Vítor Diniz

Revisão de orgânica

Curso conceito A

Hidrocarbonetos: subdivisão e nomenclatura

Subdivisões dos hidrocarbonetos

Para facilitar o estudo e a nomenclatura dos hidrocarbonetos, eles são divididos em

subgrupos ou classes, conforme tabela a seguir:

Subgrupo característica exemplo Fórmula geral

Alcanos ou parafinas

Cadeia AbertaLigações simples

H3C—CH2—CH2—CH3 (C4H10)

CnH2n+2

Alcenos, alquenos ou olefinas

Cadeia Aberta1 ligação dupla

H3C—CH=CH—CH3

(C4H8)

CnH2n

Alcinos ou alquinos

Cadeia aberta1 ligação tripla

H3C—CC—CH3

(C4H6)

CnH2n-2

Alcadienos ou dienos

Cadeia aberta2 ligações duplas

H2C=CH—CH=CH2

(C4H6)

CnH2n-2

CiclanosCadeia fechada

Ligações simples (C4H8) CnH2n

CiclenosCadeia fechada1 ligação dupla

(C4H6)CnH2n-2

AromáticosContém anel

aromático (C6H6) ------

Tabela 1: Hidrocarbonetos e seus subgrupos.

CH3

Os hidrocarbonetos aromáticos costumam ser subdividos em:

• Mononucleares: apresentam apenas um anel benzênico

• Polinucleares: apresentam dois ou mais anéis benzênicos. Polinucleares isolados

Polinucleares condensados

Nomenclatura de Hidrocarbonetos de cadeia não-

ramificada

Os químicos elaboraram um método lógico para dar nome aos compostos orgânicos, pois é impossível decorar tantos nomes

diferentes.A nomenclatura de compostos orgânicos segue as regras elaboradas pela IUPAC (União Internacional de Química Pura e

Aplicada). Segundo essas regras, o nome de um composto orgânico é formado unindo

três fragmentos:PREFIXO + INFIXO + SUFIXO

PREFIXOIndica o número de átomos de carbono

presentes na molécula, conforme tabela 2.

Prefixo No. de carbonos

met 1

et 2

prop 3

but 4

pent 5

hex 6

hept 7

oct 8

non 9

dec 10

Tabela 2: Nomenclatura de prefixos

INFIXOIndica o tipo de ligação entre os átomos de

carbono, conforme tabela 3

Infixo Tipo de ligação

an Ligação simples

en Ligação dupla

in Ligação tripla

dien 2 ligações duplas

Tabela 3: Nomenclatura de infixos

SUFIXOIndica o grupo de substâncias orgânicas ou função orgânica a que o composto pertence.

Sufixo Indica que o composto é um

o Hidrocarboneto

ol Álcool

al Aldeído

ona Cetona

oico Ácido carboxílico

Tabela 4: Nomenclatura para sufixos

HIDROCARBONETOS de cadeia aberta, acíclica ou alifática

Compostos orgânicos formados apenas por átomos de carbono e hidrogênio

H3C—CH3etano

hidrocarboneto

Ligação simples

2 carbonos

H2C = CH2 etenohidrocarboneto

Ligação dupla

2 carbonos

H3C —CH2 — CH3 propanohidrocarboneto

Ligação simples

3 carbonos

H2C CH2 etinohidrocarboneto

Ligação tripla

2 carbonos

H3C—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—

CH3

Ou

H3C —(CH2)9 — CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 — CH3

H3C —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —

CH3

butano

pentano

hexano

heptano

octano

nonano

decano

É necessário indicar no nome a localização da insaturação (ligação dupla ou tripla)

quando houver mais de uma posição possível para ela. Essa indicação é feita numerando-se os carbonos a partir da

extremidade mais próxima da insaturação e escrevendo, antes do infixo en ou in, o

menor dos dois números que recaem sobre os carbonos da insaturação.

H2C=CH—CH2—CH3H3C—CH=CH—CH3

H3C—CH2—CH=CH2

1 2 3 4 1 2 3 4

4 3 2 1But-1-eno

But-1-eno

But-2-eno

Moléculas iguais, montadas de formas diferentes

H2C=CH—CH2—CH3 H3C—CH2—CH=CH2

1 2 3 4

But-1-eno

(CORRETO)

Para o but-1-eno, o nome but-3-eno é considerado INCORRETO, pois, de acordo com a regra, a

numeração teria começado pela extremidade errada.

But-3-eno (INCORRETO)

1 2 3 4

Para alguns casos, como o do propeno, eteno, etino e propino, não é necessário colocar o número para

localizar a insaturação, porque só há uma possiblidade de localização da insaturação.

H2C = CH2 H2C CH2

H2C=CH—CH3

H3C—CH=CH2

HCC—CH3

H3C —CCH

1 2 3

3 2 1

Prop-1-ino

Prop-1-ino

PROPINO

1 2 3

3 2 1

Prop-1-enoProp-1-eno

PROPENO

ETENO ETINO

HCC—CH2—CH3 But-1-ino

H3C—CC—CH3But-2-ino

H2C=C=CH—CH3 Buta-1,2-dieno

H2C=CH—CH2—CH2—CH=CH2 Hexa-1,5-dieno

Nos alcadienos ou dienos, acrescenta-se a letra “a” entre o prefixo e o número para

melhorar a fonética da palavra.

HIDROCARBONETOS de cadeia fechada ou cíclica

Ciclo-butano Ciclo-pentano

Ciclo-penteno

Moléculas iguais escrita de modos diferentes.

Em casos como os seguintes, é necessário localizar as duplas ligações. A numeração

deve ser feita de modo que as insaturações sejam representadas com os menores

números possíveis.

1

2

34

5

6

Ciclo-hexa-1,3-dieno

1

2

3

45

6

7

8

Ciclo-octa-1,4-dieno

Uma visão geral das reações orgânicas

Tópicos

1. Rupturas de ligações

2. Classificação dos reagentes

3. Mecanismos de reações orgânicas

4. Classificação das reações orgânicas

5. Diagrama de energia e estado de transição

6. Reações de oxi-redução de orgânicos

1.1. Ruptura Homolítica : A ruptura da ligação é simétrica, de modo que cada átomo fique com seu elétron original da ligação

1.2. Ruptura Heterolítica: A ruptura é feita de modo assimétrico, de modo que o par eletrônico fique apenas com um dos átomos da ligação

+

H

H

H

C H

carbânionsH

C

H

H H

1. Rupturas de ligações

H

C

H

H H

Radical livreH

+C

H

H H

2. Classificação dos reagentes

2.1. Reagente Eletrófilo (E) = espécie que possui afinidade por elétrons (Teoria de Lewis = ácido de Lewis).

2.2. Reagente Nucleófilo (:N) = espécie que possui par de elétrons disponíveis para efetuar uma ligação (Teoria de Lewis = base de Lewis).

H Mg2

Li BF3AlCl3

NH3

TsO

Br

Cl

MsO(C6H5)3P:

OH...

3. Mecanismos de reações orgânicas

É a descrição das várias etapas pelas quais uma reação passa, como a ruptura das ligações, os ataques eletrofílicos e nucleofílicos ao reagente orgânico, a formação de novas ligações e de compostos intermediários

3.1. Mecanismo via radicais

Características dos radicais

• São eletronicamente neutros

• Muito reativos

• As reações radicalares não são muito comuns quando comparado a reações polares

• Ocorrem em moléculas apolares ou com baixa diferença de eletronegatividade

C H

H

H

H Cl Cl+ H Cl+H C Cl

H

Hluz ou calor

Reação

3.1. Mecanismo via radicais

3.2. Mecanismos polares (ou iônicos)

C

Yd

+d

_

Y = O, N, Cl, Br, I

C

Md_d+

Y = Mg ou Li

Ocorre em função da distribuição assimétrica dos elétrons devido a diferença de eletronegatividade entre os átomos

Polaridade de alguns grupos funcionais

C OHd-

d+álcool

C Calqueno

C Xd-d+

haleto de alquila

C NH2d-d+

amina

C O Cdd d

-+ +

éter

C Nd-d+

nitrila

C MgBrd- d+

reagente de Grignard

C Lid-d-

d+

alquil-lítio

C Od-

d+carbonilado

COH

Od-d +

d-ác. carboxilíco

CCl

Od-

d+

d-cloreto de ácido

d-

CH

Od+

aldeído

3.2. Mecanismos polares (ou iônicos)

CH

H

H

C

Br

H

HC C H Br+

HBr

HH

HH

Br

+CH

HH

H

HC C HH

H H

H Br

CC

Maior densidade eletrônica

Caráter: nucleofílico

3.2. Mecanismos polares (ou iônicos)

4. Classificação das reações orgânicas

4.4. Reações de rearranjo

4.3. Reações de eliminação

4.2. Reações de substituição

4.1. Reações de adição

4.1. Reações de adição : Dois reagentes originam um único produto

A + B C

4.1.1. Adição Nucleofílica : Ocorre quando o substrato adiciona na primeira etapa um reagente nucleofílico. Reação comum dos compostos carbonilados.

H+C OH3C

CN

H

H3

CN

HC OC

H

+ CNOC

H3C

H

H

4.1.2. Adição Eletrofílica : Ocorre quando o substrato adiciona na primeira etapa um reagente eletrofílico, reação comum em alcenos e alcinos

++d -d

Cl ClH2

H

C C

H3C

C CH2

Cl

H3C

H

Cl

H3C CH

Cl

Cl

CH2

4.2. Reações de Substituição : o substrato tem um de seus ligantes substituído por outro

A-B + C A-C + B

4.2.1. Substituição Nucleofílica bimolecular ou de 2a ordem (SN2)

H3C CH2 Br NaOH+

H3C CH2 OH

H3C CH2 Br

OH

4.2.2. Substituição Nucleofílica monomolecular ou de 1a ordem (SN1)

H3C CH2 OH

CH3

CH3

H3C C Br

CH3

CH3

OH+H3C C

CH3

CH3

4.2.3. Substituição Eletrofílica : Essa reação, típica dos compostos aromáticos, e em sua primeira etapa um dos grupos do substrato é substituído por um reagente eletrófilico

ClCl

ClAl

Cl Cl+ ClCl

ClAl

Cl

+ Cl

Cl

Cl

H

+

H

Cl

4.2.4. Substituição por radical livre - o substrato sofre na primeira etapa um ataque por radical livre, reação típica de alcanos

H C C C H

H

HH

HH

H

+ Br H C C C Br

H

HH

HH

H

Br Br Br BrLuz ou calor

4.3. Reações de Eliminação : O substrato tem dois de seus ligantes retirados, formando uma insaturação

B-A-A-C A=A + B + C

C CHCH2

H H

CH3 catalisador específíco C C

H

H CH3

CH3

4.4. Reações de Rearranjo : O substrato passa por uma reorganização de suas ligações e átomos e forma um produto isomêro

5. Diagrama de energia e Estado de Transição

C CH

H

H

HC C

H

H

H

H

HH Br BrC C

H

H

H

H

BrH

E n

e r

g i a

Evolução da reação

Segundo estado de transição

ÁLCOOL

PRIMÁRIO

OXIDAÇÃO REDUÇÃO

ALDEÍDO

OXIDAÇÃO REDUÇÃO

ÁCIDO CARBOXÍLICO

6. Oxi-redução de compostos orgânicos

ÁLCOOL

SECUNDÁRIO

OXIDAÇÃO REDUÇÃO

CETONA

Referências Bibliográficas

McMurry, J. Química orgânica, 4ª ed. Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1996.

McMurry, J. Organic chemistry, 3ª ed. Books/ Cole Publishing Company, 1992

Solomons, T.W.G. Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., 1996.