REAÇÕES DE ADIÇÃO As reações de adição ocorrem com a entrada de novos átomos na molécula, sem que esta perca nenhum dos átomos constituintes de sua estrutura. Tais reações podem ocorrer com a quebra de ligações nas cadeias insaturadas ou com a ruptura de cadeias cíclicas de três ou quatro carbonos. Nos hidrocarbonetos insaturados, ocorrerá a quebra da ligação mais fraca entre carbonos (ligações do tipo PI) e a formação de duas novas ligações sigma. π σ A B σ σ + A B σ Os ciclanos de três ou quatro carbonos, por apresentarem anéis instáveis, também sofrem esse tipo de reação, devido à quebra de uma ligação sigma entre carbonos do anel, originando compostos de cadeia aberta. σ A + A B B
HIDROGENAÇÃO ATALÍTIA A hidrogenação consiste na reação com o gás hidrogênio (H 2 ). A ligação que une os átomos de hidrogênio é rompida, fazendo com que os mesmos ocupem a molécula com a qual reagiu. Essa reação ocorre entre os hidrocarbonetos alquenos, alquinos e dienos e o gás hidrogênio na presença de catalisadores metálicos apropriados, como níquel (Ni), platina (Pt) e paládio (Pd). Exemplos: R H H 2 + H Ni 2 R H 2 H 3 H H + 2 H 2 Ni H 3 H 3 H 2 H 2 + H H H 3 H 3 OBS: As reações de hidrogenação são também denominadas de reações de redução, pois o Nox do carbono envolvido na reação diminui. A hidrogenação de óleos vegetais produz margarinas.
HALOGENAÇÃO A halogenação consiste na reação com as moléculas dos halogênios (l 2, Br 2, I 2 ). A ligação que une os átomos de halogênio é rompida, fazendo com que os mesmos ocupem a molécula com a qual reagiu da mesma forma que ocorre na hidrogenação. Ocorre entre os hidrocarbonetos ciclanos (com 3 e 4 carbonos), alquenos alquinos e dienos e as substâncias simples dos halogênios. Exemplos: H 2 H H 3 + l 2 H 2 l l H H 3 H 2 H 2 H 2 + l 2 l H 2 l H 2 H 2
OBS: Na reação de 1 mol de X 2 (halogênio) com 1 mol de alquenos, alquinos e alguns dienos, teremos como produto 1 mol de um di-haleto vicinal, o que significa que os dois átomos do halogênio estão ligados a carbonos vizinhos: X X O produto obtido na reação de 1 mol de halogênio com 1 mol de ciclano é classificado como di-haheto isolado: X (H 2 )n X Em que n é maior ou igual a 1. O teste mais comum para verificar se uma cadeia alifática é insaturada consiste na reação com água de bromo [Br 2(aq) ] ou uma solução de bromo em tetracloreto de carbono [Br 2 /l 4 ]. Esses sistemas apresentam uma coloração castanha. Br l 4 + Br 2 Br castanho incolor
ADIÇÃO DE HX Esta adição consiste na reação com as moléculas de Hl, HBr ou HI. A ligação que une o átomo de H com o halogênio é rompida, fazendo com que os mesmos ocupem a molécula com a qual reagiu, da mesma forma que ocorre na hidrogenação ou halogenação. Exemplo: l H 2 H 2 + Hl H 3 H 2 Regra de Markovnikov Na reação de adição o hidrogênio será adicionado ao carbono mais hidrogenado. + HBr H 3 H Br H 3 H 3 H H 2 Br + HBr Peróxido H 3 H 2 H2
HIDRATAÇÃO A hidratação consiste na adição de água, que sofrerá um ruptura da ligação separando um dos hidrogênios do grupo OH. Essa reação ocorre na presença de catalisadores e em meio ácido. Hidratação de Alcenos A hidratação de alcenos sempre produzirá um álcool. Exemplo: meio ácido catalisador H 2 H H 3 + HOH H 2 H OH H H 3 Hidratação de Alcinos A monohidratação de alcinos produz um enol, que por ser instável, sofre tautomeria formando aldeído ou cetona. O único alcino que produz aldeído é o etino. Os demais alcinos produzem cetona. Exemplo: H H H 3 + HOH H 2 H 3 OH H 3 H 3 O
ADIÇÃO EM DIENOS lassificação dos dienos onforme a posição das duplas ligações, podemos dividir os dienos em três grupos: De duplas acumuladas De duplas conjugadas De duplas isoladas
As duplas ligações em dienos isolados e acumulados assumem posições fixas, ou seja, a ressonância existente não deslocaliza a ligação pi. Estes dienos se comportam, então como alcenos simples, pois não há possibilidade de deslocalizar a ligação pi: O contrário ocorre com os dienos conjugados: nesse caso há uma deslocalização de elétrons, mudando a posição da ligação pi. Isso lhes confere algumas propriedades químicas diferentes. Um esquema do movimento dos elétrons pi no butan-1,3-dieno, gerando formas canônicas da estrutura está indicado abaixo:
Num dieno conjugado, os orbitais p (que fazem a ligação pi) dos carbonos vizinhos estão a uma mesma distância uns dos outros, devida à ressonância, que faz com que as ligações carbono-carbono tenham o mesmo comprimento. As nuvens eletrônicas podem então assumir um aspecto contínuo, como mostrado a seguir:
ADIÇÃO EM AROMÁTIOS Os aromáticos, devido à ressonância, normalmente sofrem reações de substituição; porém, em condições enérgicas ou em condições especiais, eles podem sofrer reações de adição. Exemplos: Ni H 2 + 3H 2 H 2 180º 140 atm H 2 H2 H 2 H 2 l l l λ cat. l + 3l 2 l l l l l l l l