Aula1.2-Reacoes_Organicas
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Tipos de Reações Tipos de Reações OrgânicasOrgânicas
Flávia Araújo<[email protected]>
CH
H
H
ClH Cl+
Houve a troca do HIDROGÊNIO pelo CLORO
REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃOÉ quando um átomo ou grupo de
átomos é substituído por um
radical do outro reagente.
CH H
H
H
Cl Cl+ +CH
H
HClLUZ
H
Cl
H HC
H
C
H
Cl Cl+
H HC
H
C
H
Cl Cl+CCl 4
H HC
H
C
H
Cl Cl
Houve a adição dos átomos de CLORO aos carbonos INSATURADOS
REAÇÃO DE ADIÇÃO É quando duas ou mais moléculas
reagentes formam uma única como
produto
H
H2O
O
+H HCC
HH
H
CC
Ocorreu a saída de ÁGUA do etanol
REAÇÃO DE ELIMINAÇÃOÉ quando de uma molécula são retirados
dois átomos ou dois grupos de átomos
sem que sejam substituídos por outros
H+
H
H2O
OH
+H HCC
HH
H HCC
HH
Entre os compostos orgânicos que sofrem
reações de substituição destacam-se
Os alcanos.
O benzeno e seus derivados.
Os haletos de alquila.
Os alcoóis.
Os ácidos carboxílicos.
É quando substituímos um ou mais átomos de
hidrogênio de um alcano por átomos dos
halogênios
CLUZ
Cl ClH
H
+
H
H C Cl ClH
H
+
H
H
Podemos realizar a substituição dos demais
átomos de hidrogênio sucessivamente,
resultando nos compostos
CH4 + 2 Cl2 H2CCl2 + 2 HCl
CH4 + 3 Cl2 HCCl3 + 3 HCl
CH4 + 4 Cl2 CCl4 + 4 HCl
A reatividade depende do CARBONO onde ele se encontra;
a preferência de substituição segue a seguinte ordem:
Nos alcanos de cadeias maiores, teremos vários átomos
de hidrogênios possíveis de serem substituídos
LUZ
I
IH
CH3 – C – CH3 + Cl2
CH3
C terciário > C secundário > C primário
produto principal
I
ICl
CH3 – C – CH3 + HCl
CH3
+ Cl2
AlCl3
Neste caso todos os átomos de hidrogênios são equivalentes e
originará sempre o mesmo produto em uma mono – halogenação
+ HCl
Cl
+ HNO3
H2SO4
+ H2O
NO2
Consiste na reação do benzeno com ácido nítrico (HNO3) na
presença do ácido sulfúrico (H2SO4), que funciona como catalisador
Consiste na reação do benzeno com o ácido sulfúrico
concentrado e a quente
+ H2SO4
H2SO4
+ H2O
SO3H
Consiste na reação do benzeno com haletos de alquila
na presença de ácidos de Lewis
AlCl3+ CH3Cl + HCl
CH3
01) No 3 – metil pentano, cuja estrutura está representada
a seguir:
O hidrogênio mais facilmente substituível por halogênio está
situado no carbono de número:
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 6.
CHCH 3 2
41 32 5
6
CH CH CH
CH 3
2 3
02) Fenol (C6H5OH) é encontrado na urina de pessoas
expostas a ambientes poluídos por benzeno (C6H6).
Na transformação do benzeno em fenol ocorre
a) substituição no anel aromático.
b) quebra na cadeia carbônica.
c) rearranjo no anel aromático.
d) formação de ciclano.
e) polimerização.
+ ... + ...
OH
BENZENO FENOL
03) Considere a reação de substituição do butano:
BUTANO + Cl2 X + Y
ORGÂNICO INORGÂNICO
LUZ
O nome do composto X é:
a) cloreto de hidrogênio.
b) 1-cloro butano.
c) 2-cloro butano.
d) 1,1-cloro butano.
e) 2,2-dicloro butano.
Cl2
+
CH3 – CH2 – CH2 – CH3
carbono secundário é maisreativo que carbono primário
LUZCH3 – CH – CH2 – CH3
+
HCl
Cl
2 – cloro butano
1 2 3 4
Diferem na velocidade de ocorrência e nos produtos obtidos que
dependem do radical presente no benzeno que orientam a
entrada dos substituintes
+ HNO3
NO2
H2SO4
NO2
NO2+ HNO3
H2SO4
ORIENTADOR
Assim teremos:
ORIENTADORES ORTO – PARA
( ATIVANTES )
– OH
– NH2
– CH3
– Cl – Br – I ( DESATIVANTES )
ORIENTADORES META
( DESATIVANTES )
– NO2
– SO3H
– CN
– COOH
Os orientadores META possuem um átomo com ligação
dupla ou tripla ligado ao benzeno
ORIENTADORES ORTO – PARA
( ATIVANTES )
– OH
– NH2
– CH3
– Cl – Br – I
( DESATIVANTES )
ORIENTADORES META
( DESATIVANTES )
– NO2
– SO3H
– CN
– COOH
+ Cl2
OHAlCl3
AlCl3
OH
OH
– Cl
Cl
ORIENTADORORTO – PARA
+ HCl
+ HCl
MONOCLORAÇÃO DO FENOL
ORIENTADORES ORTO – PARA
( ATIVANTES )
– OH
– NH2
– CH3
– Cl – Br – I
( DESATIVANTES )
ORIENTADORES META
( DESATIVANTES )
– NO2
– SO3H
– CN
– COOH
+ Cl2
NO2
ORIENTADORMETA
NO2
– Cl + HCl
MONOCLORAÇÃO DO NITROBENZENO
AlCl3
01) (UNICAP-98) O clorobenzeno, ao reagir por substituição eletrofílica com:
0 0 HNO3, em presença de H2SO4, produz 2-nitroclorobenzeno.
1 1 Cl2, em presença de FeCl3, produz preferencialmente metadiclorobenzeno
2 2 CH3Cl, em presença de AlCl3, produz 4-metilclorobenzeno.
3 3 H2SO4, em presença de SO3, produz 2-hidrogenosulfato de clorobenzeno.
4 4 Br2, produz preferencialmente, em presença de FeCl3 3-bromo, cloro benzeno.
Cl
o “cloro” é orientador orto-para e desativante
1
2
3
45
6
V
F
V
V
F
02) Da nitração [ HNO3 (concentrado) + H2SO4 (concentrado), a 30°C ] de um certo derivado do benzeno equacionada por:
A1
2
3
4
5
6
NO+ 2+
A
NO 2
Fazem-se as seguintes afirmações:
I. O grupo “A” é orto-para-dirigente.
o “nitro” entrou na posição “3”então “A” é
orientador meta
F
V
V
F
II. O grupo “A” é meta-dirigente.
III. Ocorre reação de substituição eletrofílica.
IV. Ocorre reação de adição nucleófila.
V. Ocorre reação de eliminação.F
São corretas as afirmações:
a) II e IV.b) I e III.c) II e V.d) I e IV.e) II e III.
REAÇÕES DE ADIÇÃO
As reações de adição mais importantes ocorrem nos ...
alcenos
alcinos
aldeídos
cetonas
REAÇÕES DE ADIÇÃO NOS ALCENOS
H HC
H
C
H
H Cl+CCl 4
H HC
H
C
H
H Cl
Os haletos de hidrogênio
reagem com os alcenos produzindo
haletos de alquil
H C
H
C
H
H Cl+HC
H
H
H C
H
C
H
HC
H
H
H Cl
CCl4
“O hidrogênio ( H+ ) é adicionado ao
carbono da dupla ligação
mais hidrogenado”
REGRA DE MARKOVNIKOV
o produto principal será o 2 – cloro propano
H C
H
C
H
H OH+HC
H
H
H C
H
C
H
HC
H
H
H OH
H+
o produto principal será o 2 –propanol
ADIÇÃO DE ÁGUA (HIDRATAÇÃO) AOS ALCENOS
H C
H
C
H
Cl Cl+HC
H
H
H C
H
C
H
HC
H
H
Cl Cl
CCl4
o produto será o 1, 2 – dicloro propano
ADIÇÃO DE HALOGÊNIOS (HALOGENAÇÃO) AOS ALCENOS
H C
H
C
H
H H+HC
H
H
H C
H
C
H
HC
H
H
H H
CCl4
o produto formado é o propano
Essa reação ocorre entre o H2 e o alceno
na presença de catalisadores metálicos (Ni, Pt e Pd).
HIDROGENAÇÃO DOS ALCENOS
01) Com respeito à equação:
X + HBr C6H13Br
Pode-se afirmar que X é um:
a) alcano e a reação é de adição.
b) alceno e a reação de substituição.
c) alceno e a reação é de adição eletrofílica.
d) alcano e a reação é de substituição eletrofílica.
e) alceno e a reação é de substituição.
ADIÇÃO DE HALETOS DE HIDROGÊNIO AOS ALCINOS
Ocorre a adição de 1 mol do haleto de hidrogênio
para, em seguida,
ocorrer a adição de outro mol do haleto de hidrogênio
H – C C – CH3 + H – Cl
H Cl
H – C C – CH3
H Cl
H – C C – CH3 + H – Cl
H Cl
H – C C – CH3
H Cl
ADIÇÃO DE ÁGUA (HIDRATAÇÃO) AOS ALCINOS
A hidratação dos alcinos,
que é catalisada com H2SO4 e HgSO4, possui uma
seqüência parecida com a dos alcenos.
H – C C – CH3 + H2O
H OH
H – C C – CH3 H2SO4
HgSO4
O enol obtido é instável se transforma em cetona
Dependendo do enol formado poderemos obter no final um aldeído
H OH
H – C C – CH3
H O
H – C C – CH3
ADIÇÃO DE REAGENTE DE GRIGNARDA ALDEÍDOS E CETONAS
A adição de reagentes de Grignard (RMgX), seguida de hidrólise,
a aldeídos ou cetonas é um dos melhores processos
para a PREPARAÇÃO DE ALCOÓIS
O esquema geral do processo é:
metanal + RMgX álcool primárioH2O
aldeído + RMgX álcool secundárioH2O
cetona + RMgX álcool terciárioH2O
C
O
HH
+ H3CMgBr CH
H
OMgBr
CH3
ADIÇÃO DE REAGENTE DE GRIGNARD AO METANAL
CH
H
OMgBr
CH3 + H2O CH
H
+ MgOHBrCH3
OH
Podemos resumir estas reações da seguinte maneira:
H2OC
O
HH
H3CMgBrCH
H
+ MgOHBrCH3
OH
C
O
H3CH
H3CMgBr
H2OC
O
H3C
H
CH3
H
ETANAL
2 - PROPANOL
C
O
H3C CH3
PROPANONA
H3CMgBr
H2OC
O
H3C CH3
H
CH3
2 – METIL – 2 – PROPANOL
01) Dada à reação abaixo, podemos afirmar que o composto orgânico obtido é o:
C
O
H3CH
+ H3CCH2MgBrH2O
a) ácido butanóico.
b) 1 – butanol.
c) 2 – butanol.
d) etanol.
e) 2 – propanol.C
O
H3C
H
CH3
H
CH2
2 – BUTANOL
BUTAN – 2 – OL
ou
02) Um ALDEÍDO sofreu uma adição do cloreto de metil magnésio
seguido de uma hidrólise produzindo o 2 – PROPANOL. O aldeído
em questão chama-se:
a) metanal.
b) etanal.
c) propanal.
d) 2 – etanol.
e) propanóico.
C
O
H3C
H
CH3
H
2 - PROPANOL
COMPOSTO
FORMADO
H3CMgCl
H2O
do reagente de Grignard
temos o CH3
da água o “H”
da oxidrilaeliminando estes grupos
temos
C
O
H3C
H
a ligação livre unirá, também,
o carbono e o oxigênio
formando o ...
C
O
H
ETANAL
REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO
As reações de eliminação são processos, em geral,
inversos aos descritos para as reações de adição e, constituem
métodos de obtenção de alcenos e alcinos
A desidratação (eliminação de água) de um álcool
ocorre com aquecimento deste álcool
em presença de ácido sulfúrico
DESIDRATAÇÃO DE ALCOÓIS
A desidratação dos alcoóis segue
a regra de SAYTZEFF, isto é, elimina-se
a oxidrila e o hidrogênio do carbono vizinho ao carbono da oxidrila
MENOS HIDROGENADO
CH3H
OH
H2SO4
C
H
H
C
H
C
H
H
menos hidrogenado
+ H2OCH3H C
H
H
C
H
C
H
Esta reação, normalmente, ocorre em
solução concentrada de KOH em álcool
O haleto eliminado
reage com o KOH produzindo sal e água
CH3H
Cl
C
H
H
C
H
C
H
H
menos hidrogenado
+ ...CH3H C
H
H
C
H
C
HKOH(alc)
CH3H
Br
C
H
H
C
H
C
H
Br
+ ZnBr2CH3H C
H
H
C
H
C
H
Zn
Ocorre na presença do ZINCO
CH3H
Br
C
H
H
C
H
C
H
Br
Na presença do KOH (alc) são eliminadas duas moléculas de HBr
que irão reagir com o KOH
KOH(alc)
+ ...CH3H C
H
H
C C
As principais reações de
oxidação e redução com compostos orgânicos ocorrem
com os ALCOÓIS, ALDEÍDOS e ALCENOS
OXIDAÇÃO DE ALCOÓIS
O comportamento dos alcoóis primários, secundários e terciários, com os
oxidantes, são semelhantes
Os alcoóis primários, sofrem oxidação, produzindo aldeído
H3CETANOL
– CI
I– OH
H
H
[O]H3C – C
H
O
ETANAL– H2O
O aldeído, se deixado em contato com o oxidante, produz ácido carboxílico.
H3C – CH
O
ETANAL
[O]H3C – C
OH
O
ÁCIDO ETANÓICO– H2O
Os alcoóis secundários oxidam-se formando cetonas.
H3C –
2 – PROPANOL
CI
I – CH3
OH
H
[O]H3C – C
II– CH3
– H2O
O
PROPANONA
Obs.: Os alcoóis terciários não sofrem oxidação
01) Quando um álcool primário sofre oxidação, o produto principal é:
a) ácido carboxílico.
b) álcool secundário.
c) éter.
d) álcool terciário.
e) cetona.
OXIDAÇÃO DE ALCENOS
Os alcenos sofrem oxidação branda originando dialcoóis vicinais
H3C – CI
I– CH3
OH
H[O]
= CIH
brandaH3C – C
I– CH3
H
– CIH
IOH
A oxidação a fundo, com quebra da ligação dupla, produz
ácido carboxílico e /ou cetona
H3C – CI
– CH3
H
[O]= C
IH
a fundoH3C – C
IH
= O + – CH3= CIH
OH3C – COH
O
2
H3C – CI
– CH3[O]
= CIH
a fundoCH2
CH3
–
O
O
não sofre oxidação
sofre oxidação produzindoácido carboxílico
H3C – CI
=
CH3
– CH3= CIH
CH2–
+
– CH3CI
CH2–
OH
–CH2–
+
–
H3C – CII
– CH3
O
PROPANONA
H3C C
OH
O
ÁCIDO PROPANÓICO
01) Assinale a opção que corresponde aos produtos orgânicos da oxidação
energética do 2 – metil – 2 – penteno.
a) propanal e propanóico.
b) butanóico e etanol.
c) metóxi – metano e butanal.
d) propanona e propanóico.
e) etanoato de metila e butanóico.
02) Um alceno “ X “ foi oxidado energeticamente pela mistura sulfomangânica
(KMnO4 + H2SO4). Os produtos da reação foram butanona e ácido
metil
propanóico. Logo, o alceno X é:a) 2 – metil – 3 – hexeno.
b) 3 – metil – 3 – hexeno.
c) 2, 4 – dimetil – 3 – hexeno.
d) 2, 5 – dimetil – 3 – hexeno.
e) 3, 5 – dimetil – 3 – hexeno.
OH
O
H
1 2 3 4 5 6
CCH
CH3
H3C O CH2C
CH3
CH3
BUTANONA ÁCIDO METIL PROPANÓICO2, 4 – dimetil – 3 – hexeno
OZONÓLISE DE ALCENOS
Um outro tipo de oxidação que os alcenos sofrem é a ozonólise
Nesta reação os alcenos reagem rapidamente com o ozônio (O3)
formando um composto intermediário chamado ozonídeo
A hidrólise do ozonídeo em presença de zinco rompe o ozonídeo,
produzindo dois novos fragmentos que contêm ligações duplas
carbono – oxigênio
O Zn forma óxido de zinco que impede a formação
de H2O2 que viria a reagir com o aldeído ou a
cetona
Quais os produtos da ozonólise seguida de hidrólise
na presença de zinco, do hidrocarboneto 2 – metil – 2 – buteno ?
C
H
+ O3OC OCH3
CH3
H3C
Zn H2O PROPANONA
ETANAL
01) (Covest-2007) Observe as reações abaixo:
H2O+A)KOH (aq)
HCl+B)
CH3H2SO4 (com)
OH
H3C – CH2 – CH2 – CH – CH3
I
H3C – CH2 – CH = CH2
C) H3C – CH2 – CH – CH – CH3
OH
D) H3C – CH2H2SO4 / KMnO4
A reação A é uma reação de substituição nucleofílica, devendo
formar como produto principal o 2-hidroxipentano.
O O A reação B é uma reação de adição, devendo formar como produto
principal o 1-clorobutano.
1 12 2 A reação B deve seguir a regra de Markovnikov. 3 A reação C é uma reação de eliminação, em que o 2-metil-2-penteno
deve ser o produto formado em maior quantidade.
34 4 A reação D é uma reação típica de oxidação, devendo gerar como
produto o ácido acético.
01) Considere o benzeno monossubstituído, em que “X” poderá ser:
HH
CC
CO
OH33
NO22NH
I II III IV V
X
Assinale a alternativa que contém somente orientadores orto-para:
a) I, III e V.
b) II, III e IV.
c) III, IV e V.
d) I, II e IV.
e) I, IV e V.
02) (PUC – PR) A monocloração do 2 – metil pentano pode fornecer vários
compostos, em proporções diferentes. Dos compostos monoclorados
isômeros planos, quantos apresentarão carbono quiral ou assimétricos?
a) 4.
b) 5.
c) 1.
d) 2.
e) 3.
03) Em relação aos grupos (– NO2) e (– Cl), quando ligados ao anel aromático,
sabe-se que:
O grupo cloro é orto – para – dirigente.
O grupo nitro é meta – dirigente.
Cl
NO2
Assim no composto a seguir, possivelmente ocorreu:
a) nitração do cloro – benzeno.
b) redução de 1 – cloro – 3 – amino – benzeno.
c) cloração do nitrobenzeno.
d) halogenação do orto – nitrobenzeno.
e) nitração do cloreto de benzina.
04) Na reação do 2 – metil – 1 – propeno com hidreto de bromo, forma-se:
a) 2-bromo 2-metil propano.
b) 1-bromo 2-metil propano.
c) isobutano.
d) 1-bromo 2-metil propeno.
e) 2-buteno.
05) Uma reação típica dos alcenos é a adição de halogênios à ligação dupla,
formando compostos di-halogenados vicinais, conforme exemplificado a
seguir:
C C
C C
C CC C2
3 3
3 33 3C CH
H
H H
H HH H+ Br
Br
Br
(I) (II)
Em relação a essa equação, podemos afirmar que:
a) O composto II apresenta dois carbonos assimétricos.
b) O nome do produto formado é 2,3 – dibromo – 3 – metil – butano.
c) O nome do composto I é 2 – metil – 2 – buteno.
d) O alceno pode apresentar isomeria geométrica.
e) O nome do produto formado é 2, 3 – dibromo – 2 – metil – propano.
06) (Covest-2002) No ciclo de Krebs, o ácido cítrico é convertido no ácido
isocítrico tendo como intermediário o ácido Z-aconítico:
Sobre esta reação, podemos afirmar que:
a) O composto (1) é H2.
b) É uma reação de desidratação.
c) O ácido Z- aconítico apresenta isomeria óptica.
d) É uma reação de substituição.
e) O composto (1) é O2.
07) (UPE-2007 – Q2) Analise as equações químicas a seguir:
C3H4 + 2 HCl A
C2H4O + KMnO4 (meio ácido) B
C2H5OH + H2SO4(conc) (170ºC) C
As substâncias orgânicas formadas A, B e C têm como nomenclatura IUPAC
respectivamente:
a) propan – 1 – ol, etanol e ácido etanóico.
b) 2, 3 – diclorobutano, eteno e etanal.
c) 2, 2 – dicloropropano, ácido etanóico e eteno.
d) cloroetano, etano e etanol.
e) clorometano, ácido etanóico e etino.
08) (Covest – 2007) Utilize as energias de ligação da Tabela abaixo para
calcular o valor absoluto do ΔH de formação (em kJ/mol) do
cloro – etano a partir de eteno e do HCl.
ligação energia (kJ/mol) ligação energia (kJ/mol)
H – H 435 C – Cl 339
C – C 345 C – H 413
C = C 609 H – Cl 431