R E A Ç Õ E S O R G Â N I C A S

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1 R E A Ç Õ E S R G Â N I A S PRF. AGAMENN RBERT < 011 >

2 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS REAÇÕES RGÂNIAS ISÕES DAS LIGAÇÕES Para que ocorra uma reação química, é necessário que as ligações existentes entre os átomos de uma molécula se rompam e esses átomos se rearranjem, formando novas ligações. Geralmente, as reações entre substâncias orgânicas envolvem apenas o rompimento e a formação de ligações covalentes. As cisões podem ser de dois tipos:. MLÍTIA.. ETERLÍTIA. isão homolítica é quando na quebra da ligação, cada átomo fica com seus elétrons, formando radicais livres. * * isão heterolítica é quando na quebra da ligação o átomo mais eletronegativo fica com o par de elétrons inicialmente compartilhado, formando íons. Exemplos: bservações: * l l - * - I. Um carbono carregado positivamente é chamado carbocátion ou íon carbônio. II. Um carbono carregado negativamente é chamado carboânion ou íon carbânion. Exercícios: 01)A equação abaixo indica: 4 * * a) formação de carbônio. b) formação de carbânion. c) reação de homólise. d) reação de heterólise. e) reação de substituição. 0)onsidere os seguintes tipos de reações: P * * P P * Q * * R Q * R * S * * T S - T Qual é a espécie mais apropriada para reagir com o íon abaixo? a) T b) P * c) S d) Q ** R e) P ** P R R TIPS DE REAGENTES NAS REAÇÕES RGÂNIAS R Reagente eletrófilo (ou eletrofílico) é toda espécie química que, aceitando um par de elétrons, é capaz de formar uma nova ligação. Reagente nucleófilo (ou nucleofílico) é toda espécie química capaz de oferecer um par de elétrons para a formação de uma ligação. Exercícios: 01)Nas reações orgânicas, a hidroxila tende a funcionar como: a) reagente eletrófilo. b) reagente nucleófilo. c) radical livre. d) base de Arrhenius. e) solvente. 0)Indique, dentre os reagentes abaixo, o nucleofílico: a) BF. b). c) All. d) l. e).

3 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS 0)Indique, dentre os reagentes abaixo, o eletrofílico: a) N. b) N. c). d) R. e). NEITS MDERNS DE ÁID E BASE Ácidos e bases de Brönsted-Lowry Ácido é toda espécie química capaz de doar prótons () em uma reação química. Base é toda espécie química capaz de Exemplos: receber prótons () em uma reação química. ácido base l - l l está doando um para. Esta reação ocorre no sentido inverso ácido base - l l íon está doando o para o l. Dizemos que l / l e / são pares conjugados ácido-base, pois diferem entre si por um. Ácido e base de Lewis Ácido de Lewis é toda espécie química capaz de receber par de elétrons. Base de Lewis é toda espécie química capaz ceder par de elétrons. N BF BF N N:} B F N > B F F ou F F F N doa par de elétrons (é a base) e o BF recebe o par de elétrons (é o ácido). Exercícios: 01)No equilíbrio abaixo, podemos afirmar que de acordo com o conceito de ácido e base de Brönsted-Lowry: l N N 4 l a) N 4 atua como base. b) N atua como base. c) l atua como base. d) l atua como ácido. e) N atua como ácido. 0)A base conjugada do íon P 7 seguinte espécie química: a) 4 P 7. b) P 7 1- c) P 7 - d) P 7 - e) P 7 4- é a 0)Ácido é uma espécie capaz de receber um par de elétrons. Essa definição corresponde à proposta de: a) Arrhenius. b) Brönsted. c) Lavoisier. d) Lewis. e) stwald. 04)Na reação abaixo, a base conjugada de N 4 é: N N 4 a) N 4. b) N. c). d) -. e) N 4. 05)onhecida à tabela, a base conjugada mais forte é: Ácido Grau de ionização l 9% S 4 61% P 4 7% F 8% N 0,008% a) l. b) S 4. c) P 4. d) F. e) N.

4 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS )Na equação abaixo, o íon bicarbonato ( ) é classificado como: a) base de Arrhenius. b) base de Brönsted. c) base de Lewis. d) ácido de Brönsted. e) ácido de Lewis. TIPS DE REAÇÕES RGÂNIAS Entre vários tipos de classificações podemos destacar as reações de substituição, adição e eliminação. REAÇÃ DE SUBSTITUIÇÃ É quando um átomo ou grupo de átomos é substituído por um radical do outro reagente. luz l l l l REAÇÃ DE ADIÇÃ É quando duas ou mais moléculas reagentes formam uma única como produto. l l REAÇÃ DE ELIMINAÇÃ l 4 É quando de uma molécula são retirados dois átomos ou dois grupos de átomos sem que sejam substituídos por outros. l l REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃ 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. ALGENAÇÃ DE ALANS É quando substituímos um ou mais átomos de hidrogênio de um alcano por átomos dos halogênios. luz l l l l Podemos realizar a substituição dos demais átomos de hidrogênio sucessivamente, resultando nos compostos: 4 l l l 4 l l l 4 4 l l 4 4 l As reações de halogenação também ocorrem com os demais halogênios, sendo que as mais comuns são a cloração e a bromação, pois com o F, devido a sua grande reatividade, teremos uma reação explosiva e, com o I a reação é muito lenta. Nos alcanos de cadeias maiores, teremos vários átomos de hidrogênios possíveis de serem substituídos e, a reatividade depende do carbono onde ele se encontra; a preferência de substituição segue a seguinte ordem: terciário > secundário > primário l l l produto principal

5 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS 5 ALGENAÇÃ D BENZEN Neste caso todos os átomos de hidrogênios são equivalentes e originará sempre o mesmo produto em uma mono-halogenação. l l Al l l NITRAÇÃ D BENZEN onsiste na reação do benzeno com ácido nítrico (N ) na presença do ácido sulfúrico ( S 4 ), que funciona como catalisador. N SUBSTITUIÇÃ NS DERIVADS D BENZEN Todas as reações de substituição observadas com benzeno também ocorrem com seus derivados, porém diferem na velocidade de ocorrência e nos produtos obtidos. A velocidade da reação e o produto obtido dependem do radical presente no benzeno que orientam a entrada dos substituintes. Assim teremos: RIENTADRES RT PARA (ATIVANTES) N l, Br, I ( desativantes ) S4 N RIENTADRES META (DESATIVANTES) SULFNAÇÃ D BENZEN onsiste na reação do benzeno com o ácido sulfúrico concentrado e a quente. S 4 S 4 S N S N s orientadores META possuem um átomo com ligação dupla ou tripla ligado ao benzeno. Exemplos: Monocloração do fenol ALQUILAÇÃ D BENZEN onsiste na reação do benzeno com haletos All l de alquila na presença de ácidos de Lewis. l All l l All l l omo o grupo ( ) é orto-para dirigente e ativante a reação é mais rápida que a anterior e os substituintes entram, no anel benzênico, nas posições orto e para.

6 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS 6 Monocloração do nitro benzeno N l All N l l omo o grupo ( N ) é meta dirigente e desativante a reação é mais lenta que a anterior e o substituinte entra, no anel benzênico, na posição meta. Exercícios: 01)No -metil pentano, cuja estrutura está representada a seguir: hidrogênio mais facilmente substituível por halogênio está situado no carbono de número: a) 1. b). c). d) 4. e) 6. 0)onsidere a reação de substituição do butano: LUZ butano l X Y nome do composto X é: a) cloreto de hidrogênio. b) 1-cloro butano. c) -cloro butano. d) 1,1-cloro butano. e),-dicloro butano. RGÂNI INRGÂNI 0)(UNIAP-98) clorobenzeno, ao reagir por substituição eletrofílica com: 0 0 N, em presença de S 4, produz -nitroclorobenzeno. 1 1 l, em presença de Fel, produz preferencialmente metadiclorobenzeno. l, em presença de All, produz 4-metilclorobenzeno. S 4, em presença de S, produz -hidrogenosulfato de clorobenzeno. 4 4 Br, produz preferencialmente, em presença de Fel -bromo, cloro benzeno. 04)Fenol ( 6 5 ) é encontrado na urina de pessoas expostas a ambientes poluídos por benzeno ( 6 6 ). Na transformação do benzeno em fenol ocorre: a) substituição no anel aromático. b) quebra na cadeia carbônica. c) rearranjo no anel aromático. d) formação de ciclano. e) polimerização. 05) É dada a reação: S 4 S 4 S que é classificada como uma reação de: a) adição. b) ciclo-adição. c) condensação. d) eliminação. e) substituição. 06)Da nitração (N (concentrado) S 4 (concentrado), a 0 ) de um certo derivado do benzeno equacionada por: A N Fazem-se as seguintes afirmações: N I. grupo A é orto-para-dirigente. II. grupo A é meta-dirigente. III. corre reação de substituição eletrófila. IV. corre reação de adição nucleófila. V. corre reação de eliminação. São corretas as afirmações: a) II e IV. b) I e III. c) II e V. d) I e IV. e) II e III. A

7 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS 7 REAÇÕES DE ADIÇÃ As reações de adição mais importantes ocorrem nos alcenos, nos alcinos, em aldeídos e nas cetonas. ADIÇÃ DE ALETS DE IDRGÊNI NS ALENS s haletos de hidrogênio reagem com os alcenos produzindo haletos de alquil. l l 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). Neste caso, devemos levar em consideração a REGRA DE MARKVNIKV, que diz: hidrogênio ( ) é adicionado ao carbono da dupla ligação mais hidrogenado. l l IDRGENAÇÃ DS ALENS Essa reação ocorre entre o e o alceno na presença de catalisadores metálicos (Ni, Pt e Pd). Pt ADIÇÃ DE ALETS DE IDRGÊNI AS ALINS corre a adição de 1 mol do haleto de hidrogênio para, em seguida, ocorrer a adição de outro mol do haleto de hidrogênio. l l l l l l ADIÇÃ DE ALGENIS (ALGENAÇÃ) AS ALINS Temos primeira a adição de 1 mol do halogênios formando um alceno dissubstituído. ADIÇÃ DE ÁGUA (IDRATAÇÃ) AS ALENS s alcenos reagem com água em presença de catalisadores ácidos ( ), originando álcoois. ADIÇÃ DE ALGÊNIS (ALGENAÇÃ) AS ALENS s halogênios reagem com os alcenos, na presença do l 4, formando di-haletos de alquil. l 4 l l l l l4 l l l btido o alceno dissubstituído, adiciona-se outro mol do halogênio. l l l l4 l l l l ADIÇÃ DE ÁGUA (IDRATAÇÃ) DS ALINS A hidratação dos alcinos, que é catalisada com S 4 e gs 4, possui uma seqüência parecida com a dos alcenos. S 4 gs 4

8 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS 8 enol obtido é instável se transforma uma cetona. Dependendo do enol formado poderemos obter no final um aldeído. ADIÇÃ DE REAGENTE DE GRIGNARD A ALDEÍDS U ETNAS A adição de reagentes de Grignard (RMgX), seguida de hidrólise, a aldeídos ou cetonas é um dos melhores processos para a preparação de álcoois. esquema geral do processo é: metanal RMgX aldeído cetona Exemplos: metanal etanal RMgX RMgX propanona MgBr MgBr MgBr álcool primário álcool secundário álcool terciário álcool primário álcool secundário álcool terciário Exercícios: 01)Fazendo-se hidrogenação catalítica do propeno, obtém-se: a) propino, cuja fórmula geral é n n. b) ciclopropano. c) propano. d) propadieno. e) -propanol. 0)Na reação do com l há formação em maior quantidade do: a) 1-cloropropano. b) -cloropropano. c) 1,-dicloropropano. d) 1,-dicloropropano. e),-dicloropropano. 0) produto principal da reação: a) álcool primário. b) álcool secundário. c) aldeído. d) ácido carboxílico. e) cetona. 04)om respeito à equação: S 4 X Br 6 1 Br Pode-se afirmar que X é um: é um: a) alcano e a reação é de adição. b) alceno e a reação de substituição. c) alceno e a reação é de adição eletrofílica. d) alcano e a reação é de substituição eletrofílica. e) alceno e a reação é de substituição. 05)(ovest-99) A reação entre o propino e a água produz o enol representado na equação abaixo: Podemos afirmar que: ( aq ) 0 0 enol é produto de uma adição de água ao propino. 1 1 enol é produto da redução do propino pela água. produto desta reação é um composto instável. enol obtido nessa reação se transforma em uma cetona. 4 4 Esta é uma reação de condensação.

9 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS )A adição do brometo de hidrogênio ao,4-dimetil--penteno forma o composto: a) -bromo 4-metil hexano. b) -bromo -etil pentano. c) -bromo,-dimetil pentano. d) -bromo -metil hexano. e) -bromo,4-dimetil pentano. 07)idrocarboneto insaturado que numa reação de adição com o hidreto de cloro produz o -cloro pentano é: a). b). c). d). e). 08)Pode-se prever pela regra de Markovnikov que o produto da reação do -metil propeno com cloreto de hidrogênio é a substância: a) -cloro -metil propano. b) 1,1-dicloro -metil propano. c) 1-cloro butano. d) 1-cloro -metil propano. e) -cloro butano. 09)A hidratação de alcino falso( R R) conduz à formação de: a) álcool primário b) álcool secundário c) cetona d) aldeído e) ácido carboxílico 10)Dada à reação abaixo, podemos afirmar que o composto orgânico obtido é o: MgBr a) ácido butanóico. b) 1 butanol. c) butanol. d) etanol. e) propanol. 11)Um aldeído sofreu uma adição do cloreto de metil magnésio seguido de uma hidrólise produzindo o propanol. aldeído em questão denomina-se: a) metanal. b) etanal. c) propanal. d) etanol. e) propanóico. REAÇÕES DE ELIMINAÇÃ 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. DESIDRATAÇÃ DE ÁLIS A desidratação (eliminação de água) de um álcool ocorre com aquecimento deste álcool em presença de ácido sulfúrico. S 4 Álcoois terciários são mais facilmente desidratados que os secundários e estes, mais que os primários. 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. DESIDR ALGENAÇÃ DE ALET DE ALQUIL Esta reação, normalmente, ocorre em solução concentrada de K em álcool. haleto eliminado reage com o K produzindo sal e água. K ( alc) l ELIMINAÇÃ DE DIBRMETS VIINAIS s dibrometos vicinais quando tratados com zinco metálicos (Zn), eliminação simultaneamente os dois átomos de bromo, produzindo o alceno e brometo de zinco. Zn Br Br

10 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS 10 Quando tratados com K (alc) eliminam duas moléculas do Br. Br Br K ( alc) REAÇÕES DE XIDAÇÃ E REDUÇÃ As principais reações de oxidação e redução com compostos orgânicos ocorrem com os álcoois, aldeídos e alcenos. XIDAÇÃ DE ÁLIS E ALDEÍDS comportamento dos álcoois primários, secundários e terciários, com os oxidantes, são semelhantes. s álcoois primários, ao sofrerem, oxidação, transformam-se em aldeídos e estes, se deixados em contato com oxidante, são oxidados a ácidos carboxílicos. [ ] [ ] s álcoois secundários oxidam-se formando cetonas. [ ] s álcoois terciários não sofrem oxidação. XIDAÇÃ DE ALENS s alcenos sofrem oxidação branda originando diálcoois vicinais. [ ] branda E oxidação a fundo, com quebra da ligação dupla, produzindo ácido carboxílico e /ou cetona. [ ] a fundo [ ] ZNÓLISE DE ALENS utro tipo de oxidação que os alcenos sofrem é a ozonólise. Nesta reação os alcenos reagem rapidamente com o ozônio ( ) 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. Zn Zn forma óxido de zinco que impede a formação de que viria a reagir com o aldeído ou a cetona. Quais os produtos da ozonólise seguida de hidrólise na presença de zinco, do hidrocarboneto metil buteno? Exercícios: Zn 01) A transformação do 1-propanol em propileno (propeno), como esquematizado a seguir, constitui reação de: a) hidratação. b) hidrogenação. c) halogenação. d) descarboxilação. e) desidratação.

11 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS )Quando um álcool primário sofre oxidação, o produto principal é: a) ácido carboxílico. b) álcool secundário. c) éter. d) álcool terciário. e) cetona. 0)Um alceno X foi oxidado energeticamente pela mistura sulfomangânica (KMn 4 S 4 ). s produtos da reação foram butanona e ácido metil propanóico. Logo, o alceno X é: a) -metil--hexeno. b) -metil--hexeno. c),4-dimetil--hexeno. d),5-dimetil--hexeno. e),5-dimetil--hexeno. 04)Assinale a opção que corresponde aos produtos orgânicos da oxidação energética do -metil--penteno. a) propanal e propanóico. b) butanóico e etanol. c) metóxi-metano e butanal. d) propanona e propanóico. e) etanoato de metila e butanóico. 05)Um alceno de fórmula molecular 5 10 ao ser oxidado com solução ácida de permanganato de potássio deu origem a acetona e ácido etanóico em proporção equimolar. nome do alceno é: a) 1-penteno. b) -penteno. c) -metil-1-buteno. d) -metil--buteno. e) -etil propeno. 06)Um composto X, submetido à oxidação com solução sulfopermangânica, forneceu ácido acético e butanona. nome oficial do composto X é: a) -metil-1-penteno. b) -metil--penteno. c) -metil-1-penteno. d) -metil--penteno. e) -hexeno. 07)A ozonólise e posterior hidrólise em presença de zinco do -metil--etil--penteno produz: a) cetona e aldeído. b) cetona, aldeído e álcool. c) somente cetonas. d) aldeído e álcool. e) cetona, aldeído e ácido carboxílico. 08)(UPE-007 Q) A reação entre o cloreto de hidrogênio e o -metil--penteno, origina: a) -cloro - -metilpentano. b) -cloro - -metilpentano. c) -cloro - -metilpentano. d) -cloro - -metilpentano. e) -cloro - -metil etilpentano. 09)A ozonólise do composto 6 1 seguida de uma hidrólise produz exclusivamente acetona. composto será: a),-dimetil--buteno. b) -metil--penteno. c),-dimetil-1-buteno. d) -hexeno. e) -hexeno. 10)(UPE-007 Q) Analise as afirmativas abaixo relacionadas às reações orgânicas. 0 0 A reação de Friedel-rafts é catalisada pelo cloreto de alumínio, que atua como um ácido de Lewis produzindo um carbocátion. 1 1 mecanismo da alquilação no benzeno forma o carbocátion, que atua como eletrófilo, comportando-se como um ácido de Lewis. A nitração no benzeno dispensa o uso da mistura sulfonítrica, uma vez que o grupo N já foi introduzido no anel aromático. A acilação no benzeno poderá originar cetonas aromáticas. 4 4 A sulfonação no benzeno não pode ocorrer na presença do ácido sulfúrico fumegante, porque se rompe o anel aromático. 11) (UPE-004-Q1) Na hidrogenação catalítica do propeno em condições apropriadas, obtém-se como produto da reação: a) propino. b) propano. c) ciclopropano. d) propadieno. e) -propanol. 1) (UPE-006-Q1) Analise as reações gerais correlacionadas com as funções orgânicas. 0 0 álcool fenólico apresenta uma oxidrila ligada diretamente ao anel aromático. 1 1 As reações, envolvendo ácidos graxos com hidróxido de sódio, são usadas na obtenção de sabões. Na cloração do benzeno, em presença do cloreto férrico como catalisador, constata-se que qualquer um dos átomos de hidrogênio do anel benzênico pode ser substituído pelo cloro. s oxidantes mais brandos oxidam mais facilmente as cetonas do que os aldeídos. 4 4 A reação entre um aldeído e o ácido cianídrico é classificada como uma reação de adição à carbonila.

12 Prof. Agamenon Roberto REAÇÕES RGÂNIAS 1 1) (ovest-007) bserve as reações abaixo: A) B) I l K ( aq ) 17)(ovest-007) Analise as reações incompletas, apresentadas abaixo, e assinale a alternativa correta. 1) alceno Br ) álcool S 4 S ) benzeno N 4 4) aldeído N ) D) S 4 ( conc ) S 4 / KMn A reação A é uma reação de substituição nucleofílica, devendo formar como produto principal o -hidroxipentano. 1 1 A reação B é uma reação de adição, devendo formar como produto principal o 1-clorobutano. A reação B deve seguir a regra de Markovnikov. A reação é uma reação de eliminação, em que o -metil-- penteno deve ser o produto formado em maior quantidade. 4 4 A reação D é uma reação típica de oxidação, devendo gerar como produto o ácido acético. 15) (UPE-004-Q) álcool -propanol pode ser obtido por: a) redução da propanona. b) redução do propanal. c) oxidação do propanal. d) redução do ácido propanóico. e) desidratação do ácido propanóico. a) A reação (1) é uma reação de adição do Br à dupla ligação do alceno. b) A reação () é uma reação de oxidação de álcoois. c) A reação () é uma reação de adição do íon N ao benzeno (nitração do benzeno). d) A reação (4) é uma reação de redução da carbonila do aldeído. e) As reações (1) e (4) são reações de substituição nucleofílica. 18) (UPE-007 Q) Analise as equações químicas a seguir: 4 l A 4 KMn 4 (meio ácido) B 5 S 4 (conc) (170º) As substâncias orgânicas formadas A, B e têm como nomenclatura IUPA respectivamente: a) propan-1-ol, etanol e ácido etanóico. b), diclorobutano, eteno e etanal. c),-dicloropropano, ácido etanóico e eteno. d) cloroetano, etano e etanol. e) clorometano, ácido etanóico e etino. 16) (UPE-006-Q1) Um alceno, submetido à ozonólise, origina como produto orgânico somente o 6. alceno em questão é: a) -metil-propeno. b) 1-buteno. c) -hexeno. d) -metil--buteno. e) propeno.