Mestrado integrado em Engenharia do Ambiente Licenciatura Bolonha em Engenharia de Materiais. 1º Teste de Química Orgânica 27/04/2013

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Marco Godoi Estrela
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1 Mestrado integrado em Engenharia do Ambiente Licenciatura Bolonha em Engenharia de Materiais 1º Teste de Química rgânica 7/04/013 esolução 1 composto A é responsável pelo aroma a anis. Escreva os contributores mais importantes de A, indicando o movimento electrónico com o uso de setas: A onsidere o seguinte composto B a) Indique os grupos funcionais presentes no composto B. -, álcool; - tiol * * B b) Identifique o(s) centro(s) de quiralidade de B e indique o número máximo de estereoisómeros possível. omo tem carbonos quirais, o nº máximo de estereoisómeros possível é n = = 4 c) Escreva todos os estereoisómeros de B em projecção de Fisher

2 d) Atribua uma designação / a cada um dos centros de quiralidade de todos os estereoisómeros A 1 B 1 4 A B e) Indique as relações de estereoisomeria entre os diferentes estereoisómeros. Justifique. (,) e (,) (,) e (,) ão enanteómeros porque: Porque são a imagem no espelho um do outro. ão são sobreponíveis. s carbonos quirais têm configuração absoluta oposta. (,) = (,) e (,) (,) = (,) e (,) ão diastereómeros porque: Porque não é a imagem no espelho um do outro. ão são sobreponíveis. s carbonos quirais têm configuração absoluta diferente. f) Passe da projecção de Fisher de um dos estereoisómeros à sua escolha, para uma estrutura em cavalete alternada e a correspondente projeção de ewman, mostrando como procedeu Projeção de Fisher avalete eclipsada avalete alternada ou estrela Projeção de ewman alternada ou estrela 3 a) Qual dos seguintes compostos, ou D é mais ácido. Justifique, mostrando as bases conjugadas e a possível existência de híbridos de ressonância. Um ácido será tanto mais forte, quanto mais estável for a sua base conjugada:

3 B D B Base conjugada de Base conjugada de D arbono sp 3 arga negativa deslocalizada por 5 arga negativa deslocalizada por

4 Base conjugada de A base conjugada de é a mais estável porque: Tem a carga negativa deslocalizada por 1 átomo de, 1 átomo de (mais eletronegativos que ) e 5 Tem mais estruturas de ressonância devido ao grupo e poderem receber eletrões por ressonância. Tem efeito indutivo atrator dos grupos e devido à eletronegatividade dos átomos de e. é o ácido mais forte. A base conjugada de D é menos estável que a de porque: A carga negativa só é deslocalizada por 5. ão há estabilização por ressonância com o grupo tertbutilo (carbono sp 3). Tem efeito indutivo dador por parte do grupo tert-butilo. Base conjugada de D D é o ácido mais fraco. b) Qual o átomo mais básico do composto E. Justifique. α β E Existem átomos de e 1 de que têm pares de eletrões não partilhados que podem captar protões, atuando como base. oxigénio por ser mais eletronegativo é menos básico que os azotos. par de eletrões de α está muito deslocalizado por ressonância quer pelo átomo de do grupo carbonilo (=) quer pelo anel aromático. α é muito pouco básico. par de eletrões do átomo de β não está estabilizado por ressonância devido aos carbonos sp 3 aos quais se encontra ligado. á ainda efeito indutivo dador de eletrões por parte do grupos alquilo. β é o atomo mais básico.

5 4 - Preveja os produtos das seguintes reacções indicando o nome da reacção, mecanismo e a estereoquímica quando aplicável: a) 3 aph 1 3 Ts Ph Ph 3 3 a 3 arbono α é secundário, Ph - é um excelente nucleófilo e Ts - é um excelente grupo de saída. á inversão da configuração do átomo de carbono. eação. b) carbono α é terciário. ão existe nucleófilo. - não é um G, utiliza-se o ácido sulfúrico para protonar o e transformá-lo num melhor G ( ) É uma E onsidere a seguinte reação: a) Diga o nome da reação e mostre o mecanismo, o(s) produto(s) e a estereoquímica quando aplicável.

6 carbono α é terciário. metanol ( 3 ) é um nucleófilo fraco é um excelente G. É uma 1/E1. carbono não é quiral (não há formação de mistura racémica) b) De que modo alteraria a velocidade da reação se o eletrófilo fosse Justifique. l A velocidade de uma 1 é tanto maior quanto melhor for o G, já que o carbocatião seria idêntico. e o grupo de saída fosse l -, a velocidade da reação diminuiria, porque l - é um pior G que 3 -. Este G é muito estabilizado por ressonância onsidere a seguinte reação: F a a) Desenhe as duas conformações em cadeira para o composto F e diga qual é a mais estável. Justifique Mais estável 3

7 A ª conformação em cadeira é a mais estável porque tem os grupos mais volumosos nas posições equatoriais onde há menos repulsões. b) Diga o nome da reação e mostre o mecanismo, o(s) produto(s) e a estereoquímica quando aplicável carbono α é terciário. ( 3 ) 3 - é uma base muito forte. - é um bom G. É uma E. protão que é captado pela base e o grupo de saída têm que estar antiperiplanares. 3 c) Indique se a velocidade da reação será rápida ou lenta. Justifique. A velocidade da reação é rápida, pois a conformação mais estável é aquela em que o está numa posição axial (ficando antiperiplanar), essencial para que se dê a E. 7 - Qual dos seguintes compostos G ou tem maior ponto de ebulição? Justifique. G s grupos permitem estabelecer ligações por pontes de hidrogénio intermoleculares, aumentando o ponto de ebulição. omo tem grupos, forma mais ligações de hidrogénio e por isso irá ter maior ponto de ebulição.

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