Química Orgânica. Aula 2 Acidez e Basicidade. Prof. Davyson Moreira

Transcrição

1 Aula 2 Acidez e Basicidade Prof. Davyson Moreira ([email protected]) 1

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3 Primeira definição de importância. Define ácido como substâncias doadoras de prótons e bases substâncias doadoras de -OH

4 O ácido é toda substância química capaz de transferir um próton quando em contato com qualquer substância aceptora de próton ou removedora de próton (ânions ou moléculas neutras portadoras de e- não ligantes). Este conceito esta relacionado com a polaridade das ligações e com a eletronegatividade de elementos químicos ligados diretamente ao hidrogênio.

5 Exemplos:

6 Exemplos: Adição de hidrácidos à alcenos etapa lenta Exemplos: Desidratação intermolecular de álcoois para formação de éteres.

7 Exemplos:

8 Segundo Lewis (19223), ácido seria toda e qualquer substância química capaz de receber um par de elétrons enquanto que as bases seriam substâncias capazes de doar um par de elétrons. Por este conceito, substâncias como BF3, AlCl3 podem ser consideradas ácidos.

9 Exemplos: Exemplos: Alquilação de Friedel Crafts Formação de alquilbenzenos

10 Exemplos: Alquilação de Friedel Crafts 2ª etapa da reação. Exemplos: Alquilação de Friedel Crafts Formação do Produto.

11 Exemplos (ácidos e bases de Lewis): Substituição Nu solvólise. Exemplos (ácidos e bases de Lewis):Adição de HCl ao eteno..

12 ÁCIDOS E BASES: Resumo das Classificações

13 ÁCIDOS E BASES: EFEITO DA ESTRUTURA

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15 ÁCIDOS E BASES: ELETRONEGATIVIDADE

16 ÁCIDOS E BASES:????

17 Ácidos e Bases: Ácidos Carboxílicos O efeito indutivo positivo passa a ser atuante na diminuição da força ácida. Efeitos estéreos ou de impedimento espacial perto da carboxila contribuem para a diminuição da força ácida. Nas estruturas dos ácidos carboxílicos, quando o hidrogênio conectado ao grupo funcional carboxila é substituído por grupos alquila há um aumento crescente no valor do pka,indicando assim, uma diminuição na força ácida. Exemplo: pka G 0 KJ(ionização em água) Ácido fórmico - 3,77 21 Ácido acético - 4,76 27,2 Ácido propanóico - 4,88 Ácido pentanóico - 5,05

18 Ácidos e Bases: Acidos Carboxílicos α,β-não saturados Esses ácidos possuem carbono sp2, portanto possuem a ligação π em sua estrutura. Essa ligação é formada por orbitais p dispostos lateralmente ao eixo nuclear o que possibilita o efeito de Ressonância (estabilização). Exemplo: pka Ácido propanóico - 4,88 Ácido propenóico - 4,25 Ácido propinóico - 1,84

19 Ácidos e Bases: Acidos Carboxílicos α,β-não saturados Esses ácidos possuem carbono sp2, portanto possuem a ligação π em sua estrutura. Essa ligação é formada por orbitais p dispostos lateralmente ao eixo nuclear o que possibilita o efeito de Ressonância (estabilização).

20 Ácidos e Bases: Acidos Carboxílicos halogenados O halogênio por ser o átomo mais eletronegativo atrai os elétrons por indução (efeito indutivo negativo), aumentando a força ácida. Se o halogênio se localizar no carbono alfa, maior será o efeito indutivo negativo sobre a carboxila e maior será a ionização. Observe que a acidez segue a aletronegatividade do halogênio. Se a introdução do halogênio for afastada do grupo carboxila, em carbono gama, por exemplo, o efeito indutivo sobre a carboxila será menor e a ionização do ácido será diminuída.

21 Ácidos e Bases: Acidos Carboxílicos halogenados Aumentando o número de halogênios aumenta a força acida pelo fato de aumentar a intensidade do efeito indutivo negativo sobre a carboxila. Ácidos e Bases: Ácidez dos ácidos orgânicos aromáticos??

22 Ácidos e Bases: Acidez dos ácidos orgânicos aromáticos o ácido benzóico é mais fraco pelo fato do gropo fenila agir como um doador de elétrons para fonte geradora de H+ por conta do efeito de ressonância. Quando a ressonância permitir o fluxo de elétrons rumo a fonte geradora de H+ (carboxila), a ionização será dificultada e o ácido será mais fraco.

23 Ácidos e Bases: Acidez dos ácidos orgânicos aromáticos A presença de um grupo orgânico no anel aromático do acido benzóico, vai afetar a acidez. Se o grupo for um ativador de anel, acidez do ácido benzóico vai diminuir, porém, se for um grupo desativador de anel, a acidez do acido benzóico irá aumentar.

24 Ácidos e Bases: Efeito Indutivo x Efeito de Campo EFEITO DE ELETRONEGAT. EFEITO INDUTIVO DOS GRUPOS METIILA (HIPERCONJUGAÇÃO) EFEITO DE CAMPO ATRAVÉS DO ESPAÇO

25 Ácidos e Bases: Efeito de Ressonância Ácidos e Bases: Caráter ácido do H ligado ao átomo conjugado??

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27 Ácidos e Bases: Acidez e Aromaticidade

28 A acidez em substâncias orgânicas é muito importante nos processos de isolamento e purificação. Mais detalhes serão vistos no módulo de Farmacognosia (isolamento e purificação de alcalóides).

29 Acidez e Basicidade em Substâncias Orgânicas

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31 Ácidos e Bases: Substâncias Nitrogenadas Grupos doadores de e- estabilizam a carga positiva no nitrogênio. Grupos atratores (eletronegativos) delocalizam os e- do nitrogênio, tornando a substâncias menos básica.

32 Ácidos e Bases: Substâncias Nitrogenadas

33 Ácidos e Bases: Substâncias Nitrogenadas: Amidas Bases Fracas!!!!

34 Ácidos e Bases: Substâncias Nitrogenadas: Amidinas Amidinas são bases mais fortes do que aminas e do que amidas!!!! Amidinas usadas em síntese orgânica

35 Ácidos e Bases: Substâncias Nitrogenadas: Amidinas Cíclicas Ácidos e Bases: Substâncias Nitrogenadas: Pirrol A protonação promove a perda de aromaticidade!

36 Ácidos e Bases: Substâncias Nitrogenadas: Piridina A protonação promove a perda de aromaticidade! O par de eletrons do Nitrogenio não está em sobreposição com os eletrons do sistema aromático! Ácidos e Bases: Substâncias Nitrogenadas: Guanidina Bases ainda mais fortes. Carga positiva é estabilizada!!

37 Ácidos e Bases: Substâncias Nitrogenadas: Guanidinas Bases ainda mais fortes. Carga positiva é estabilizada!!