CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES. Química Orgânica I. Professora Albaneide Fernandes Wanderley.

CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES

Química Orgânica I

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

TIPOS DE REAÇÕES ORGÂNICAS:



Reações de adição:

jjjj



Reações de substituição:

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 heterólise são chamadas de

reações polares.

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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

Ácidos e Bases

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

Ácidos e Bases

Ácidos e Bases

Ácidos e Bases de Lewis: atração de cargas opostas

BF

:

carga positiva substancial no átomo de B

Exercício

2. Escreva as equações mostrando a reação

ácido base entre:

a)

O metanol reage com o BF

b)

O clorometano reage com o AlCl

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

Alguns Exemplos:

Ácidos de Lewis

Heterólise de ligações do carbono: Carbocátions e Cabânions

Heterólise de ligações do carbono: Carbocátions e Cabânions

Uso das setas curvas na representação de mecanismos

As setas curvas apontam dos elétrons para o átomo que recebe os elétrons (nucleófilo ao eletrólifo)

Exercício:

3. Use a notação de seta curva para escrever a reação entre:

A) dimetilamina, (CH₃)₂NH, e o trifluoreto de boro

(BF₃).

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)

Exercício

4. O pKa do íon C₆H₅NH₃+ é 4,6. Com base neste fato, decida se a anilina, C₆H₅NH_2, é uma base mais forte ou mais fraca que a metilamina, CH₃NH₂.

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.

O Efeito de Hibridização

pKa = 25 pKa = 44 pKa = 50

Acidez relativa dos hidrocarbonetos

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?

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?

-Efeito Indutivo

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.

Mecanismo de Reação

Etapa 1

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:

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

Síntese de compostos marcados com Deutétrio e Trítio

Exercício

9. Complete as seguintes reações ácido-base:

a) Etino + NaH

b) A solução obtida em (a) + D₂O