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REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS
BERZELIUS
"Somente os seres vivos podem transformar substâncias minerais em orgânicas."
(Teoria da Força Vital)
REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS
A Teoria da Força Vital
Significou estagnação no desenvolvimento de novos materiais que hoje chamamos
de compostos orgânicos.
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)
REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS
NH2
calor
NH4CNO C = O
NH2
Cianato de amônio uréia
(inorgânico ou “mineral”) (orgânico)
REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS
Conseqüências da Síntese de Wöhller
Milhões de compostos podem ser sintetizados em laboratório, pois há
mudança de paradigma.
REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS
Síntese Orgânica
Graças aos avanços da Síntese Orgânica, hoje, obtêm-se compostos de alta
complexidade.
Qual o limite?
REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS
Entendendo alguns mecanismos de RQO
Chama-se mecanismo de uma RQO a descrição das várias etapas pelas quais
ela passa, como . . .
REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS
Entendendo alguns mecanismos de RQO
2. Os ataques eletrofílicos e nucleofílicos ao reagente orgânico.
REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS
Entendendo alguns mecanismos de RQO
3. A formação de novas ligações e de compostos intermediários, etc.
REAÇÕES QUÍMICAS ORGÂNICAS
Entendendo alguns mecanismos de RQO
A partir de agora, faremos breve estudo a respeito dos principais mecanismos de
reação.
Rupturas de ligações
Nas reações orgânicas é muito comum a formação de grupos intermediários
instáveis, sendo, portanto, de existência transitória, nos quais o carbono não tem
efetuadas suas quatro ligações.
Rupturas de ligações
Estes grupos se originam da ruptura de ligações entre átomos, que pode ocorrer de modo homogêneo ou heterogêneo.
Rupturas de ligações
Ruptura Homolítica
As rupturas homolíticas freqüentemente ocorrem em moléculas apolares ou com
baixa diferença de eletronegatividade entre os átomos das ligações e exigem
alta energia.
Rupturas de ligações
Ruptura Homolítica
H H I I H – C · · H H – C · + · H I I H H Ruptura Radical livre
Rupturas de ligações
Ruptura Heterolítica
Quando a ruptura é feita de modo desigual, ficando o par eletrônico com apenas um
dos átomos da ligação, temos uma ruptura heterolítica, resultando na formação de
íons.
Rupturas de ligações
Ruptura Heterolítica
As rupturas heterolíticas freqüentemente ocorrem em ligações polarizadas, em
presença de solventes polares, à custa de pouca energia.
Rupturas de ligações
Ruptura Heterolítica
H H I I H – C · · H H – C Θ + H+
I I H H Ruptura Carbânion Cátion
Rupturas de ligações
Ruptura Heterolítica
H H I I H – C · · Br H – C + Br-
I I H H Ruptura Carbocátion Ânion
Rupturas de ligações
Ruptura Homolítica X Ruptura Heterolítica
Salientamos que o tipo de ruptura depende de fatores como a natureza dos reagentes
(polar-apolar) e meio utilizado (solvente polar-apolar).
Rupturas de ligações
Ruptura Homolítica X Ruptura Heterolítica
Também outros fatores são importantes:- Temperatura;- Luminosidade;
- Pressão.
Tipos de reagentes
X · Radical livre (produto da quebra homolítica).
X+ Agente eletrófilo (produto da quebra heterolítica).
X- Agente Nucleófilo (produto da quebra heterolítica).
Tipos de reagentes
X+ Agente eletrófilo
Os eletrófilos são “deficientes de elétrons”, funcionam, portanto, como ácidos de Lewis.
São exemplos: H+ , Br+, CH3+, BF3, AlCl3, carbo-
cátions, etc.
Tipos de reagentes
X- Agente nucleófilo
Os nucleófilos são “fornecedores de elétrons”, funcionam, portanto, como bases de Lewis.
São exemplos: OH-, CN-,Cl-, carbo-ânions, etc.
Tipos de reações orgânicas
Podem ser por meio de :
- Adição;- Substituição;- Eliminação;
- Oxidação-redução, etc.
Tipos de reações orgânicas
Reação de adição
Na presente apresentação, abordaremos apenas a reação de adição.
Tipos de reações orgânicas
Reação de adição
Naturalmente que as demais, oportunamente, também serão estudadas.
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
Uma reação de adição muito comum no laboratório é aquela que visa à identificação
de alcenos.
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
Consiste no borbulhamento de suposto alceno (CH2 = CH2) em solução* de bromo (Br2).
* Br2 + CCl4
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
A cor avermelhada da solução de bromo desaparece, indicando a presença de
insaturação.
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
H H H H I I I I H – C = C – H + Br – Br H – C – C – H I I Br Br
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
Outro exemplo de reação de adição muito importante, porém industrial, é a hidrogenação de óleos, visando à
fabricação de margarinas.
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
As moléculas que compõem as margarinas pertencem à função éster.
Especificamente são ésteres de ácidos graxos de cadeia longa e glicerol.
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
As moléculas que compõem as margarinas pertencem à função éster.
Especificamente são tri-ésteres de ácidos graxos de cadeia longa e glicerol
(triglicerídeos).
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
Por comodidade, representamos apenas os ácidos graxos, com destaque para as
estruturas cis e trans.
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
A presença de insaturação torna o óleo líquido. Para solidificá-lo, realiza-se
reação de adição catalítica de hidrogênio (hidrogenação).
Tipos de reações orgânicas
Exemplificando ...
H H O Ni, pressão H H O
...– C = C ...– C – O- ...– C – C ... – C – O- + H H
H – H Adição de hidrogênio Margarina (sólida)
Tipos de reações orgânicas
Mecanismos de reações de adição
Pode ser adição eletrófila e adição nucleófila.
Tipos de reações orgânicas
Adição eletrófila
É aquela em que o primeiro ataque ao átomo de carbono envolve a adição de reagente
eletrófilo.
Tipos de reações orgânicas
Adição eletrófila
Br Br H2C = CH2 + Br2 H2C – CH2
eteno bromo 1,2 di-bromo-etano
Tipos de reações orgânicas
Adição eletrófila
1.ª etapa: o bromo sofre heterólise
Br · · Br Br+ + Br –
Tipos de reações orgânicas
Adição eletrófila2.ª etapa: ataque do reagente eletrófilo (Br+) ao
átomo de carbono.
Br H2C = CH2 + Br+ H2C – C+ – H
H carbocátion
Tipos de reações orgânicas
Adição eletrófila
Perceba que esta 2.ª etapa é a determinante do tipo de reação, isto é, adição eletrófila.
Tipos de reações orgânicas
Adição eletrófila3.ª etapa: ataque do reagente nucleófilo (Br-) ao
átomo de carbocátion.
Br Br BrH2C – C+ – H + Br- H2C – CH2
H carbocátion
Tipos de reações orgânicas
Adição eletrófila
Esta 3.ª etapa, embora seja nucleófila, não determina o tipo de adição.
Tipos de reações orgânicas
Adição eletrófila
Lembremo-nos que para ser adição nucleófila é necessário que haja ataque de reagente
nucleofílico na 2.ª etapa.
Tipos de reações orgânicas
Concluindo
As reações de adição não são únicos tipos.Antes de abordar os demais, achamos oportuno, agora, realizar os exercícios
propostos pelo professor.
Tipos de reações orgânicas
Concluindo
Assim que estivermos seguros em relação à abordagem introdutória que ora estamos
concluindo, retornaremos aos outros tipos de reações orgânicas e seus respectivos
mecanismos.