected]
Ementa: Reações das funções orgânicas oxigenadas e
nitrogenadas.
Química de Orgânica I
Unidade I Visão geral das reações orgânicas, reações de alcanos
e alcenos e alcinos.
Unidade II Reações os compostos aromáticos e haletos orgânicos
Unidade III Reações de funções oxigenadas não carboniladas
Plano de curso
Plano de curso
Avaliações Data
Avaliação 1 08/05/2018
Avaliação 2 12/06/2018
Avaliação 3 17/07/2018
Reposição 23/07/2018
Exame Final 07/08/2018
Referências
BOYD, R. N.; MORRISON, R. T. Química Orgânica. 14.
ed. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian. 2005.
McMURRY, J. Química Orgânica, Vol. 1. 4a edição. : Rio
de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos Editora, 1997.
SOLOMONS T. W. G. & FRYHLE, C. B., Química
Orgânica, vol. 1. 8a edição, Rio de Janeiro: LTC Livros
Técnicos e Científicos Editora:, 2006.
TIPOS DE REAÇÕES
ORGÂNICAS:
Reações de adição:
Reações eliminação:
jjjj
Reações de substituição:
Reações de rearranjos:
Exercício
1. Classifique as seguintes reações:
a)CH3Br + KOH CH3OH + KBr
b)CH3CH2OH H2C=CH2 + H2O
c)H2C=CH2 CH3CH3
8
Como as reações orgânicas ocorrem? Mecanismos
Clivagem de ligações Covalentes:
Homólise
Reações que envolvem homólise são radicalares.
Reações que envolvem heterólise são chamadas de
reações polares.
Heterólise
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Visão geral sobre as reações
orgânicas: Ácidos e bases
Ácidos e Bases
1) Ácidos e Bases de Brönsted-Lowry
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Ácido é uma substância (uma molécula ou um íon)
capaz de ceder um próton (H+);
Base é uma substância (uma molécula ou um íon)
capaz de receber um próton (H+).
Ácidos e Bases
1) Ácidos e Bases de Brönsted-Lowry
Ácidos e Bases
Força dos Ácidos e Bases
[H3O+][A-]
[H2O][HA]K =
Base Ácido Ácido Base conjugado conjugada
HA (aq) H3O (aq)H2O (l) + + A (aq)
Ácidos e Bases
2) Ácidos e Bases de Lewis
Ácido é uma substância cuja molécula pode receber
um par de elétrons para formar uma ligação covalente;
Base é uma substância cuja molécula pode doar um
par de elétrons a uma molécula de ácido para formar uma
ligação covalente.
Ácidos e Bases
2) Ácidos e Bases de Lewis
Ácidos e Bases
Ácidos e Bases de Lewis: atração de cargas opostas
BF3: carga positiva substancial no átomo de B
NH3: carga negativa substancial no átomo de N
Exercício
2. Escreva as equações mostrando a reação
ácido base entre:
a) O metanol reage com o BF3
b) O clorometano reage com o AlCl3
c) O éter dimetílico reage com o BF3
Exercício
3. Quais das seguintes espécies são ácidos de
Lewis em potencial?
Eletrófilos (E+) e Nucleófilos (Nu-)
jjjj
Eletrófilo é um reagente que recebe um par de
elétrons para a formação de uma ligação covalente.
(ácido de Lewis)
Nucleófilo é um reagente que fornece um par de
elétrons para a formação de uma ligação covalente.
(base de Lewis)
Na química orgânica, ácidos e base de Lewis chamados
de eletrófilos e nucleófilos.
Eletrófilos e Nucleófilos
jjjj
Alguns Exemplos:
Ácidos de Lewis
Bases de Lewis
Heterólise de ligações do carbono: Carbocátions e Cabânions
Ácido de Lewis ou eletrófilo
Heterólise de ligações do carbono: Carbocátions e Cabânions
Base de Lewis ou nucleófilo
Uso das setas curvas na representação de mecanismos
As setas curvas apontam dos elétrons para o átomo
que recebe os elétrons (nucleófilo ao eletrólifo)
Uso das setas curvas na representação de mecanismos
Exercício:
3. Use a notação de seta curva para escrever a reação
entre A) dimetilamina, (CH3)2NH, e o trifluoreto de
boro (BF3) e B) ácido acético e água. Identifique o
núcleófico e o eletrófilo e atribua as cargas formais
apropriadas.
Medida da acidez através do pKa.
pKa = -log [Ka],
Logo, quanto maior o pKa menor vai ser a
concentração de H+, e portanto, mas fraco vai ser o
ácido.
Observem que o íon Cl- representa a base conjugada
mais fraca pois é originado a partir do ácido mais forte
(HCl pKa = -7). A hidroxila representa a base mais forte,
pois foi originada a partir do ácido mais fraco (H2O pKa
= 15,7)
Força das bases
Exercício
4. O pKa do íon C6H5NH3+ é 4,6. Com base neste fato,
decida se a anilina, C6H5NH2, é uma base mais forte ou
mais fraca que a metilamina, CH3NH2.
Dado que:
Exercício:
6. Usando as setas curvas, equacione a reação com a
água, dos reagentes a seguir e indique a base
conjugada de cada ácido.
a) NH3 b) NH4+ c) CH3OH
5. Um ácido HA tem Ka = 10-7 e outro ácido, apresenta
pKa= 5. Calcule o pKa de cada um e indique o mais
forte. Dado log 2 = 0,3
Quando uma reação ácido-base ocorre?
As reações ácido-base sempre favorecem a formação
do ácido mais fraco e da base mais fraca.
Estrutura e acidez
O Efeito de Hibridização
pKa = 25 pKa = 44 pKa = 50
Acidez relativa dos hidrocarbonetos
Basicidade relativa dos carbânions
Acidez dos ácidos carboxílicos
Ácidos carboxílicos e álcoois tem caráter ácido, porém
os ácidos carboxílicos são mais fortes, tendo pKa na
faixa de 3-15, enquanto que os álcoois, apresentam
pKa na faixa de 15-18.
Porque ácidos carboxícos são mais fortes?
-Efeito de Ressonância
É o efeito de um átomo ou grupo de átomos de atração
ou repulsão elétrons na sua direção. O efeito indutivo
enfraquece a medida que a distância para o substituinte
aumenta.
-Efeito Indutivo
Porque ácidos carboxícos são mais fortes?
Porque ácidos carboxícos são mais fortes?
-Efeito Indutivo
-Outro exemplo:
Exercício
7. Qual ácido mais forte? Justifique
a) CH2ClO2H ou CHCl2CO2H
b) CCl3CO2H ou CHCl2CO2H
c) CH2FCO2H ou CH2BrCO2H
Mecanismo de Reação
- Álcool tert-butílico e ácido clorídrico concentrado:
Reação de substituição:
- Etapa 1: formação do álcool protonado ( íon alquiloxônio)
- Etapa 2: Heterólise da ligação C-O do íon alquiloxônio
- Etapa 3: formação do cloreto de tert-butila.
As três etapas representam reações ácido-base!
Mecanismo de Reação
Etapa 1
Etapa 2
Mecanismo de Reação
Etapa 3
Ex.: Proponha um mecanismo para reação de
substituição entre o propanol e o ácido bromídrico
concentrado.
Ácidos e bases em soluções não aquosas
A água só doará um próton se a base com quem reagir,
for mais forte que o íon hidróxido
Entretanto, podemos usar solventes mais fracos que a
água para reagir com bases fortes:
Ácidos e bases em soluções não aquosas
Exercício
8. Escreva as equações ácido-base para as reações abaixo.
Indique o valor de pKa das espécies envolvidas,
consultando a tabela 3.1 em seu livro (Solomons).
a) CH3OH + NaH
b) NaNH2 + CH3CH2OH
Síntese de compostos marcados com Deutétrio e Trítio
Importância: Desvendar mecanismos de reações
Exercício
9. Complete as seguintes reações ácido-base:
a) Etino + NaH
b) A solução obtida em (a) + D2O
hexano