Química Orgânica I Profa. Dra. Alceni Augusta Werle Profa. Dra. Tania Márcia do Sacramento Melo. Álcoois, Éteres e Haletos de Alquila

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Maria Clara Henriques Cabreira
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1 Química Orgânica I Profa. Dra. Alceni Augusta Werle Profa. Dra. Tania Márcia do Sacramento Melo Álcoois, Éteres e Haletos de Alquila

2 1- Álcoois Álcoois são compostos que possuem um ou mais grupos hidroxila ligados a carbono sp 3. Quando a hidroxila está ligada a um carbono sp 2 de sistema aromático, o composto é denominado de fenol e quando estiver ligado a um carbono sp 2 de dupla ligação normal o composto é denominado de enol. R

3 Os álcoois são substâncias de grande importância industrial, farmacológica e biológica. Alguns exemplos são apresentados a seguir: CH 3 CH 2 HO CH 2 CH 2 HO CH 2 CHCH 2 Etanol Etilenoglicol Glicerol H HO H H Colesterol - Terpinol

4 Nomenclatura Nomenclatura sistemática: A nomenclatura dos álcoois deriva dos hidrocarbonetos correspondentes, substituindo-se a última vogal pelo sufixo ol, e o nome é precedido de um número indicativo da posição da hidroxila. A numeração da cadeia é feita de modo que a hidroxila receba a menor numeração possível. CH 3 CH 3 CH 2 CH 3 CHCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CCH 2 CH 2 CH 3 Etanol 2-Hexanol 2-Metil-2-pentanol

5 Os álcoois cíclicos são denominados também de cicloalcanóis HO CH 2 CH 3 HO Cicloexanol 1- Etilciclopentanol CH 3 Trans-2-metilciclopentanol

6 Nomenclatura comum Outra forma de identificar os alcoóis é colocar o nome álcool seguido da indicação do grupo alquila, como: álcool metílico, álcool etílico, álcool isopropílico, e outros. CH 3 CHCH 2 CH 2 CH 3 CH 2 Álcool 1-metilpentílico Álcool benzílico

7 Propriedades Estruturais e Físicas dos Álcoois O átomo de oxigênio tem hibridização sp 3. A ligação covalente O-H é menor e mais forte do que a ligação C-H. Devido a eletronegatividade do oxigênio, os alcoóis, têm polaridade considerável. Ângulo C-O-H = 108,50 Comprimento da lig. C-O = 142 pm

8 O hidrogênio da hidroxila é capaz de fazer ligações de hidrogênio com outras moléculas de álcool. Portanto, apresentam temperaturas de ebulição mais elevadas quando comparadas às dos hidrocarbonetos correspondentes. Exemplo: Propano p.e = -42 º C Propanol - p.e. = 78 º C Devido a natureza do heteroátomo são moléculas que apresentam polaridade. H 3 C O H 3 C H O O H H CH 3 H 3 C O H H O O H 3 C H CH 3 H 3 C O H = 1,7 D

9 Tabela 1- Propriedades Físicas dos Álcoois Quanto a solubilidade, os álcoois até 3 carbonos são solúveis em água, em qualquer proporção, porém, com o aumento da cadeia lipofílica, a solubilidade diminui. Metanol e etanol são excelentes solventes para compostos polares e até mesmo sais, devido a semelhança estrutural com a água.

10 Acidez e basicidade dos alcoóis Como a água, os álcoois são fracamente ácidos e básicos. Metanol: pka= 15,54 Etanol: pka= 16,0 Os álcoois reagem com os metais alcalinos e com as bases fortes, como o hidreto de sódio (NaH) e o amideto de sódio (NaNH 2 ), gerando íons alcóxido. R NaNH 2 NaH Na K RO - Na + + NH 3 RO - Na + + H 2 RO - Na + + Na + + 1/ 2 H 2 RO - Na + + K + + 1/ 2 H 2 Estas bases são muito utilizadas em síntese orgânica por serem mais solúveis em solventes orgânicos, comparativamente ao hidróxido de sódio e de potássio.

11 2- Éteres Os éteres são compostos que possuem um átomo de oxigênio ligado a dois átomos de carbonos, independentemente da hibridação. A fórmula geral dos éteres pode ser representada da seguinte maneira: R 1 O- R 1 éter simétrico CH 3 CH 2 O CH 2 CH 3 R 1 O- R 2 éter assimétrico H 3 C CH 3 C O CH 3 CH 3 R O- Ar éter assimétrico O CH 3 Ar O- Ar éter simétrico O

12 Os éteres cíclicos IMPORTANTES Óxido de etileno THF Dioxano Os éteres cíclicos que têm anel de três membros são denominados de oxiranos, e o principal representante é o óxido de etileno.

13 Nomenclatura Nomenclatura comum: os nomes dos substituintes orgânicos em ordem alfabética, são seguidos pela palavra éter. Etil metil éter Dietil éter t-butil fenil éter

Nomenclatura sistemática: O RO é considerado um substituinte alcóxi. A cadeia alquila menor faz parte do grupo alcóxi e a maior define o alcano (alcóxi-alcanos).

14 Nomenclatura sistemática: O RO é considerado um substituinte alcóxi. A cadeia alquila menor faz parte do grupo alcóxi e a maior define o alcano (alcóxi-alcanos). CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 2-Metóxi-pentano 1,2-Dimetóxi-etano Etóxi-etano - Éteres cíclicos Oxaciclopropano ou oxirano (óxido de etileno) Oxaciclopentano Tetrahidrofurano

$Por isso, o momento dos dipolos das ligações C-O se somam, e as moléculas dos éteres são fracamente polares.$

15 Propriedades Estruturais e Físicas dos Éteres O átomo de oxigênio tem hibridização sp 3. A ligação desse átomo com os grupos substituintes não é linear, formando um ângulo próximo a 110 º. Por isso, o momento dos dipolos das ligações C-O se somam, e as moléculas dos éteres são fracamente polares. A fraca polaridade dos éteres determina que esses apresentem temperatura de ebulição ligeiramente superior aos alcanos correspondentes, porém muito inferiores aos álcoois de massa molar similar. H 3 C O CH 3 CH 3 CH 2 p.e = - 24,0 º C p.e = - 78,0 º C

16 Tabela 2- Temperatura de ebulição dos éteres ÉTER Temp. ebulição ( O C) Solubilidade em H 2 O (g l -1 a 20 C) Dimetil éter - 24,0 328,0 Dietil éter 35,0 69,0 Etil metil éter 10,8 48,0 Etil propil éter 63,6 26,0 Dibutil éter 142,0 mínima Tetrahidrofurano 66

17 3- Haletos de Alquila Os haletos de alquila são compostos que possuem um ou mais átomos de halogênio ligado a um ou mais carbonos de grupos alquila. X R CH 2 X R CH X X R CH CH 2 X X = F, Cl, Br, I Além da importância em síntese orgânica, os haletos de alquila também têm grande importância industrial e no cotidiano. O número de haletos de alquila naturais conhecidos ainda é pequeno (cerca de compostos) e a Cl Cl maioria deles isolados de organismos marinhos. Plocameno B Cl

18 Propriedades Estruturais e Físicas dos Haletos de Alquila Nos haletos de alquila a ligação carbonohalogênio é feita pelo entrosamento de orbital híbrido do carbono sp 3 com um orbital 2p, 3p, 4p e 5p, respectivamente, do F, Cl, Br e I. O comprimento da ligação aumenta à medida que aumenta o tamanho do átomo de halogênio. F Cl Br I C C C C Energia de Lig. (kcal/mol) 105,4 78,5 65,9 57,4 Comp. de Lig. (A o ) 1,39 2,14

19 Como os halogênios são mais eletronegativos que o carbono a ligação C X é polarizada. (Eletronegatividades: C=2,5; F=4,0; Cl=3,5; Br=2,8; I=2,5). H 3 C = 1,9 D Cl A energia de ligação entre o átomo de carbono e halogênio, depende do entrosamento entre os orbitais atômicos e influencia na reatividade dos haletos de alquila.

20 Tabela 3- Temperatura de ebulição dos haletos de alquila Haleto de alquila Temp. ebulição ( O C) Solubilidade em H 2 O (g l -1 a 20 C) Fluoreto de metila(*) - 79,0 2,3 Cloreto de metila(*) -23,5 5,3 Brometo de metila(*) (**) 4,6 17,5 Iodeto de metila(*) 42,3 14,0 Brometo de etila (**) 38,4 9,1 Brometo de propila (**) 71,0 2,5 Brometo de butila(**) (***) 101,4 Muito baixa Brometo de iso-butila(***) 91,3 Muito baixa Brometo de sec-butila(***) 68,0 Muito baixa

21 Alguns álcoois e éteres importantes Metanol - solvente industrial importante, obtido Industrialmente pela hidrogenação do CO. CO + 2 H o C atm ZnO-Cr 2 O 3 CH 3 Etanol - a produção do etanol é feita, em ampla maioria, a partir da fermentação de açucares. C 6 H 12 O 6 Fermento CH 3 CH 2 Etilenoglicol - baixo peso molecular, alto ponto de ebulição, solúvel em água e anticongelante. Frequentemente usado em motores de carros, como líquido refrigerante. HO CH 2 CH 2

22 Éter etílico - É uma substância líquida volátil e altamente inflamável. Utilizado inicialmente como anestésico, foi abandonado pelo risco de explosão devido a facilidade de oxidação.

23 Óxido de etileno - Esse composto tem grande importância industrial, pois é utilizado na produção de fibras sintética, resina, tintas, filmes, cosméticos e detergentes, entre outros. O t-butil metil éter - conhecido como MTBE, é um aditivo que foi utilizado na gasolina para aumentar a octanagem (melhor eficiência da combustão), o que leva - a : uma diminuição da produção de CO pelos automóveis CH 3 H 3 C C O CH 3 CH 3

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