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