Reações Orgânicas

Tipos de Reações Orgânicas Reação de Substituição Entre vários tipos de reações podemos destacar as de SUBSTITUIÇÃO, ADIÇÃO e ELIMINAÇÃO É quando um átomo ou grupo de átomos é substituído por um radical do outro reagente H H LUZ H C H + Cl Cl H C Cl + H Cl H H

Principais Reações de Substituição Entre os compostos orgânicos que sofrem reações de substituição destacam-se os alcanos, o benzeno e seus derivados, os haletos de alquila, álcoois e ácidos carboxílicos

Halogenação de Alcanos É quando substituímos um ou mais átomos de hidrogênio de um alcano por átomos dos halogênios H H LUZ H C H + Cl Cl H C Cl + H Cl 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 C > C > C terciário secundário primário H Cl I I LUZ CH3 – C – CH3 + Cl CH3 – C – CH3 + H – Cl 2 I I CH3 CH3 produto principal

HALOGENAÇÃO DO BENZENO Neste caso todos os átomos de hidrogênios são equivalentes e originará sempre o mesmo produto em uma mono-halogenação Cl AlCl 3 + Cl + HCl 2

NITRAÇÃO DO BENZENO Consiste na reação do benzeno com ácido nítrico (HNO3) na presença do ácido sulfúrico (H2SO4), que funciona como catalisador NO 2 H SO 2 4 + HNO + H O 3 2

Consiste na reação do benzeno com SULFONAÇÃO DO BENZENO Consiste na reação do benzeno com o ácido sulfúrico concentrado e a quente SO H 3 H SO 2 4 + H SO + H O 2 4 2

ALQUILAÇÃO DO BENZENO Consiste na reação do benzeno com haletos de alquila na presença de ácidos de Lewis CH 3 AlCl 3 + CH Cl + HCl 3

ADIÇÃO DE HALETOS DE HIDROGÊNIO NOS ALCENOS REAÇÕES DE ADIÇÃO ADIÇÃO DE HALETOS DE HIDROGÊNIO NOS ALCENOS As reações de adição mais importantes ocorrem nos alcenos, nos alcinos, em aldeídos e nas cetonas Os haletos de hidrogênio reagem com os alcenos produzindo haletos de alquil H H H H I I I I CCl4 H – C = C – H + H – Cl H – C – C – H I I H Cl

com três ou mais átomos de carbono a adição do haleto de alquil Neste caso, devemos levar em consideração a REGRA DE MARKOVNIKOV que diz: Para alcenos com três ou mais átomos de carbono a adição do haleto de alquil produzirá dois compostos, sendo um deles em maior proporção (produto principal) “O hidrogênio (H ) é adicionado ao carbono da dupla ligação mais hidrogenado” +

o produto principal será o 2 – cloro propano H H possui 1 átomo de hidrogênio + H C C CH3 HCl possui 2 átomos de hidrogênio CCl4 H H H C C CH3 H Cl o produto principal será o 2 – cloro propano

ADIÇÃO DE ÁGUA (HIDRATAÇÃO) AOS ALCENOS Os alcenos reagem com água em presença de catalisadores ácidos (H ), originando álcoois + H H H H ácido H C C CH3 + H2O H C C CH3 H OH possui 2 átomos de hidrogênio o produto principal será o 2 – propanol possui 1 átomo de hidrogênio

ADIÇÃO DE HALOGÊNIOS AOS ALCENOS (HALOGENAÇÃO) Os halogênios reagem com os alcenos, na presença do CCl4, formando di-haletos de alquil. H H H H CCl4 H C C CH3 + Cl – Cl H C C CH3 Cl Cl

HIDROGENAÇÃO DE ALCENOS Essa reação ocorre entre o H2 e o alceno na presença de catalisadores metálicos (Ni, Pt e Pd). H H H H Pt H C C CH3 + H – H H C C CH3 H H

ADIÇÃO DE HALETOS DE HIDROGÊNIO AOS ALCINOS H – C C – CH3 + H – Cl H – C = C – CH3 Ocorre a adição de 1 mol do haleto de hidrogênio para, em seguida, ocorrer a adição de outro mol do haleto de hidrogênio H Cl H Cl H – C = C – CH3 + H – Cl H – C – C – CH3 H Cl H Cl

ADIÇÃO DE ÁGUA (HIDRATAÇÃO) AOS ALCINOS H SO 2 4 H – C C – CH3 + H2O H – C = C – CH3 A hidratação dos alcinos, que é catalisada com H2SO4 e HgSO4, possui uma seqüência parecida com a dos alcenos. HgSO 4 H OH O enol obtido é instável se transforma em cetona H H – C = C – CH3 H – C – C – CH3 H OH H O Dependendo do enol formado poderemos obter no final um aldeído

Dependendo do enol formado poderemos obter H SO 2 4 H – C C – CH3 + H2O H – C = C – CH3 HgSO 4 H OH O enol obtido é instável se transforma uma cetona H H – C = C – CH3 H – C – C – CH3 H OH H O Dependendo do enol formado poderemos obter no final um aldeído

para as reações de adição e, constituem métodos de obtenção de 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

DESIDRATAÇÃO DE ÁLCOOIS A desidratação dos álcoois segue a regra de SAYTZEFF, isto é, elimina-se a oxidrila e o hidrogênio do carbono vizinho ao carbono da oxidrila MENOS HIDROGENADO A desidratação (eliminação de água) de um álcool ocorre com aquecimento deste álcool em presença de ácido sulfúrico

H H H H C C C CH3 H OH H H2SO4 H H H H2O + H C C C CH3 H

DESIDRO-HALOGENAÇÃO DE HALETO DE ALQUIL Esta reação, normalmente, ocorre em solução concentrada de KOH em álcool O haleto eliminado reage com o KOH produzindo sal e água

H H H H C C C CH3 H Cl H KOH(alc) H H H + ... H C C C CH3 H

ELIMINAÇÃO DE DIBROMETOS VICINAIS H H H H C C C CH3 H Br Br Zn H H H H C C C CH3 + ZnBr2 H

ELIMINAÇÃO DE DIBROMETOS VICINAIS H H H H C C C CH3 H Br Br KOH (alc) H As duas moléculas de HBr eliminadas reagem com o KOH formando sal e água H C C C CH3 + ... H

REAÇÕES DE OXIDAÇÃO E REDUÇÃO OXIDAÇÃO DE ÁLCOOIS E ALDEÍDOS Os álcoois primários, ao sofrerem, oxidação, transformam-se em aldeídos e estes, se deixados em contato com oxidante, são oxidados a ácidos carboxílicos As principais reações de oxidação e redução com compostos orgânicos ocorrem com os álcoois, aldeídos e alcenos O comportamento dos álcoois primários, secundários e terciários, com os oxidantes, são semelhantes

H O H I I O – H2O H3C – C – OH H3C – C – OH H3C – C I I H H H O O H3C ETANAL sofre desidratação ETANOL O O [O] H3C – C H3C – C ÁCIDO ETANÓICO H OH ETANAL RESUMINDO H I O O [O] [O] H3C – C – OH H3C – C H3C – C I H OH H ETANAL ÁCIDO ETANÓICO ETANOL

Os álcoois secundários oxidam-se formando cetonas. H O H O I I II [O] – H2O H3C – C – CH3 H3C – C – CH3 H3C – C – CH3 I I OH OH PROPANONA 2 – PROPANOL sofre desidratação Obs: Os álcoois 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.

Os alcenos sofrem oxidação branda originando OXIDAÇÃO DE ALCENOS Os alcenos sofrem oxidação branda originando diálcoois vicinais H H H H [O] I I I I H3C – C = C – CH3 H3C – C – C – CH3 branda I I OH OH

com quebra da ligação dupla, produz ácido carboxílico e /ou cetona A oxidação a fundo, com quebra da ligação dupla, produz ácido carboxílico e /ou cetona H H H H I I I O I [O] H3C – C = C – CH3 H3C 2 – C = H3C – O C + O = C – CH3 a fundo H O O [O] 2 H3C 2 – C H3C – C OH H

sofre oxidação produzindo 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. O H3C – C = O II I não sofre oxidação H3C – C – CH3 PROPANONA CH3 [O] H3C – C = C – CH2 – CH3 + I I a fundo O CH3 H O = O = H3C C C – – CH2 CH2 – – CH3 – CH2 – CH3 C I I OH OH H ÁCIDO PROPANÓICO sofre oxidação produzindo ácido carboxílico

ÁCIDO METIL PROPANÓICO 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: 1 2 3 4 5 6 H3C CH C O O C CH2 CH3 CH3 OH H CH3 2, 4 – dimetil – 3 – hexeno 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. ÁCIDO METIL PROPANÓICO BUTANONA

Um outro tipo de oxidação que os alcenos sofrem é a ozonólise 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

do hidrocarboneto 2 – metil – 2 – buteno ? Quais os produtos da ozonólise seguida de hidrólise na presença de zinco, do hidrocarboneto 2 – metil – 2 – buteno ? H H3C C O C CH3 O + O3 ETANAL CH3 PROPANONA Zn H2O