Capítulo 2
Alcanos:
nomenclatura,
propriedades e
Capítulo 2
Alcanos: propriedades e
aplicações
Forma dos Alcanos
Forma dos Alcanos
Isômeros constitucionais possuem propriedades
físicas (T
e
, T
f
, densidade, etc) diferentes
.
O número de isômeros constitucionais aumente
com o número de átomos de carbono
Fração
Te/
C
N
de átomos C
Gás
< 20
C
1-C
4Éter de petróleo
20-100
C
5-C
7Gasolina natural
40-205
C
5-C
10e alcanos cíclicos
Querosene
175-325
C
12-C
18e aromáticos
Óleo combustível 275-400
C
12-C
25Óleo lubrificante
400-500
C
25-C
35Asfalto
Sólidos
Compostos policíclicos
Quadro 2.1
–
Frações constituintes do petróleo
FIGURA 100 – CROMATOGRAMA DE GASOLINA COMUM COM IDENTIFICAÇÃO AUTOMÁTICA POR DHA
CONFIRMADA POR ESPECTROMETRIA DE MASSAS E IONIZAÇÃO QUÍMICA
Fontes de Metano
Uma vaca elimina de 200 a 300 litros de metano por dia = 80
milhões de toneladas por ano
Fontes de Metano
Cada cupim elimina 0,5
g/dia
= 25 kg em uma colônia = 20
n
*
nome
n
nome
1
Metano
17
Heptadecano
2
Etano
18
Octadecano
3
Propano
19
Nonadecano
4
Butano
20
Icosano
5
Pentano
21
Henicosano
6
Hexano
22
Docosano
7
Heptano
23
Tricosano
8
Octano
30
Triacontano
9
Nonano
**
31
Hentriacontano
10
Decano
40
Tetracontano
11
Undecano
41
Hentetracontano
12
Dodecano
50
Pentacontano
13
Tridecano
60
Hexacontano
14
Tetradecano
70
Heptacontano
15
Pentadecano
80
Octacontano
16
Hexadecano
100
Hectano
Tabela 2 - Nomes de Alcanos Normais
ALCANOS
NOMENCLATURA - SUBSTITUINTES
H
3
C
-H
H
3
C H
CH
3CH
2- Etil(a)
CH
3CH
2CH
2- Propil(a)
CH
3CH
2CH
2CH
2- Butil(a)
CH
3[CH
2]
6CH
2-
Octil(a)
Isopropil(a)
H
3
C CH
CH
3
(CH
3
)
3
C
CH
3
CHCH
2
CH
3
tert-Butil(a) ou t-Butil(a)
sec-Butil(a) ou s-Butil(a)
Isobutil(a)
(CH
3
)
2
CHCH
2
ALCANOS
NOMENCLATURA - ALCANOS
RAMIFICADOS ACÍCLICOS
CH
3
CH CH
3
CH
3
Isobutano
CH
3
C CH
3
CH
3
CH
3
Neopentano
CH
3
CH CH
2
CH
3
CH
3
Isopentano
CH
3
CH
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
Isoexano
ALCANOS
CH
3
CH
2
CH CH
2
CH CH CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
2
3
4
5
6
7
7
6
5
4
3
2
1
3,4,6-Trimetiloctano (correto)
3,5,6-Trimetiloctano (incorreto)
1
8
8
1
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
2,3,3,8,9,11 - Hex ametildodecano (correto)
2,4,5,10,10,11 - Hexametildodecano (incorreto)
CH
3
CH
2
CH CH
2
CH CH CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
2
3
4
5
6
7
7
6
5
4
3
2
1
3,4,6-Trimetiloctano (correto)
3,5,6-Trimetiloctano (incorreto)
1
8
8
1
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
2,3,3,8,9,11 - Hex ametildodecano (correto)
2,4,5,10,10,11 - Hexametildodecano (incorreto)
ALCANOS
4-Etil-5-isopropil-2-metil-7-propildecano
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4-Etil-5-isopropil-2-metil-7-propildecano
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5
4
3
2
1
3-etil-2,3-dimetil-5-propiloctano
CH
2
CH
CH
2
C
CH
CH
2
CH
3
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
2
CH
3
CH
3
6
7
8
ALCANOS
2-metil-6- tert-butilnonano (incorreto)
6 -tert-butil-2-metilnonano (correto)
1
8
7
6
5
4
3
2
9
2-metil-6- tert-butilnonano (incorreto)
6 -tert-butil-2-metilnonano (correto)
1
8
7
6
5
4
3
2
9
ALCANOS
1,2-Dimetilciclopentano
CH
3CH
3Metilciclobutano
CH
3CH
3CH
2CH
3 1 2 3 4 5 61-Etil-3-metilcicloex ano
1 2 3 4 5 6 74-Etil-2-metil-1-propilcicloeptano
ALCANOS
CH
3Cl
Cloreto de metila
(CH
3)
3CBr
Brometo de tert-butila
Nomes não-sistemáticos, aceitos pela
IUPAC:
CHF
3Fluorofórmio
CHBr
3Bromofórmio
CHCl
3Clorofórmio
CHI
3Iodofórmio
Compostos bicíclicos
Bicyloalkanes contain 2 fused or bridged rings
The alkane with the same number of total carbons is
used as the parent and the prefix bicyclo- is used
The number of carbons in each bridge is included in the
middle of the name in square brackets
ALCANOS
Estereoisomeria em compostos cíclicos
Primário: encontra-se ligado apenas a outro átomo de carbono.
Secundário: encontra-se ligado a outros dois átomos de carbono.
Terciário: encontra-se ligado a outros três átomos de carbono.
Quaternário: encontra-se ligado a outros quatro átomos de carbono.
H
3
C
C
CH
2
CH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
1
2
3
4
5
6
7
8
Análise conformacional do butano
A rotação em torno da ligação C2-C3 resulta
em seis conformações importantes
ALCANOS
Isomeria em alcanos cíclicos
CH
3H
CH
3H
H
H
CH
3H
H
CH
3H
H
(I)
(II)
Br Br Brtrans-1-bromo-3-tert-butilcicloexano
cis-1,2-dibromociclobutano
The Origin of Ring Strain in Cyclopropane and
Cyclobutane : Angle Strain and Tortional Strain
Angle strain is caused by bond angles different from 109.5
oTortional strain is caused by eclipsing C-H bonds on adjacent
carbons
Cyclopropane has both high angle and tortional strain
Cyclobutane has considerable angle strain
It bends to relieve some tortional strain
Cyclopentane has little angle strain in the planar form but bends
Chapter 4
25
Conformations of Cyclohexane
The chair conformation has no ring strain
The boat conformation is less stable because of flagpole
interactions and tortional strain along the bottom of the boat
The twist conformation is intermediate in stability between the
Chapter 4
27
Substituted Cyclohexanes: Axial and Equatorial
Hydrogen Atoms
Axial hydrogens are perpendicular to the average plane of the ring
Equatorial hydrogens lie around the perimeter of the ring
The C-C bonds and equatorial C-H bonds are all drawn in sets of
parallel lines
The Origin of Ring Strain in Cyclopropane and
Cyclobutane : Angle Strain and Tortional Strain
Angle strain is caused by bond angles different from 109.5
oTortional strain is caused by eclipsing C-H bonds on adjacent
carbons
Cyclopropane has both high angle and tortional strain
Cyclobutane has considerable angle strain
It bends to relieve some tortional strain
Cyclopentane has little angle strain in the planar form but bends
Chapter 4
29
Conformations of Cyclohexane
The chair conformation has no ring strain
The boat conformation is less stable because of flagpole
interactions and tortional strain along the bottom of the boat
The twist conformation is intermediate in stability between the
Chapter 4
31
Substituted Cyclohexanes: Axial and Equatorial
Hydrogen Atoms
Axial hydrogens are perpendicular to the average plane of the ring
Equatorial hydrogens lie around the perimeter of the ring
The C-C bonds and equatorial C-H bonds are all drawn in sets of
parallel lines
Methyl cyclohexane is more stable with the methyl equatorial
An axial methyl has an unfavorable 1,3-diaxial interaction with axial C-H bonds 2 carbons away
Chapter 4
33
Disubstitued Cycloalkanes
Can exist as pairs of cis-trans stereoisomers
Cis: groups on same side of ring