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Aula 3 - Unirio

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Alquenos (Olefinas) e Alquinos<br />

(HC insaturados)<br />

∗ A insaturação nos átomos de carbono desses hidrocarbonetos, dá<br />

origem às propriedades características dos alquenos e alquinos.<br />

Os HC cujas moléculas contêm uma ligação dupla carbono-<br />

carbono, são chamados “alquenos”.<br />

H<br />

H<br />

C<br />

π<br />

σ<br />

H H<br />

C C<br />

H<br />

CH 3<br />

Eteno<br />

(etileno) Propeno<br />

(propileno)<br />

∗ Apresentam arranjo trigonal (ângulo de ligação de 120°C)<br />

Tabela: Alquenos simples<br />

Fórmula<br />

molecular<br />

Nome a<br />

π<br />

σ<br />

C<br />

H<br />

H<br />

Fórmula<br />

estrutural<br />

C2H4 Eteno (etileno) CH2=CH2<br />

C3H6<br />

C4H8<br />

Propeno (propileno)<br />

Buteno (butileno)<br />

CH2=CHCH3<br />

CH2=CHCH2CH3 b<br />

C5H10 Penteno CH2=CHCH2CH2CH3 b<br />

C6H12 Hexeno CH2=CHCH2CH2CH2CH3 b<br />

a Nome comum entre parênteses<br />

b Um dos vários isômeros possíveis<br />

Fórmula geral para os alquenos CnH2n<br />

1


Nomes terminam em “-eno”<br />

Os alquenos oferecem a possibilidade adicional para a formação de<br />

isômeros.<br />

Ex: Buteno ⇒ A ligação dupla pode aparecer em diferentes<br />

posições.<br />

1 2 3 4<br />

CH2 CH CH2 CH3 1-buteno<br />

Isômeros<br />

estruturais<br />

1 2 3 4<br />

CH3 CH CH CH3 2-buteno<br />

∗ A cadeia é numerada de modo que o átomo de carbono da<br />

ligação dupla tenha o menor número possível.<br />

Isomerismo Cis-Trans<br />

Uma das características da ligação dupla C=C, é que os átomos de<br />

C não apresentam rotação uns em relação aos outros a<br />

temperaturas próximas ou até consideravelmente superiores à T<br />

ambiente.<br />

Ligações simples ⇒ Giram livremente a esta temperatura.<br />

A restrição de rotação de grupos unidos por dupla ligação carbonocarbono<br />

resulta em um novo tipo de isomerismo.<br />

CH 3<br />

Cl Cl Cl<br />

H<br />

CH3 C C C C C C<br />

H<br />

H H<br />

Cl H<br />

H<br />

Cis-1,2-dicloro-eteno<br />

Trans-1,2-dicloro-eteno Cis-2-buteno<br />

CH3 Trans-2-buteno<br />

H<br />

C<br />

C<br />

CH 3<br />

Estes pares de compostos são isômeros (possuem a mesma<br />

fórmula molecular C2H2Cl2 e C4H8) e suas estruturas não são<br />

superponíveis.<br />

No entanto, não são isômeros estruturais (A ordem de ligação dos átomos é o<br />

mesmo em cada um).<br />

Diferem entre si somente no arranjo espacial de seus átomos.<br />

Isômeros deste tipo ⇒ Estereoisômeros (Isomeria Cis-Trans ou<br />

Geométrica)<br />

H<br />

2


Outros exemplos:<br />

Cl<br />

Cl<br />

C<br />

C<br />

H<br />

H<br />

Cl<br />

1,1-dicloro-eteno 1,1-tricloro-eteno<br />

(Não há isomerismo cis-trans)<br />

(Não há isomerismo cis-trans)<br />

F F<br />

C C<br />

Cl Cl<br />

Cis-1,2-difluoro-1,2-dicloro-eteno<br />

Cl<br />

F<br />

Cl<br />

C<br />

C<br />

C<br />

C<br />

Cl<br />

H<br />

Cl<br />

F<br />

Trans-1,2-difluoro-1,2-dicloro-eteno<br />

∗ O isomerismo Cis-Trans não existe se um átomo de carbono da<br />

ligação dupla sustenta dois grupos idênticos.<br />

- Os isômeros Cis-Trans têm propriedades físicas diferentes (PE e<br />

PF diferentes) e diferem bastante na grandeza de seus<br />

momentos dipolares.<br />

Propriedades físicas dos alquenos<br />

Os alquenos apresentam essencialmente as mesmas propriedades<br />

físicas dos alcanos<br />

- São insolúveis em H2O, mas bastante solúveis em<br />

solventes apolares (benzeno, éter, CHCl3).<br />

- Menos densos que a água<br />

- Os PF e PE aumentam com o aumento do tamanho<br />

da cadeia.<br />

- Os PE de cada alqueno é aproximadamente o<br />

mesmo que o do alcano com esqueleto carbônico<br />

semelhante<br />

- Momentos de dipolo > que nos alcanos<br />

(os elétrons π podem ser facilmente arrancados)<br />

3


Os alquenos podem ter mais de uma dupla ligação na molécula.<br />

Ex: Alqueno com 2 duplas é chamado dieno<br />

∗ A posição da ligação dupla é indicada por um número na frente do<br />

nome. Por exemplo: 1,3-butadieno<br />

CH 2 CH CH CH 2<br />

______________________________________________________<br />

Fontes de obtenção de alquenos<br />

Os alquenos são bastante distribuídos na natureza.<br />

Por Ex: Os compostos responsáveis pela cor do tomate, da<br />

cenoura, do camarão fervido e das folhas das árvores no<br />

outono, são um grupo de poliolefinas chamadas de<br />

carotenos (grande n° de duplas conjugadas)<br />

Os carotenos participam de fotossíntese e são intermediários da<br />

biossíntese da vitamina A e em outros processos que se realizam<br />

nas células.<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

CH 3<br />

C<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

C<br />

C H<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

C<br />

H<br />

C<br />

H 3<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

CH 3<br />

C<br />

C<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H<br />

CH3<br />

C<br />

C<br />

H<br />

C<br />

C H<br />

C<br />

H<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

C<br />

C<br />

H<br />

C<br />

H<br />

H<br />

C<br />

C<br />

H<br />

β-caroteno<br />

CH 3<br />

C<br />

C<br />

H<br />

H<br />

C<br />

H<br />

C<br />

Vitamina A1<br />

C<br />

CH 3<br />

C<br />

H<br />

H<br />

C<br />

C<br />

H<br />

CH 3<br />

C<br />

H<br />

C<br />

C<br />

H<br />

C<br />

CH 3<br />

H2 C<br />

C<br />

H 3<br />

H<br />

C<br />

H 3<br />

C<br />

C<br />

H<br />

OH<br />

C<br />

C<br />

H2 C<br />

C<br />

CH 3<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

4


Os terpenos são os componentes mais importantes dos óleos<br />

essenciais (compostos de folhas, caules, flores ou ramos que<br />

possuem o odor ou aroma da planta)<br />

∗ A maioria deles contém 10, 15, 20 ou 30 átomos de C.<br />

- Antigamente acreditava-se que eram derivados de uma unidade<br />

de 5 átomos: O isopreno (2-metil-1,3-butadieno)<br />

CH 3<br />

CH 2 C CH CH 2<br />

Deu origem à regra do isopreno e ajudou a estabelecer a estrutura destes<br />

compostos.<br />

Ex: Limoneno Obtido do óleo de limão ou laranja (terpeno cíclico)<br />

HC<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

CH 3<br />

C<br />

H<br />

C<br />

C<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

Limoneno<br />

Ele é formado de 2 unidades de isopreno interligados para formar um anel.<br />

Outro ex:<br />

HC<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 3<br />

CH 3<br />

C<br />

C<br />

CH<br />

CH 2<br />

CH<br />

CH 3<br />

Terpineno γ<br />

Existente na essência<br />

de coentro<br />

5


- Hoje sabe-se que o precursor destes compostos (terpenos) é o<br />

ácido mevalônico (a partir da acetil-Co-A e pirofosfato de<br />

isopentenila)<br />

- A maioria dos terpenos são voláteis, evaporam facilmente (a<br />

exalação de terpenos pelas plantas e árvores é uma fonte natural<br />

de hidrocarbonetos na atmosfera)<br />

(A neblina que às vezes se forma sobre áreas de densa vegetação é devida a<br />

reações de terpenos no ar).<br />

- O isopreno encontra-se também na borracha natural (látex). A sua<br />

insaturação tem enorme importância, pois permite a vulcanização,<br />

ou seja, a formação de pontes de enxôfre entre as diferentes<br />

cadeias.<br />

- A reticulação torna a borracha mais dura e mais forte, eliminando<br />

a pegajosidade do produto não tratado.<br />

CH 3<br />

C<br />

CH 2<br />

CH<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

C<br />

CH 3<br />

CH<br />

CH 2<br />

Borracha natural<br />

CH 2<br />

CH 3<br />

C<br />

CH<br />

(Configuração CIS em torno das ligações duplas)<br />

Configuração TRANS ⇒ Gutta-percha<br />

CH 2<br />

6


O Petróleo e o Gás Natural<br />

Fornecem os alcanos que constituem a matériaprima<br />

principal na obtenção de produtos<br />

químicos orgânicos.<br />

∗ Através de diferentes formas de craqueamento, podem obter-se<br />

certas substâncias mais reativas como:<br />

- Hidrocarbonetos aromáticos (benzeno, tolueno, xilenos)<br />

- Alquenos de menor PM (etileno, propileno e butilenos)<br />

A partir destes compostos e também o metano é que se preparam a maioria<br />

dos compostos aromáticos e alifáticos.<br />

- Os alquenos e os alquinos são muito mais reativos do que os<br />

alcanos, devido às insaturações que promovem reações de adição.<br />

- A ligação dupla carbono-carbono nos alquenos constitui o grupo<br />

funcional que determinará as reações características destes<br />

compostos.<br />

______________________________________________________<br />

Reações de adição<br />

Esse tipo de reação promove a ruptura da ligação π (mais fraca)<br />

e se formam em troca, duas ligações σ fortes. O orbital π encontrase<br />

menos preso, é mais polarizável<br />

∗ A adição pode ser iônica ou por radical livre.<br />

Iônica ⇒ Favorecida por solventes polares<br />

δ+ δ-<br />

C C<br />

C C<br />

Radical ⇒ Favorecida por solventes apolares<br />

. .<br />

C C<br />

C C<br />

7


Halogenação<br />

- Os alquenos são facilmente convertidos pelo cloro ou pelo bromo<br />

em compostos saturados. Em geral, o iodo não reage.<br />

A adição do bromo é uma reação extremamente útil para a<br />

detecção da ligação dupla C=C.<br />

A solução de bromo em CCl4 é vermelha; o dihaleto como no<br />

alqueno é incolor. A perda de cor numa solução de bromo é<br />

característica de compostos que contêm a ligação dupla C=C.<br />

Eteno<br />

Mecanismo<br />

CH 2 CH 2<br />

+ Br 2<br />

CCl 4<br />

H<br />

H<br />

C<br />

Br<br />

Br<br />

C<br />

H<br />

H<br />

1,2-dibromo-etano<br />

- Acredita-se que a halogenação de alquenos é uma adição<br />

eletrofílica.<br />

Eletrófilo : Espécie deficiente em elétrons.<br />

C C<br />

Br<br />

Br<br />

C C<br />

δ+<br />

Br<br />

δ-<br />

Br<br />

+<br />

C C<br />

Br<br />

Foi sugerido um intermediário<br />

alternativo, o íon bromônio<br />

C C<br />

Br<br />

+<br />

Br -<br />

Nesta etapa, a presença de outros<br />

ânions, pode originar a formação<br />

de produtos mistos.<br />

Br<br />

Br<br />

C C<br />

C C<br />

Br<br />

Br<br />

8


Efeito dos substituintes sobre a velocidade da adição<br />

A adição é facilitada pela presença de substituintes doadores de<br />

elétrons nos átomos de C da ligação dupla.<br />

H 3 C<br />

C<br />

C<br />

CH 3<br />

H 3 C CH 3<br />

H 3 C<br />

C<br />

C<br />

H 3 C H<br />

CH 3<br />

H 3 C<br />

C<br />

C<br />

H<br />

H 3 C H<br />

CH2 CH2 CH2 CH COOH CH2 CHCl<br />

A presença de núcleo benzênico acelera muito a reação<br />

CH CH 2<br />

- Reação com haletos de hidrogênio<br />

A facilidade de adição: HF < HCl < HBr < HI<br />

X 2<br />

+<br />

+<br />

CH CH 2 X<br />

CH CH 2 X<br />

(facilidade relativa de doação de próton → HF menos ácido)<br />

H 3 C<br />

C<br />

C<br />

H<br />

H H<br />

Se a olefina for assimétrica<br />

(Ex: propileno) O HCl poderia adicionar-se de 2 formas possíveis.<br />

H 3 C<br />

C<br />

C<br />

H<br />

H H<br />

H<br />

H<br />

H 3 C<br />

C<br />

H<br />

+<br />

Cl -<br />

H<br />

C<br />

Cl<br />

H +<br />

Carbocátion<br />

primário<br />

H<br />

H 3 C<br />

C<br />

H<br />

C<br />

H H<br />

Propileno<br />

Não acontece<br />

(> tendência à formação<br />

de um carbocátion<br />

secundário)<br />

H +<br />

H 3 C<br />

H<br />

C C<br />

H + H<br />

H<br />

Carbocátion<br />

secundário<br />

Regra Markovnikov: O grupo mais negativo liga-se ao átomo mais<br />

substituído dos insaturados de C.<br />

Cl -<br />

H<br />

H 3 C<br />

C<br />

Cl<br />

H<br />

C<br />

H<br />

9<br />

H


A adição de haletos de hidrogênio a olefinas apresenta dificuldades<br />

experimentais.<br />

Em solução aquosa ou solventes hidroxílicos, a hidratação<br />

catalisada por ácidos constitui-se em reação competitiva.<br />

Em solventes menos polares é favorecida a formação de radical.<br />

Na presença de peróxidos, a adição de HBr inverte a regra de<br />

Markovvnikov. (Só o HBr)<br />

No caso do ácido hipocloroso (HO-Cl):<br />

δ - δ +<br />

A polarização acontece no sentido HO Cl<br />

CH 3 CH CH 2 CH 3 CH CH 2<br />

Hidrogenação<br />

δ<br />

HO Cl<br />

-<br />

δ +<br />

+<br />

Cl<br />

OH<br />

Cl<br />

10<br />

CH 3 CH CH 2<br />

Método mais útil na preparação de alcanos<br />

∗ Método geral de conversão de ligações duplas (C=C) em ligações<br />

simples (C-C) em quase todos os tipos de compostos<br />

encontrados.<br />

- Mantendo as mesmas condições reacionais (aparelhagem,<br />

catalisador, etc.)<br />

Podemos transformar por exemplo:<br />

Alquenos<br />

Álcoois insaturados<br />

Ésteres insaturados<br />

em seus compostos<br />

análogos saturados


Variando o catalisador e as condições de reação, pode-se<br />

hidrogenar seletivamente uma ligação múltipla, mas não outra.<br />

Ex:<br />

- 1 ligação dupla C=C, mas não uma dupla C=O<br />

- 1 ligação tripla, mas não uma ligação dupla<br />

- até mesmo uma determinada ligação dupla e não outra.<br />

A hidrogenação pode ser:<br />

a) Heterogênea (2 fases)<br />

b) Homogênea (1 fase)<br />

Em ambos os casos, o catalisador conduz à adição de H2 molecular à ligação<br />

dupla.<br />

a) Hidrogenação heterogênea<br />

11<br />

Método clássico (o catalisador é um metal finamente<br />

dividido, geralmente, Pt, Pd, Ni)<br />

∗ Agita-se uma solução de alqueno sob leve pressão de<br />

hidrogênio, em presença de uma pequena porção de catalisador. A<br />

reação processa-se rápida e suavemente.<br />

Após a reação estar concluída, o catalisador insolúvel é separado<br />

do produto por filtração.<br />

Exemplos:<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

1,2-dimetil-ciclohexeno<br />

H 3 C<br />

C C CH 3<br />

H 2 , Pd<br />

H 2 , Pd<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

cis-ciclohexano<br />

H 3 C<br />

C C<br />

CH 3<br />

H H<br />

Dimetil-acetileno cis-2-buteno


) Hidrogenação homogênea<br />

12<br />

Muito mais recente, apresenta uma flexibilidade<br />

que não é possível alcançar com os<br />

catalisadores do tipo antigo.<br />

∗ A hidrogenação é extremamente seletiva<br />

- Catalisadores são complexos orgânicos dos metais de transição<br />

como ródio ou irídio. São solúveis em solventes orgânicos<br />

produzindo a hidrogenação numa única fase, a solução.<br />

Inconveniente - Separar o catalisador do produto da reação<br />

- Desenvolvimento de métodos para evitar esse problema<br />

Catalisador fixado por ligação química a um polímero<br />

(molécula gigante), sólido, insolúvel, o que permite uma fácil<br />

separação por filtração posterior.<br />

- A hidrogenação homogênea, torna-se heterogênea; no entanto, a<br />

seletividade continua a mesma.<br />

- A reação é geralmente quantitativa e é fácil medir o volume de<br />

hidrogênio consumido. Portanto, a hidrogenação é usada como<br />

método de análise para determinar o número de ligações duplas<br />

existentes num composto.<br />

H<br />

C C<br />

H<br />

H H<br />

+ H 2 C C<br />

H<br />

H<br />

H H<br />

H H<br />

A hidrogenação é exotérmica ⇒ As duas ligações σ (C-H) que se<br />

formam são, juntas, mais fortes que a ligação σ (H-H) e a ligação π<br />

que se rompem.<br />

Catalisador ⇒ A sua função consiste em baixar a Eativação, de modo<br />

a que a reação possa produzir-se rapidamente a temperatura<br />

ambiente.<br />

∴ Hidrogenação homogênea: Utilizando complexos de metal de<br />

transição, podem realizar-se reações totalmente estereoseletivas.


Hidratação<br />

A adição de água catalisada por ácidos à dupla ligação de um<br />

alqueno é um método conveniente para a preparação de álcoois<br />

secundários e terciários.<br />

- Os ácidos normalmente usados para catalisar a hidratação dos<br />

alquenos são: ácido sulfúrico e ácido fosfórico. (Normalmente não se<br />

usam haletos de hidrogênio como fontes de prótons por sua tendência a se<br />

adicionarem).<br />

-<br />

Os íons HSO4 produzidos pelo H2SO4 são fracamente nucleófilos e<br />

se forem adicionados seriam facilmente eliminados (hidrolisados<br />

pela H2O)<br />

A adição de água à dupla ligação segue a regra de Markovnikov<br />

(geralmente não se formam álcoois primários).<br />

Mecanismo:<br />

HOH . .<br />

.<br />

CH 3<br />

CH 3 C CH 2<br />

2-metil-propeno<br />

. H +<br />

CH 3<br />

CH 3 C CH 2<br />

H<br />

H O H<br />

+<br />

(meio ácido)<br />

+<br />

+<br />

CH 3<br />

H<br />

+ HOH CH3 C CH3 +<br />

25°C<br />

H<br />

H O H<br />

+<br />

CH 3<br />

C<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

C<br />

+<br />

Etapa predominante<br />

da velocidade da reação<br />

(formação de carbocátion)<br />

CH 3<br />

CH 3<br />

OH<br />

álcool-t-butílico<br />

CH 3<br />

H<br />

+ O.<br />

.<br />

CH 3<br />

H<br />

CH 3 C CH 3<br />

H H H H<br />

A hidratação é uma reação importante na conversão de frações de petróleo em<br />

álcoois.<br />

Reações de hidratação/Desidratação → Reversível<br />

↑ [H2O] favorece a hidratação; ↑ [H + ] favorece a desidratação<br />

OH<br />

. .<br />

O<br />

O<br />

+<br />

13


Oxidação<br />

Os alquenos sofrem algumas reações de oxidação da ligação dupla<br />

carbono-carbono.<br />

Ex: O permanganato de potássio (KMnO4) e o tetróxido de ósmio<br />

(OsO4), podem ser usados para promover a oxidação de<br />

alquenos a glicóis (equivalente à adição de 2 grupos hidroxila à<br />

ligação dupla)<br />

CH 2 CH 2 + KMnO 4<br />

Eteno<br />

(etileno)<br />

CH 3<br />

Mecanismos:<br />

OsO 4<br />

a frio<br />

OH- CH 3<br />

CH 2<br />

OH<br />

CH 2<br />

OH<br />

Etileno glicol<br />

CH CH2 Na2SO4 CH CH2 Propeno<br />

OH OH<br />

(propileno) Propileno glicol<br />

O<br />

CH 2 CH 2 + CH 2 CH 2<br />

O<br />

Mn<br />

O<br />

O<br />

-<br />

O<br />

O<br />

Mn<br />

O O<br />

H 2 O<br />

CH 2<br />

OH<br />

CH 2<br />

OH<br />

Cis-1,2-diol<br />

14<br />

+ MnO 2<br />

∗ Os alquenos também podem ser oxidados com perácidos<br />

(RCOOOH).<br />

O<br />

C<br />

CH 2 CH 2 + CH 2 CH 2<br />

HO<br />

δ +<br />

O<br />

δ -<br />

R<br />

+<br />

O<br />

H<br />

.<br />

H<br />

O H<br />

CH 2<br />

OH<br />

OH<br />

CH 2<br />

Trans-1,2-diol<br />

∗ É possível controlar estereoespecificamente a hidroxilação das<br />

olefinas para obter-se estruturas Cis-Trans à vontade


Halogenação de dienos conjugados<br />

Orbitais π deslocalizados ⇒ Transmissão de reatividade ao<br />

sistema todo. Mais estáveis que<br />

os dienos em que as duplas não<br />

são conjugadas.<br />

Embora mais estáveis tendem a sofrer reações de adição mais<br />

facilmente do que os não-conjugados.<br />

Ex: Bromação do butadieno<br />

CH 2 CH CH CH 2<br />

H +<br />

CH 2 CH CH CH 2<br />

H<br />

+<br />

CH 2 CH CH CH 2<br />

H<br />

+<br />

Protonação favorecida<br />

(carbocátion secundário<br />

estabilizado por conjugação)<br />

Br -<br />

15<br />

CH 2 CH CH CH 2<br />

H<br />

CH 2 CH CH CH 2<br />

H<br />

Br<br />

(adição 1,2)<br />

(adição 1,4)<br />

∗ A presença de conjugação não torna obrigatória a adição 1,4<br />

apenas a possibilita.<br />

Adição 1,2 ⇒ Tende a ocorrer a temperaturas baixas e solventes<br />

apolares.<br />

Adição 1,4 ⇒ Tende a ocorrer a temperaturas elevadas e solventes<br />

polares.<br />

_____________________________________________________<br />

Outros tipos de reação de importância industrial<br />

Polimerização ⇒ A partir de olefinas como butadieno, etileno,<br />

propileno, estireno.<br />

Br


Alquinos<br />

Os alquinos comportam-se de maneira similar aos alquenos.<br />

A diferença reside em que nos alquinos, 2 moléculas do reagente<br />

podem reagir com cada ligação tripla.<br />

Ex: Hidrogenação do alquino<br />

H<br />

2 H2 C C H<br />

H C C<br />

Alquino<br />

Ni, Pd<br />

H<br />

H<br />

H<br />

H<br />

Alcano<br />

No entanto, utilizando-se condições apropriadas, a reação pode<br />

ficar limitada ao primeiro estágio da reação.<br />

Ex: Hidrogenação de alquinos ⇒ Formação de alquenos<br />

R<br />

C C<br />

R'<br />

H 2<br />

Na, Li<br />

NH 3<br />

H 2<br />

Catalisador de Lindlar<br />

(Pd/CaCO 3 )<br />

R<br />

H<br />

C C<br />

C C<br />

H<br />

R'<br />

H H<br />

R<br />

Trans<br />

Cis<br />

Cada uma destas reações é altamente estereoseletiva.<br />

- A estereoespecificidade dos alquenos é extremamente<br />

importante em sistemas biológicos.<br />

Ex: Pesquisa no campo das feromonas e outras substâncias biologicamente<br />

ativas<br />

Desenvolvimento de métodos novos e altamente estereoseletivos<br />

para formar a ligação dupla (C=C) numa molécula.<br />

R'<br />

H<br />

16<br />

Mais simples e mais usado: Hidrogenação de alquinos.


Os sistemas biológicos, de uma maneira geral, apresentam elevado<br />

grau de estereoespecificidade.<br />

- Particularmente evidente na ação de feromonas (compostos<br />

produzidos por um organismo com o fim de comunicar-se com outro<br />

organismo da mesma espécie: para atrair indivíduos do sexo<br />

oposto, para lançar o alarme, para assinalar pistas de alimentos)<br />

Comunicação ⇒ Distâncias apreciáveis<br />

Ex: O macho da limântria (borboleta) ⇒ Recebe o sinal de uma<br />

fêmea a quilômetro e<br />

meio de distância.<br />

Outro exemplo:<br />

Acetato de (Z)-dodeceno-9-ilo-1<br />

Acetato de (E)-dodeceno-9-ilo-1<br />

Acetato de (Z)-dodeceno-8-ilo-1<br />

Acetato de (E)-dodeceno-8-ilo-1<br />

OCOCH 3<br />

OCOCH 3<br />

OCOCH 3<br />

(93%)<br />

OCOCH 3<br />

(7%)<br />

(Atraente sexual da borboleta do bicho da fruta asiático)<br />

(Atraente sexual da<br />

traça das uvas)<br />

17<br />

(Atraente sexual da torcedora uvas)<br />

Traça dos gomos do pinheiro<br />

Mistura<br />

O isômero Z “puro” é totalmente inativo.


Adição de halogênios<br />

Ex:<br />

C C<br />

X2 C C<br />

X<br />

X<br />

(X 2 =Cl 2 ; Br 2 )<br />

Br2 CH C C C C<br />

3 H H<br />

CH 3<br />

Br<br />

Br<br />

Br 2<br />

X 2<br />

CH 3<br />

H<br />

Br<br />

X<br />

X<br />

C C H<br />

X<br />

Br<br />

X<br />

C C H<br />

+<br />

∗ O intermediário formado é um cátion vinílico: CH3 C CH<br />

- A adição de ácidos próticos aos alquinos produz-se praticamente<br />

à mesma velocidade dos alquenos.<br />

- Frente à adição de halogênios, os alquinos são consideravelmente<br />

menos reativos que os alquenos.<br />

- Nos alquenos forma-se um cátion halônio. Nos alquinos é mais<br />

difícil se formarem estes intermediários cíclicos.<br />

______________________________________________________<br />

Hidratação dos alquinos (Tautomeria)<br />

Os alquinos adicionam água facilmente quando a reação é<br />

catalisada por ácidos fortes e íons mercúrio (Hg ++ ).<br />

O álcool vinílico que é produzido inicialmente é geralmente instável, e se<br />

rearranja rapidamente a um aldeído ou cetona.<br />

C C + H2O C<br />

HgSO4 CH<br />

H 2 SO 4<br />

OH<br />

álcool vinílico<br />

Br<br />

H<br />

C<br />

H<br />

Br<br />

C<br />

O<br />

aldeído ou cetona<br />

* O rearranjo envolve o deslocamento do próton para o carbono adjacente.<br />

“Tautomeria ceto-enólica”<br />

C C C C<br />

H O.<br />

. O H<br />

..<br />

Forma enol<br />

..<br />

Forma ceto<br />

+<br />

H<br />

+<br />

18<br />

* Existe efetivamente um equilibrio entre<br />

as duas estruturas, mas geralmente<br />

deslocado em favor da forma cetônica


Oxidação dos alquinos<br />

Alquinos tratados com permanganato de potássio básico, sofrem<br />

quebra oxidativa, do mesmo modo que os alquenos.<br />

KMnO 4<br />

C C H +<br />

R R'<br />

OH- , 25°C RCOO- + R'COO- Os produtos da reação são ácidos carboxílicos.<br />

19<br />

RCOOH + R'COOH<br />

Os ácidos carboxílicos são facilmente identificáveis e a partir deles,<br />

localizar a posição da ligação tríplice de um alquino.<br />

Ex: 3-hexino<br />

CH 3 CH 2 C CCH 2 CH 3<br />

1-hexino<br />

CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 C CH<br />

2-hexino<br />

CH 3 CH 2 CH 2 C CCH 3<br />

(1) KMnO 4<br />

OH - , 25°C<br />

(2) H +<br />

(1) KMnO 4<br />

OH - , 25°C<br />

(2) H +<br />

(1) KMnO 4<br />

OH - , 25°C<br />

(2) H +<br />

Propriedades físicas dos alquinos<br />

2<br />

CH 3 CH 2 COOH<br />

ácido propanóico<br />

CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 COOH + CO 2<br />

áciodo pentanóico<br />

CH 3 CH 2 CH 2 COOH + CH 3 COOH<br />

ácido butanóico<br />

ácido acético<br />

- As propriedades físicas são muito semelhantes às dos alquenos e<br />

dos alcanos.<br />

- Apenas ligeiramente solúveis em água. Solúveis em solventes de<br />

baixa polaridade (tetracloreto de carbono, éter e alcanos).<br />

- Como os alcanos e alquenos, menos densos que a água.<br />

- Os três primeiros alquinos são gases à temperatura ambiente.


Hidrocarbonetos cíclicos<br />

É possível formar um anel constituído de átomos de carbono.<br />

(esse tipo de composto é um Hidrocarboneto cíclico)<br />

O cicloalcano mais simples possui 3 átomos de carbono<br />

C<br />

H 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

Propano na forma de anel<br />

∗ Existe uma série inteira de cicloalcanos. Designados colocandose<br />

o prefixo “ciclo” na frente do nome correspondente alcano de<br />

cadeia aberta.<br />

Cicloalcanos<br />

Fórmula molecular Nome Fórmula estrutural<br />

C3H6<br />

C4H8<br />

C5H10<br />

C6H12<br />

Ciclopropano<br />

Ciclobutano<br />

Ciclopentano<br />

Ciclohexano<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

H2C H2C C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

( * )<br />

* O anel de 6 membros, representa o tamanho e a forma de anel<br />

mais comum em moléculas orgânicas encontradas nos seres vivos.<br />

(Os átomos de C não são coplanares ⇒ aparecem acima e abaixo do plano<br />

do papel)<br />

20


- Os cicloalcanos, especialmente os menores, são muito reativos<br />

porque as ligações estão “tensas”. Os ângulos internos são<br />

menores do que o ângulo normal (109,5°) do carbono tetraédrico.<br />

* O anel rompe-se rapidamente quando outros átomos se ligam a cada um dos<br />

dois carbonos terminais.<br />

Ex: Reações de adição de moléculas de hidrogênio para formar<br />

alcanos lineares.<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

C<br />

H 2<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

Ciclopropano<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

Ciclobutano<br />

+ H 2 CH 3 CH 2 CH 3<br />

Propano<br />

+ H 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3<br />

Butano<br />

∗ O ciclopropano, um gás incolor de aroma adocicado, é um<br />

anestésico largamente usado que age rapidamente, mas que<br />

pode ser explosivo quando misturado com oxigênio.<br />

Cicloalqueno<br />

Exemplos:<br />

Hidrocarboneto cíclico com uma ou mais ligações duplas<br />

entre átomos de carbono do anel.<br />

CH<br />

CH 2<br />

CH 2<br />

CH<br />

CH 2<br />

CH<br />

CH<br />

CH 2<br />

CH<br />

CH<br />

Ciclopenteno Ciclopentadieno<br />

21

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