Química Orgânica Química Orgânica Tradução Sônia Midori Yamamoto © 2013 by Pearson Education do Brasil Título original: Virtual ChemLab − Organic Synthesis and Organic Qualitative Analysis Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia, gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de informação, sem prévia autorização, por escrito, da Pearson Education do Brasil. Diretor editorial : Roger Trimer Gerente editorial : Kelly Tavares Supervisora de produção editorial: Silvana Afonso Coordenadora de desenvolvimento editorial: Danielle Sales Coordenador de produção editorial: Sérgio Nascimento Editores assistentes : Luiz Salla e Marcos Guimarães Preparação: Carolina Abed Revisão: Adriane Schirmer Revisão técnica : José Victor de Abreu Capa : Solange Rennó (sobre o projeto original de Icaro de Abreu) Editoração eletrônica e diagramação : Casa de Ideias Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Woodfield, Brian F. Virtual lab: química orgânica / Andrus – São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013. ISBN 978-85-8143-115-4 1. Química – Estudo e ensino 2. Química – Problemas, exercícios etc. I. Woodfield. II. Outros autores: Andrus, Merritt B. III. Título. 13-01391 CDD-540.7 Índices para catálogo sistemático: 1. Química: Estudo e ensino 540.7 2013 Direitos exclusivos para língua portuguesa cedidos à Pearson Education do Brasil, uma empresa do grupo Pearson Education Avenida Santa Marina, 1193 CEP: 05036-001 — São Paulo - SP Tel.: (11) 3821-3542 e-mail: [email protected] VirtualLab.indb 4 13/05/13 16:54 Sumário Prefácio .....................................................................................................IX Introdução ................................................................................................. 1 1-1 Cromatografia em camada delgada ....................................................................... 1 Reações de alcenos .................................................................................... 5 2-1 Halogenação de alcenos – 1 ................................................................................ 5 2-2 Halogenação de alcenos – 2 ................................................................................ 9 2-3 Hidratação de alcenos – 1.................................................................................. 13 2-4 Hidratação de alcenos – 2.................................................................................. 17 2-5 Hidratação de alcenos – 3.................................................................................. 21 2-6 Eterificação – 1 ................................................................................................. 25 2-7 Hidratação de alcenos – 4.................................................................................. 29 2-8 Halogenação de alcenos – 3 .............................................................................. 33 2-9 Halogenação de alcenos – 4 .............................................................................. 37 2-10 Halogenação de alcenos – 5 ............................................................................ 41 2-11 Formação de haloidrina – 1 .............................................................................. 45 2-12 Epoxidação – 1 .............................................................................................. 49 2-13 Hidroboração – 1 ........................................................................................... 53 2-14 Hidroboração – 2 ........................................................................................... 57 2-15 Bromação de alcenos – 1 ................................................................................. 61 2-16 Bromação de alcenos – 2 ................................................................................. 65 2-17 Formação de haloidrina – 2 .............................................................................. 69 2-18 Epoxidação – 2 .............................................................................................. 73 Reações de dienos.................................................................................... 77 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 Halogenação de dienos – 1................................................................................ 77 Esterificação – 2................................................................................................ 81 Halogenação de dienos – 2................................................................................ 85 Reações de Diels-Alder – 1 .................................................................................. 89 Reações de Diels-Alder – 2 .................................................................................. 93 Reações de Diels-Alder – 3 .................................................................................. 97 Reações de Diels-Alder – 4 ................................................................................ 101 Reações de Diels-Alder – 5 ................................................................................ 105 Substituição/eliminação ......................................................................... 109 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5 4-6 4-7 Solvólise de halogenetos de alquila .................................................................... 109 Substituição nucleofílica – 1............................................................................... 113 Síntese de Williamson – 1................................................................................. 117 Formação de alcenos ....................................................................................... 121 Substituição nucleofílica – 2............................................................................... 125 Síntese de Williamson – 2................................................................................. 129 Formação de amina ......................................................................................... 133 V Reações de álcoois ................................................................................. 137 5-1 5-2 5-3 5-4 Halogenação de álcoois – 1 ............................................................................. 137 Halogenação de álcoois – 2 ............................................................................. 141 Halogenação de álcoois – 3 ............................................................................. 145 Desidratação de álcoois ................................................................................... 149 Espectrocopia ........................................................................................ 153 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 Interpretação Interpretação Interpretação Interpretação Interpretação de de de de de espectros espectros espectros espectros espectros de de de de de IV ......................................................................... 153 RMN – 1 .............................................................. 155 RMN – 2 .............................................................. 159 RMN – 3 .............................................................. 163 RMN – 4 .............................................................. 167 Análise qualitativa.................................................................................. 171 7-1 Análise qualitativa – alcenos .............................................................................. 171 7-2 Análise qualitativa – álcoois............................................................................... 175 7-3 Análise qualitativa – aldeídos............................................................................. 179 7-4 Análise qualitativa – cetonas .............................................................................. 183 7-5 Análise qualitativa – ácidos ............................................................................... 187 7-6 Análise qualitativa – ésteres ............................................................................... 191 7-7 Análise qualitativa – aminas .............................................................................. 195 7-8 Análise qualitativa – amidas .............................................................................. 199 7-9 Análise qualitativa – halogenetos ........................................................................ 203 7-10 Análise qualitativa – éteres .............................................................................. 207 7-11 Análise qualitativa – geral ............................................................................... 211 Subestação de aromáticos ...................................................................... 213 8-1 8-2 8-3 8-4 8-5 8-6 8-7 Nitração do benzeno – 1 ................................................................................. 213 Nitração do benzeno – 2 ................................................................................. 217 Nitração do benzeno – 3 ................................................................................. 221 Reações de Friedel-Crafts – 1............................................................................. 225 Reações de Friedel-Crafts – 2............................................................................. 229 Reações de Friedel-Crafts – 3............................................................................. 233 Reações de Friedel-Crafts – 4............................................................................. 237 Ácidos carboxílicos ................................................................................ 241 9-1 9-2 9-3 9-4 Formação de éter ............................................................................................ 241 Formação de amida......................................................................................... 245 Hidrólise de éster ............................................................................................. 249 Transesterificação ............................................................................................ 253 Adições de carbonila ............................................................................. 257 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 Adição de Grignard – 1 ................................................................................. 257 Adição de Grignard – 2 ................................................................................. 261 Adição de Grignard – 3 ................................................................................. 265 Redução de carbonila .................................................................................... 269 Formação de acetal ....................................................................................... 273 Enóis e enolatos ..................................................................................... 277 11-1 Halogenação em Į– 1 .................................................................................. 277 11-2 Halogenação em Į– 2 .................................................................................. 281 11-3 Halogenação em Į– 3 .................................................................................. 285 VI Sumário 11-4 Aldol – 1 ..................................................................................................... 289 11-5 Aldol – 2 ..................................................................................................... 293 11-6 Aldol – 3 ..................................................................................................... 297 11-7 Aldol – 4 ..................................................................................................... 301 11-8 Condensação de Claisen – 1 .......................................................................... 305 11-9 Condensação de Claisen – 2 .......................................................................... 309 11-10 Condensação de Claisen – 3 ........................................................................ 313 11-11 Reação de Dieckmann .................................................................................. 317 11-12 Aldol – 5 ................................................................................................... 321 Oxidação e redução .............................................................................. 325 12-1 12-2 12-3 12-4 12-5 12-6 12-7 Oxidação de álcoois – 1 ................................................................................ 325 Oxidação de álcoois – 2 ................................................................................ 329 Oxidação de álcoois – 3 ................................................................................ 333 Oxidação de aldeído..................................................................................... 337 Oxidação de Baeyer-Villiger ............................................................................ 341 Diidroxilação de alcenos ................................................................................ 345 Redução de quinona ...................................................................................... 349 Epoxidação ........................................................................................... 353 13-1 Epoxidação – 3 ............................................................................................ 353 Sumário VII Prefácio Bem-vindo ao Virtual lab: Química orgânica, um conjunto de simulações realistas e complexas que abrange tópicos de química orgânica. Nos laboratórios, os alunos são postos em um ambiente virtual onde têm a liberdade de fazer escolhas e tomar decisões que enfrentariam em um laboratório orgânico de ensino; assim, podem experimentar suas consequências. O aplicativo possibilita a experiência de sintetizar produtos; desenvolver misturas de reação e realizar extrações; usar ressonância magnética nuclear (RMN), espectroscopia de infravermelho (IR) e cromatografia em camada delgada (CCD) como ferramentas analíticas e purificar produtos por destilação ou recristalização. Além disso, permite realizar experiências de análise qualitativa em amostras desconhecidas, utilizando testes de grupos funcionais com um vídeo real que descreve os resultados dos ensaios. A simulação provê mais de 2.500.000 resultados para experiências de síntese e pode designar mais de 300 incógnitas de análise qualitativa. Este livro de exercícios de laboratório foi preparado para ser usado com a versão de usuário individual ou de aluno do Virtual ChemLab: Organic Synthesis and Organic Qualitative Analysis v2.5. Após a instalação do Virtual ChemLab, o software é configurado inicialmente para ser executado em modo independente ou de aluno. O acesso ao laboratório é feito clicando no livro de exercícios eletrônico ou na porta Organic Chemistry (Química Orgânica). O caderno eletrônico, novo nesta versão, deve ser empregado em conjunto com este livro de exercícios de laboratório. Na configuração inicial instalada, todo o pacote de simulação fica disponível para explorar e executar tarefas do livro. As atividades eletrônicas não podem ser recebidas pelo instrutor nem submetidas ao aluno; no entanto, a Web Connectivity Option (Opção de Conectividade Web) pode ser ativada, permitindo que tarefas eletrônicas e resultados de alunos sejam trocados por uma conexão padrão de Internet. Detalhes sobre como configurar e usar o recurso de conectividade web são fornecidos nos guias do usuário. É altamente recomendável que esses guias sejam estudados antes de rodar o software. Leia a seção Inicialização para obter mais informações sobre o uso do Virtual ChemLab com este livro. A versão de aluno do Virtual ChemLab e o livro de exercícios foram concebidos para serem usados em conjunto com Organic Chemistry, de Paula Bruice, Organic Chemistry, de Leroy Wade e outras obras conhecidas de química orgânica. As experiências virtuais de simulação servem para demonstrar reações importantes, mecanismos de reação, seletividade de produto, interpretação de espectros e técnicas de análise qualitativa. O livro contém quase 90 planilhas correspondentes a essas experiências, que podem ser utilizadas como uma ferramenta prática para os alunos ou podem ser passadas pelo instrutor. Vários testes têm demonstrado que o uso do Virtual ChemLab melhora o desempenho do aluno em cerca de 30%. Muitas atividades propostas no livro de exercícios simulam experiências de síntese em que o aluno deverá escolher acertadamente as matérias-primas, as condições de reação e os reagentes para o produto designado. Depois que a reação é iniciada, espera-se que o aluno conduza experiências de cromatografia em camada delgada (CCD) para determinar quando ela está completa. A primeira atividade demonstra como a CCD funciona e como usá-la para determinar em que momento a reação estará completa. A seguir, o aluno deverá lavar ou desenvolver a reação com o reagente aquoso apropriado e analisar um ou mais produtos utilizando espectroscopia de IV e RMN. Os objetivos IX da atividade são testar o conhecimento do aluno sobre o mecanismo e as condições apropriadas de reação, proporcionar-lhe a experiência de elaborar misturas de reação e ensinar na prática como interpretar os espectros de IR e RMN. Outras atividades permitem aos alunos praticar ativamente a interpretação dos espectros de IR e RMN, por meio do acesso à biblioteca que comporta mais de 750 espectros de IR e outros 750 de RMN. Existem também vários trabalhos de análise qualitativa, que fornecem aos alunos elementos desconhecidos que contêm grupos funcionais específicos para que eles deduzam a estrutura e o nome correspondente a cada um, com base em testes de grupos funcionais, análises das ligações C-H e espectros de IV e RMN. X Prefácio turma 1-1 data / / Cromatografia em camada delgada Cromatografia em camada delgada (CCD) é uma ferramenta analítica simples e relativamente rápida, que serve para medir a extensão de uma reação ou a polaridade relativa de uma molécula. A placa de CCD é uma lâmina de vidro revestida com uma fina camada de adsorvente de sílica (ou, às vezes, alumina). Próximo à sua parte inferior, uma pequena quantidade da mistura a ser analisada é colocada ou espalhada. Quando se monitoram reações, é comum depositar as matérias-primas na faixa da esquerda e a mistura de reação à direita. A seguir, a placa é posta em uma cuba rasa contendo um solvente (20% de acetato de etila e hexano), de modo que apenas a parte inferior dela entre em contato com o líquido. Esse solvente, ou eluente, é a fase móvel que lentamente ascende até a placa de CCD por ação capilar. Ao passar pelo material aplicado, o solvente leva a mistura espalhada até a placa na qual “compete” com a sílica da placa. Como o adsorvente de sílica é polar, as moléculas polares na mistura vão ascender muito pouco para a placa, enquanto as não polares terão pouca atração à sílica e, por conseguinte, subirão para o topo. Moléculas de polaridade intermediária vão estacionar em algum ponto entre esses dois extremos. Quando o solvente atingir o topo da placa, esta é removida da cuba e posta para secar. Então, componentes separados da mistura podem ser visualizados por exposição a uma lâmpada de UV. As posições de cada mancha na placa de CCD são identificadas e registradas, atribuindo-se valores Rf (do inglês, rate factor, “fator de fluxo”) de 0,0 a 1,0, em que 0,0 indica que a mancha está na parte inferior da placa e 1,0 indica que ela está no topo. Nesta atividade, você será guiado pelas etapas de uma reação de esterificação simples para aprender a usar a cromatografia em camada delgada como uma ferramenta de monitoração da reação até que ela seja completada. Essa atividade também servirá como um tutorial para ensinar como utilizar as várias partes da simulação do laboratório de química orgânica em experiências posteriores. 1 Introdução nome Espectrômetro infravermelho Saída Ajuda Almoxarifado RMN Amostra de Reagentes Lixeira Agitador CCD Gelo Equipamentos 1 Inicie o Virtual ChemLab e selecione Using Thin Layer Chromatography (“Usando cromatografia em camada delgada”) na lista de exercícios do livro eletrônico. O programa será aberto na tela do laboratório orgânico. Você deverá ver uma bancada contendo reagentes na parte de trás, reagentes aquosos à direita, gavetas com os equipamentos necessários (basta clicar na gaveta para abri-la), uma lixeira vermelha para limpeza do laboratório e o almoxarifado orgânico do lado esquerdo. Outros equipamentos serão usados em outras atividades. Voltar a bancada Prateleira de reagentes Prancheta de experimentos Balões de fundo redondo Ajuda Reagentes aquosos 2 Suporte para os balões Cromatografia em camada delgada Lixeira 3 O frasco de fundo redondo, que contém as duas matérias-primas, deve estar agora no agitador. Clique na alça localizada no canto superior direito do laboratório para puxar a TV para baixo. O aparelho já deve estar no modo Tutorial e as duas matérias-primas devem estar listadas. Passe o mouse sobre os materiais listados para exibir suas estruturas no quadro-negro. Você poderá também obter ajuda sobre a utilização do Virtual ChemLab na TV, clicando no botão Help. 4 Para realizar uma reação de esterificação, é necessário adicionar ácido sulfúrico (H2SO4) às matérias-primas. Para isso, clique no recipiente de H2SO4 na prateleira de reagentes, na parte de trás da bancada do laboratório, e arraste a seringa até o frasco de fundo redondo. O ácido pode também ser adicionado com um duplo clique sobre o recipiente que o contém. Nesse momento, a TV deve mostrar que o ácido foi adicionado à mistura de reação. 5 Antes de iniciar a reação, é preciso aquecer a mistura para que ela possa prosseguir a uma velocidade adequada. Isso é feito pela adição de uma manta de aquecimento, de um condensador para que a mistura possa ser refluxada e, por fim, de nitrogênio, para manter uma atmosfera inerte – ambiente neutro no qual os gases que ali estejam não reajam com as substâncias presentes, também evitando o acúmulo de pressão. Clique na gaveta Heater para abri-la; depois, clique no aquecedor e arraste-o até o frasco de fundo redondo para colocá-lo no agitador. Feche a gaveta. Agora, abra a gaveta Condenser e ponha o condensador sobre o frasco de fundo redondo. Por fim, clique na mangueira de nitrogênio à direita do agitador, arraste-a e solte-a sobre o condensador. Clique no botão Stir Plate para iniciar a reação. Você poderá ver a mistura sendo agitada no frasco de fundo redondo. 6 Sem demora, faça uma medição de CCD clicando no recipiente TCL1 (localizado à direita do anel de cortiça) e arraste a placa de CCD soltando-a no frasco de fundo redondo. Uma janela deve se abrir mostrando os resultados da cromatografia. Na faixa da matéria-prima (à esquerda), você verá duas grandes manchas próximas à parte inferior; na faixa da reação (à direita), você verá as mesmas duas manchas. Por que as manchas são iguais em ambas as faixas? 7 Feche a janela da CCD e verifique a reação após 15 minutos, adiantando o relógio do laboratório ou aguardando esse tempo passar. Para alterar o horário, basta clicar no botão apropriado sob os minutos, as dezenas de minutos ou os dígitos de horas do relógio. Passado esse tempo, repita a medição de CCD na mistura de reação. 1 Thin layer chromatography (TCL), cromatografia em camada delgada, em inglês, no Virtual ChemLab. (N.E.) Cromatografia em camada delgada 3 Introdução 2 Entre no almoxarifado, clicando na janela Stockroom. Clique em um dos balões de fundo redondo localizados no balcão do almoxarifado. Arraste-o até o anel de cortiça perto da caixa de frascos e solte-o. Então, selecione as matérias-primas para a reação. Primeiro, clique no frasco contendo ácido 2-fenilacético (PhAcOH) e arraste a espátula para colocá-la sobre a boca do frasco. Em seguida, repita a operação para o 3-metil-1-butanol (PentOH), porém utilizando, dessa vez, uma seringa, por se tratar de um líquido. Matérias-primas também podem ser adicionadas clicando duas vezes sobre as garrafas. Clique na seta verde Return to Lab para voltar ao laboratório. O que é a nova mancha? O que aconteceu com o tamanho das manchas de matéria-prima? Por quê? 8 Feche novamente a janela de CCD e adiante a hora do laboratório até que todas as matérias-primas tenham sido consumidas. Você terá de acompanhar a reação com medições de CCD até observar que as matérias-primas foram consumidas. Quanto tempo foi necessário para completar a reação? Quais são os valores de Rf para as matérias-primas e o produto? O que se pode afirmar sobre as polaridades relativas das matérias-primas e do produto? 9 Quando a reação está completa, a mistura é lavada – ou “resolvida” – com a adição de um reagente aquoso de pH apropriado em um funil de separação. Após agitar o funil para enxaguar completamente a mistura de reação, os produtos solúveis em água estarão na fase aquosa e todos os outros estarão na fase orgânica. Abra a gaveta que contém o funil de separação, clique nele e arraste-o sobre o frasco de fundo redondo que contém a solução. Agora que a mistura está no funil, selecione o reagente aquoso HCl e arraste até a parte superior do funil para adicioná-lo. Duas camadas passarão a existir, sendo a parte superior a fase orgânica e a inferior a fase aquosa. Clique na fase orgânica para extrair o produto e arraste-o até o anel de cortiça na bancada do laboratório. Execute uma medição de CCD na solução no frasco para confirmar o produto resultante da reação. 4 Cromatografia em camada delgada nome turma / / Halogenação de alcenos – 1 Nesta atividade, o composto a ser sintetizado é o 1-cloro-1-metil-ciclo-hexano. Trata-se de uma reação eletrofílica de adição a alcenos em que a ligação-ʌ é quebrada e duas novas ligações covalentes são formadas. Examine o produto com cuidado para determinar a nova funcionalidade. Tendo em mente o mecanismo, forme o intermediário de carbocátion mais estável e mais substituído. Procedimentos de síntese Espectrômetro infravermelho 1 Inicie o Virtual ChemLab e selecione Alkene Halogenation – 1 na lista de exercícios do livro eletrônico. Depois de entrar no laboratório orgânico, vá para o almoxarifado clicando na janela Stockroom. Em seguida, selecione um balão de fundo redondo e coloque-o no anel de cortiça sobre o balcão. Usando os reagentes disponíveis na prateleira, identifique as matérias-primas apropriadas, necessárias para sintetizar o composto desejado, e adicione-as ao frasco de fundo redondo. Acrescente éter (Et2O) como solvente e clique na seta verde Return to Lab para voltar ao laboratório. 2 O frasco de fundo redondo, contendo as matérias-primas, deve estar no agitador. Clique na alça localizada no canto superior direito do laboratório para puxar a TV para baixo. O aparelho já deve estar no modo Tutorial e as matérias-primas e o solvente devem estar listados. Do grupo de reagentes que se encontram na bancada, selecione o correto para sintetizar o composto e 5 Reações de alcenos 2-1 data adicione-o ao frasco do agitador. Então, junte o aquecedor, o condensador e o gás N2 ao frasco para que a mistura de reação possa ser aquecida. 3 Inicie a reação clicando no botão Stir na parte frontal do agitador. Você poderá observar a mistura de reação sendo agitada no frasco. Monitore o progresso da reação por meio de medições de CCD, conforme necessário, até que o produto tenha se formado e as matérias-primas tenham sido consumidas. É possível adiantar o tempo do laboratório no relógio na parede. Clique no livro sobre a bancada. Você poderá salvar a visualização de suas placas clicando em Save na janela do CCD. 4 Quando a reação estiver completa, “resolva-a”. Primeiramente, arraste e deposite o funil de separação, localizado em uma gaveta, no frasco. Depois, adicione água ao funil. Extraia deste último a camada orgânica, clicando na camada superior e arrastando-a para o anel de cortiça sobre a bancada. Seu composto deve estar, agora, no frasco. Liste as matérias-primas, os reagentes, os solventes e os produtos formados. Quanto tempo foi necessário para terminar a reação? Quais são os valores de CCD (Rf ) para: a) matérias-primas? b) produtos? Descreva o mecanismo dessa reação. Espectros de IV e RMN Depois de completar uma reação e desenvolver os produtos, ainda é necessário confirmar se o produto correto foi formado. As ferramentas mais comuns utilizadas para esse tipo de análise são as 6 Halogenação de alcenos – 1 5 Para coletar um espectro de IV de seu produto, clique no espectrômetro de infravermelho (localizado abaixo do relógio do laboratório) e arraste o ícone da placa de sal3 até o frasco sobre a bancada. Nesse momento, uma janela contendo o espectro de IV de seu produto deverá se abrir. Identifique os picos relevantes nele e registre a posição e o grupo funcional associado para cada um na tabela a seguir. O resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. IV – Listar posição (cm–1) e grupo funcional 4. 1. 5. 2. 6. 3. 7. 6 Para coletar um espectro de RMN 1H de seu produto, clique no ímã de RMN localizado à direita do quadro-negro e arraste o tubo de amostra de RMN até o frasco sobre a bancada do laboratório. Uma janela contendo o espectro de RMN de seu produto deverá se abrir agora. Você pode ampliar várias partes do espectro clicando e arrastando sobre a área desejada. O botão Zoom Out é utilizado para visualizar o espectro completo. Identifique todos os picos do espectro de RMN e registre o deslocamento químico, o desdobramento e o número de átomos de hidrogênio para cada pico na tabela a seguir. Esse resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. RMN 1H Estrutura: Cl 1-cloro-1-metil-ciclo-hexano Pico Deslocamento MultipliDeslocamento MultipliH‡ Pico H‡ químico (G) cidade† químico (G) cidade† 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 † Especifique a multiplicidade como um singlete (s), dupleto (d), tripleto (t), quarteto (q) ou multipleto (m). ‡ Especifique o número de hidrogênios associados a cada pico. 1 2 3 Infrared (IR) (infravermelho), em inglês, no original. (N.E.) Nuclear Magnetic Ressonance (NMR), em inglês, no original. (N.E.) A análise no IV necessita que a amostra seja prensada com um sal de alta pureza — geralmente KBr ou NaCl —, formando a placa de sal. Halogenação de alcenos – 1 7 Reações de alcenos espectroscopias de infravermelho (IV)1 e de ressonância magnética nuclear (RMN)2. No laboratório virtual, somente os espectros de RMN 1H estão disponíveis. Detalhes sobre como interpretar espectros de IV e RMN são encontrados no livro. Seu instrutor pode ou não pedir que execute esta seção, dependendo de como sua aula está estruturada. 7 Os espectros de IV e RMN que você mediu e registrou nas tabelas anteriores confirmam que foi sintetizado o composto designado? Explique. 8 Halogenação de alcenos – 1 nome turma / / Halogenação de alcenos – 2 Nesta atividade, o composto a ser sintetizado é o 2-cloro-hexano. Novamente, trata-se de uma reação eletrofílica de adição a alcenos. Examine o produto para determinar a nova funcionalidade. Tenha em mente que múltiplas matérias-primas podem gerar o mesmo produto, mas não com a mesma seletividade. Lembre-se de formar o intermediário de carbocátion mais substituído. Procedimentos de síntese 1 Inicie o Virtual ChemLab e selecione Alkene Halogenation – 2 na lista de exercícios do livro eletrônico. Depois de entrar no laboratório orgânico, vá para o almoxarifado clicando na janela Stockroom. Em seguida, selecione um frasco de fundo redondo e coloque-o no anel de cortiça sobre o balcão. Usando os reagentes disponíveis na prateleira, identifique as matérias-primas apropriadas, necessárias para sintetizar o composto desejado, e adicione-as ao frasco. Acrescente éter (Et2O) como solvente e clique na seta verde Return to Lab para voltar ao laboratório. 2 O frasco de fundo redondo contendo as matérias-primas deve estar no agitador. Clique na alça localizada no canto superior direito do laboratório para puxar a TV para baixo. O aparelho já deve estar no modo Tutorial e as matérias-primas e o solvente devem estar listados. Do grupo de reagentes que se encontram na bancada, selecione o correto para sintetizar o composto e adicione-o ao frasco no agitador. Então, junte o aquecedor, o condensador e o gás N2 ao frasco para que a mistura de reação possa ser aquecida. 3 Inicie a reação clicando no botão Stir na parte frontal do agitador. Você poderá observar a mistura de reação sendo agitada no frasco. Monitore o progresso da reação por meio de medições de CCD, conforme necessário, até que o produto tenha se formado e as matérias-primas tenham sido consumidas. Pode-se adiantar o tempo do laboratório no relógio na parede. Você também pode salvar suas placas de CCD, com o livro de laboratório eletrônico aberto (clique no livro sobre a bancada para abri-lo), clicando em Save na janela de CCD. 4 Quando a reação estiver completa, “resolva-a”. Primeiramente, arraste e deposite o funil de separação, localizado em uma gaveta, no frasco. Depois, adicione água ao funil. Extraia deste último a fase orgânica, clicando na camada superior e arrastando-a para o anel de cortiça sobre a bancada. Seu composto deve estar, agora, no frasco. Liste as matérias-primas, os reagentes, os solventes e os produtos formados. Quanto tempo foi necessário para terminar a reação? 9 Reações de alcenos 2-2 data Quais são os valores de CCD (Rf ) para: (a) matérias-primas? (b) produtos? Descreva o mecanismo dessa reação. Espectros de IV e RMN Depois de completar uma reação e desenvolver os produtos, ainda é necessário confirmar se o produto correto foi formado. As ferramentas mais comuns utilizadas para esse tipo de análise são as espectroscopias de infravermelho (IV) e de ressonância magnética nuclear (RMN). No laboratório virtual, somente os espectros de RMN 1H estão disponíveis. Detalhes sobre como interpretar espectros de IV e RMN são encontrados no livro. Seu instrutor pode ou não pedir que execute esta seção, dependendo de como sua aula está estruturada. 5 Para coletar um espectro de IV de seu produto, clique no espectrômetro de infravermelho (localizado abaixo do relógio do laboratório) e arraste o ícone da placa de sal até o frasco sobre a bancada. Nesse momento, uma janela contendo o espectro de IV de seu produto deverá se abrir. Identifique os picos relevantes nele e registre a posição e o grupo funcional associado para cada um na tabela a seguir. O resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. IV – Listar posição (cm–1) e grupo funcional 4. 1. 5. 2. 6. 3. 7. 6 Para coletar um espectro de RMN 1H de seu produto, clique no ímã de RMN localizado à direita do quadro-negro e arraste o tubo de amostra de RMN até o frasco sobre a bancada do laboratório. Uma janela contendo o espectro de RMN de seu produto deverá se abrir. Você pode ampliar várias partes do espectro clicando e arrastando sobre a área desejada. O botão Zoom Out é utilizado para visualizar o espectro completo. Identifique todos os picos do espectro de RMN e registre o deslocamento químico, o desdobramento e o número de átomos de hidrogênio para 10 Halogenação de alcenos – 2 RMN 1H Estrutura: Cl 2-cloro-hexano Pico Deslocamento MultipliDeslocamento MultipliH‡ Pico H‡ químico (G) cidade† químico (G) cidade† 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 † Especifique a multiplicidade como um singlete (s), dupleto (d), tripleto (t), quarteto (q) ou multipleto (m). ‡ Especifique o número de hidrogênios associados a cada pico. 7 Os espectros de IV e RMN que você mediu e registrou nas tabelas anteriores confirmam que foi sintetizado o composto designado? Explique. Halogenação de alcenos – 2 11 Reações de alcenos cada pico na tabela a seguir. Esse resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. nome turma / / Hidratação de alcenos – 1 Nesta atividade, o composto a ser sintetizado é o 2-metil-2-butanol. Novamente, trata-se de uma reação eletrofílica de adição a alcenos. Examine o produto para determinar a nova funcionalidade. Tenha em mente que múltiplas matérias-primas podem gerar o mesmo produto, mas não com a mesma seletividade. Lembre-se de formar o intermediário de carbocátion mais substituído e coloque o eletrófilo na posição terminal. Procedimentos de síntese 1 Inicie o Virtual ChemLab e selecione Alkene Hydration – 1 na lista de exercícios do livro eletrônico. Depois de entrar no laboratório orgânico, vá para o almoxarifado clicando na janela Stockroom. Em seguida, selecione um frasco de fundo redondo e coloque-o no anel de cortiça sobre o balcão. Usando os reagentes disponíveis na prateleira, identifique as matérias-primas apropriadas, necessárias para sintetizar o composto desejado, e adicione-as ao frasco de fundo redondo. Acrescente água como solvente e clique na seta verde Return to Lab para voltar ao laboratório. 2 O frasco de fundo redondo contendo as matérias-primas deve estar no agitador. Clique na alça localizada no canto superior direito do laboratório para puxar a TV para baixo. O aparelho já deve estar no modo Tutorial e as matérias-primas e o solvente devem estar listados. Do grupo de reagentes que se encontram na bancada, selecione o correto para sintetizar o composto e adicione-o ao frasco no agitador. Então, junte o aquecedor, o condensador e o gás N2 ao frasco para que a mistura de reação possa ser aquecida. 3 Inicie a reação clicando no botão Stir na parte frontal do agitador. Você poderá observar a mistura de reação sendo agitada no frasco. Monitore o progresso da reação por meio de medições de CCD, conforme necessário, até que o produto tenha se formado e as matérias-primas tenham sido consumidas. Pode-se adiantar o tempo do laboratório no relógio na parede. Você também pode salvar suas placas de CCD, com o livro de laboratório eletrônico aberto (clique no livro sobre a bancada para abri-lo), clicando em Save na janela de CCD. 4 Quando a reação estiver completa, “resolva-a”. Primeiramente, arraste e deposite o funil de separação, localizado em uma gaveta, no frasco. Depois, adicione água ao funil. Extraia deste último a fase orgânica clicando na camada superior e arrastando-a para o anel de sobre a bancada. Seu composto deve estar, agora, no frasco. Liste as matérias-primas, os reagentes, os solventes e os produtos formados. 13 Reações de alcenos 2-3 data Quanto tempo foi necessário para terminar a reação? Quais são os valores de CCD (Rf ) para: (a) matérias-primas? (b) produtos? Descreva o mecanismo dessa reação. Espectros de IV e RMN Depois de completar uma reação e desenvolver os produtos, ainda é necessário confirmar se o produto correto foi formado. As ferramentas mais comuns utilizadas para esse tipo de análise são as espectroscopias de infravermelho (IV) e de ressonância magnética nuclear (RMN). No laboratório virtual, somente os espectros de RMN 1H estão disponíveis. Detalhes sobre como interpretar espectros de IV e RMN são encontrados no livro. Seu instrutor pode ou não pedir-lhe que execute esta seção, dependendo de como sua aula está estruturada. 5 Para coletar um espectro de IV de seu produto, clique no espectrômetro de infravermelho (localizado abaixo do relógio do laboratório) e arraste o ícone da placa de sal até o frasco sobre a bancada. Nesse momento, uma janela contendo o espectro de IV de seu produto deverá se abrir. Identifique os picos relevantes nele e registre a posição e o grupo funcional associado para cada um na tabela a seguir. O resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. IV – Listar posição (cm–1) e grupo funcional 4. 1. 5. 2. 6. 3. 7. 6 Para coletar um espectro de RMN 1H de seu produto, clique no ímã de RMN localizado à direita do quadro-negro e arraste o tubo de amostra de RMN até o frasco sobre a bancada do 14 Hidratação de alcenos – 1 RMN 1H Estrutura: OH 2-metil-2-butanol Pico Deslocamento MultipliDeslocamento MultipliH‡ Pico H‡ químico (G) cidade† químico (G) cidade† 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 † Especifique a multiplicidade como um singlete (s), dupleto (d), tripleto (t), quarteto (q) ou multipleto (m). ‡ Especifique o número de hidrogênios associados a cada pico. 7 Os espectros de IV e RMN que você mediu e registrou nas tabelas anteriores confirmam que foi sintetizado o composto designado? Explique. Hidratação de alcenos – 1 15 Reações de alcenos laboratório. Uma janela contendo o espectro de RMN de seu produto deverá se abrir agora. Você pode ampliar várias partes do espectro clicando e arrastando sobre a área desejada. O botão Zoom Out é utilizado para visualizar o espectro completo. Identifique todos os picos do espectro de RMN e registre o deslocamento químico, o desdobramento e o número de átomos de hidrogênio para cada pico na tabela a seguir. Esse resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. nome turma / / Hidratação de alcenos – 2 Nesta atividade, o composto a ser sintetizado é o 2-hexanol. Mais uma vez, trata-se de uma reação eletrofílica de adição a alcenos. Examine o produto para determinar a nova funcionalidade. Tenha em mente que múltiplas matérias-primas podem gerar o mesmo produto, mas não com a mesma seletividade. Lembre-se de formar o intermediário de carbocátion mais substituído. Procedimentos de síntese 1 Inicie o Virtual ChemLab e selecione Alkene Hydration – 2 na lista de exercícios do livro eletrônico. Depois de entrar no laboratório orgânico, vá para o almoxarifado clicando na janela Stockroom. Em seguida, selecione um frasco de fundo redondo e coloque-o no anel de cortiça sobre o balcão. Usando os reagentes disponíveis na prateleira, identifique as matérias-primas apropriadas, necessárias para sintetizar o composto desejado, e adicione-as ao frasco. Acrescente água como solvente e clique na seta verde Return to Lab para voltar ao laboratório. 2 O frasco de fundo redondo contendo as matérias-primas deve estar no agitador. Clique na alça localizada no canto superior direito do laboratório para puxar a TV para baixo. O aparelho já deve estar no modo Tutorial e as matérias-primas e o solvente devem estar listados. Do grupo de reagentes que se encontram na bancada, selecione o correto para sintetizar o composto e adicione-o ao frasco no agitador. Então, junte o aquecedor, o condensador e o gás N2 ao frasco para que a mistura de reação possa ser aquecida. 3 Inicie a reação clicando no botão Stir na parte frontal do agitador. Você poderá observar a mistura de reação sendo agitada no frasco. Monitore o progresso da reação por meio de medições de CCD, conforme necessário, até que o produto tenha se formado e as matérias-primas tenham sido consumidas. Pode-se adiantar o tempo do laboratório no relógio na parede. Você também pode salvar suas placas de CCD, com o livro de laboratório eletrônico aberto (clique no livro sobre a bancada para abri-lo), clicando em Save na janela de CCD. 4 Quando a reação estiver completa, “resolva-a”. Primeiramente, arraste e deposite o funil de separação, localizado em uma gaveta, no frasco. Depois, adicione água ao funil. Extraia deste último a fase orgânica clicando na camada superior e arrastando-a para o anel de cortiça sobre a bancada. Seu composto deve estar, agora, no frasco. Liste as matérias-primas, os reagentes, os solventes e os produtos formados. 17 Reações de alcenos 2-4 data Quanto tempo foi necessário para terminar a reação? Quais são os valores de CCD (Rf ) para: (a) matérias-primas? (b) produtos? Descreva o mecanismo dessa reação. Espectros de IV e RMN Depois de completar uma reação e desenvolver os produtos, ainda é necessário confirmar se o produto correto foi formado. As ferramentas mais comuns utilizadas para esse tipo de análise são as espectroscopias de infravermelho (IV) e de ressonância magnética nuclear (RMN). No laboratório virtual, somente os espectros de RMN 1H estão disponíveis. Detalhes sobre como interpretar espectros de IV e RMN são encontrados no livro. Seu instrutor pode ou não pedir-lhe que execute esta seção, dependendo de como sua aula está estruturada. 5 Para coletar um espectro de IV de seu produto, clique no espectrômetro de infravermelho (localizado abaixo do relógio do laboratório) e arraste o ícone da placa de sal até o frasco sobre a bancada. Nesse momento, uma janela contendo o espectro de IV de seu produto deverá se abrir. Identifique os picos relevantes nele e registre a posição e o grupo funcional associado para cada um na tabela a seguir. O resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. IV – Listar posição (cm–1) e grupo funcional 4. 1. 5. 2. 6. 3. 7. 6 Para coletar um espectro de RMN 1H de seu produto, clique no ímã de RMN localizado à direita do quadro-negro e arraste o tubo de amostra de RMN até o frasco sobre a bancada do 18 Hidratação de alcenos – 2 RMN 1H Estrutura: OH 2-Hexanol Pico Deslocamento MultipliDeslocamento MultipliH‡ Pico H‡ químico (G) cidade† químico (G) cidade† 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 † Especifique a multiplicidade como um singlete (s), dupleto (d), tripleto (t), quarteto (q) ou multipleto (m). ‡ Especifique o número de hidrogênios associados a cada pico. 7 Os espectros de IV e RMN que você mediu e registrou nas tabelas anteriores confirmam que foi sintetizado o composto designado? Explique. Hidratação de alcenos – 2 19 Reações de alcenos laboratório. Uma janela contendo o espectro de RMN de seu produto deverá se abrir agora. Você pode ampliar várias partes do espectro clicando e arrastando sobre a área desejada. O botão Zoom Out é utilizado para visualizar o espectro completo. Identifique todos os picos do espectro de RMN e registre o deslocamento químico, o desdobramento e o número de átomos de hidrogênio para cada pico na tabela a seguir. Esse resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. nome turma / / Hidratação de alcenos – 3 Nesta atividade, o composto a ser sintetizado é o 1-metil-ciclohexanol. Trata-se, também esta, de uma reação eletrofílica de adição a alcenos. Examine o produto para determinar a nova funcionalidade. Tenha em mente que múltiplas matérias-primas podem gerar o mesmo produto, mas não com a mesma seletividade. Lembre-se de formar o intermediário de carbocátion mais substituído. Procedimentos de síntese 1 Inicie o Virtual ChemLab e selecione Alkene Hydration – 3 na lista de exercícios do livro eletrônico. Depois de entrar no laboratório orgânico, vá para o almoxarifado clicando na janela Stockroom. Em seguida, selecione um frasco de fundo redondo e coloque-o no anel de cortiça sobre o balcão. Usando os reagentes disponíveis na prateleira, identifique as matérias-primas apropriadas, necessárias para sintetizar o composto desejado, e adicione-as ao frasco de fundo redondo. Acrescente água como solvente e clique na seta verde Return to Lab para voltar ao laboratório. 2 O frasco de fundo redondo contendo as matérias-primas deve estar no agitador. Clique na alça localizada no canto superior direito do laboratório para puxar a TV para baixo. O aparelho já deve estar no modo Tutorial e as matérias-primas e o solvente devem estar listados. Do grupo de reagentes que se encontram na bancada, selecione o correto para sintetizar o composto e adicione-o ao frasco no agitador. Então, junte o aquecedor, o condensador e o gás N2 ao frasco para que a mistura de reação possa ser aquecida. 3 Inicie a reação clicando no botão Stir na parte frontal do agitador. Você poderá observar a mistura de reação sendo agitada no frasco. Monitore o progresso da reação por meio de medições de CCD, conforme necessário, até que o produto tenha se formado e as matérias-primas tenham sido consumidas. Pode-se adiantar o tempo do laboratório no relógio na parede. Você também pode salvar suas placas de CCD, com o livro de laboratório eletrônico aberto (clique no livro sobre a bancada para abri-lo), clicando em Save na janela de CCD. 4 Quando a reação estiver completa, “resolva-a”. Primeiramente, arraste e deposite o funil de separação, localizado em uma gaveta, no frasco. Depois, adicione água ao funil. Extraia a fase orgânica do funil clicando na camada superior e arrastando-a para o anel de cortiça na bancada do laboratório. Seu composto deve estar, agora, no frasco. Liste as matérias-primas, os reagentes, os solventes e os produtos formados. 21 Reações de alcenos 2-5 data Quanto tempo foi necessário para terminar a reação? Quais são os valores de CCD (Rf ) para: (a) matérias-primas? (b) produtos? Descreva o mecanismo dessa reação. Espectros de IV e RMN Depois de completar uma reação e desenvolver os produtos, ainda é necessário confirmar se o produto correto foi formado. As ferramentas mais comuns utilizadas para esse tipo de análise são as espectroscopias de infravermelho (IV) e de ressonância magnética nuclear (RMN). No laboratório virtual, somente os espectros de RMN 1H estão disponíveis. Detalhes sobre como interpretar espectros de IV e RMN são encontrados no livro. Seu instrutor pode ou não pedir-lhe que execute esta seção, dependendo de como sua aula está estruturada. 5 Para coletar um espectro de IV de seu produto, clique no espectrômetro de infravermelho (localizado abaixo do relógio do laboratório) e arraste o ícone da placa de sal até o frasco sobre a bancada. Nesse momento, uma janela contendo o espectro de IV de seu produto deverá se abrir. Identifique os picos relevantes nele e registre a posição e o grupo funcional associado para cada um na tabela a seguir. O resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. IV – Listar posição (cm–1) e grupo funcional 4. 1. 5. 2. 6. 3. 7. 6 Para coletar um espectro de RMN 1H de seu produto, clique no ímã de RMN localizado à direita do quadro-negro e arraste o tubo de amostra de RMN até o frasco sobre a bancada do 22 Hidratação de alcenos – 3 RMN 1H Estrutura: OH 1-metil-ciclohexanol † ‡ Pico Deslocamento MultipliDeslocamento MultipliH‡ Pico H‡ químico (G) cidade† químico (G) cidade† 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 Especifique a multiplicidade como um singlete (s), dupleto (d), tripleto (t), quarteto (q) ou multipleto (m). Especifique o número de hidrogênios associados a cada pico. 7 Os espectros de IV e RMN que você mediu e registrou nas tabelas anteriores confirmam que foi sintetizado o composto designado? Explique. Hidratação de alcenos – 3 23 Reações de alcenos laboratório. Uma janela contendo o espectro de RMN de seu produto deverá se abrir agora. Você pode ampliar várias partes do espectro clicando e arrastando sobre a área desejada. O botão Zoom Out é utilizado para visualizar o espectro completo. Identifique todos os picos do espectro de RMN e registre o deslocamento químico, o desdobramento e o número de átomos de hidrogênio para cada pico na tabela a seguir. Esse resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. nome turma / / Eterificação – 1 Nesta atividade, o composto a ser sintetizado é o etil-2-hexil éter. Trata-se de uma reação eletrofílica de adição a alcenos. Examine o produto para determinar a nova funcionalidade. Tenha em mente que múltiplas matérias-primas podem gerar o mesmo produto, mas não com a mesma seletividade. Lembre-se de formar o intermediário de carbocátion mais substituído. Procedimentos de síntese 1 Inicie o Virtual ChemLab e selecione Etherfication – 1 na lista de exercícios do livro eletrônico. Depois de entrar no laboratório orgânico, vá para o almoxarifado clicando na janela Stockroom. Em seguida, selecione um frasco de fundo redondo e coloque-o no anel de cortiça sobre o balcão. Usando os reagentes disponíveis na prateleira, identifique as matérias-primas apropriadas, necessárias para sintetizar o composto desejado, e adicione-as ao frasco. Acrescente éter (Et2O) como solvente e clique na seta verde Return to Lab para voltar ao laboratório. 2 O frasco de fundo redondo contendo as matérias-primas deve estar no agitador. Clique na alça localizada no canto superior direito do laboratório para puxar a TV para baixo. O aparelho já deve estar no modo Tutorial e as matérias-primas e o solvente devem estar listados. Do grupo de reagentes que se encontram na bancada, selecione o correto para sintetizar o composto e adicione-o ao frasco no agitador. Então, junte o aquecedor, o condensador e o gás N2 ao frasco para que a mistura de reação possa ser aquecida. 3 Inicie a reação clicando no botão Stir na parte frontal do agitador. Você poderá observar a mistura de reação sendo agitada no frasco. Monitore o progresso da reação por meio de medições de CCD, conforme necessário, até que o produto tenha se formado e as matérias-primas tenham sido consumidas. Pode-se adiantar o tempo do laboratório no relógio na parede. Você também pode salvar suas placas de CCD, com o livro de laboratório eletrônico aberto (clique no livro sobre a bancada para abri-lo), clicando em Save na janela de CCD. 4 Quando a reação estiver completa, “resolva-a”. Primeiramente, arraste e deposite o funil de separação, localizado em uma gaveta, no frasco. Depois, adicione água ao funil. Extraia deste último a fase orgânica clicando na camada superior e arrastando-a para o anel de cortiça sobre a bancada. Seu composto deve estar, agora, no frasco. Liste as matérias-primas, os reagentes, os solventes e os produtos formados. 25 Reações de alcenos 2-6 data Quanto tempo foi necessário para terminar a reação? Quais são os valores de CCD (Rf ) para: (a) matérias-primas? (b) produtos? Descreva o mecanismo dessa reação. Espectros de IV e RMN Depois de completar uma reação e desenvolver os produtos, ainda é necessário confirmar se o produto correto foi formado. As ferramentas mais comuns utilizadas para esse tipo de análise são as espectroscopias de infravermelho (IV) e de ressonância magnética nuclear (RMN). No laboratório virtual, somente os espectros de RMN 1H estão disponíveis. Detalhes sobre como interpretar espectros de IV e RMN são encontrados no livro. Seu instrutor pode ou não pedir-lhe que execute esta seção, dependendo de como sua aula está estruturada. 5 Para coletar um espectro de IV de seu produto, clique no espectrômetro de infravermelho (localizado abaixo do relógio do laboratório) e arraste o ícone da placa de sal até o frasco sobre a bancada. Nesse momento, uma janela contendo o espectro de IV de seu produto deverá se abrir. Identifique os picos relevantes nele e registre a posição e o grupo funcional associado para cada um na tabela a seguir. O resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. IV – Listar posição (cm–1) e grupo funcional 4. 1. 5. 2. 6. 3. 7. 6 Para coletar um espectro de RMN 1H de seu produto, clique no ímã de RMN localizado à direita do quadro-negro e arraste o tubo de amostra de RMN até o frasco sobre a bancada do 26 Eterificação – 1 RMN 1H Estrutura: O etil 2-hexil éter † ‡ Pico Deslocamento MultipliDeslocamento MultipliH‡ Pico H‡ químico (G) cidade† químico (G) cidade† 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 Especifique a multiplicidade como um singlete (s), dupleto (d), tripleto (t), quarteto (q) ou multipleto (m). Especifique o número de hidrogênios associados a cada pico. 7 Os espectros de IV e RMN que você mediu e registrou nas tabelas anteriores confirmam que foi sintetizado o composto designado? Explique. Eterificação – 1 27 Reações de alcenos laboratório. Uma janela contendo o espectro de RMN de seu produto deverá se abrir agora. Você pode ampliar várias partes do espectro clicando e arrastando sobre a área desejada. O botão Zoom Out é utilizado para visualizar o espectro completo. Identifique todos os picos do espectro de RMN e registre o deslocamento químico, o desdobramento e o número de átomos de hidrogênio para cada pico na tabela a seguir. Esse resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. nome turma / / Hidratação de alcenos – 4 Nesta atividade, o composto a ser sintetizado é o 2-metil-2-pentanol. Também esta é uma reação eletrofílica de adição a alcenos. Examine o produto para determinar a nova funcionalidade. Tenha em mente que múltiplas matérias-primas podem gerar o mesmo produto, mas não com a mesma seletividade. Lembre-se de formar o intermediário de carbocátion mais substituído. Procedimentos de síntese 1 Inicie o Virtual ChemLab e selecione Alkene Hydration – 4 na lista de exercícios do livro eletrônico. Depois de entrar no laboratório orgânico, vá para o almoxarifado clicando na janela Stockroom. Em seguida, selecione um frasco de fundo redondo e coloque-o no anel de cortiça sobre o balcão. Usando os reagentes disponíveis na prateleira, identifique as matérias-primas apropriadas, necessárias para sintetizar o composto desejado, e adicione-as ao frasco de fundo redondo. Acrescente água como solvente e clique na seta verde Return to Lab para voltar ao laboratório. 2 O frasco de fundo redondo contendo as matérias-primas deve estar no agitador. Clique na alça localizada no canto superior direito do laboratório para puxar a TV para baixo. O aparelho já deve estar no modo Tutorial e as matérias-primas e o solvente devem estar listados. Do grupo de reagentes que se encontram na bancada, selecione o correto para sintetizar o composto e adicione-o ao frasco no agitador. Então, junte o aquecedor, o condensador e o gás N2 ao frasco para que a mistura de reação possa ser aquecida. 3 Inicie a reação clicando no botão Stir na parte frontal do agitador. Você poderá observar a mistura de reação sendo agitada no frasco. Monitore o progresso da reação por meio de medições de CCD, conforme necessário, até que o produto tenha se formado e as matérias-primas tenham sido consumidas. Pode-se adiantar o tempo do laboratório no relógio na parede. Você também pode salvar suas placas de CCD, com o livro de laboratório eletrônico aberto (clique no livro sobre a bancada para abri-lo), clicando em Save na janela de CCD. 4 Quando a reação estiver completa, “resolva-a”. Primeiramente, arraste e deposite o funil de separação, localizado em uma gaveta, no frasco. Depois, adicione água ao funil. Extraia deste último a fase orgânica, clicando na camada superior e arrastando-a para o anel de cortiça sobre a bancada. Seu composto deve estar, agora, no frasco. Liste as matérias-primas, os reagentes, os solventes e os produtos formados. 29 Reações de alcenos 2-7 data Quanto tempo foi necessário para terminar a reação? Quais são os valores de CCD (Rf ) para (a) matérias-primas? (b) produtos? Descreva o mecanismo dessa reação. Espectros de IV e RMN Depois de completar uma reação e desenvolver os produtos, ainda é necessário confirmar se o produto correto foi formado. As ferramentas mais comuns utilizadas para esse tipo de análise são as espectroscopias de infravermelho (IV) e de ressonância magnética nuclear (RMN). No laboratório virtual, somente os espectros de RMN 1H estão disponíveis. Detalhes sobre como interpretar espectros de IV e RMN são encontrados no livro. Seu instrutor pode ou não pedir-lhe que execute esta seção, dependendo de como sua aula está estruturada. 5 Para coletar um espectro de IV de seu produto, clique no espectrômetro de infravermelho (localizado abaixo do relógio do laboratório) e arraste o ícone da placa de sal até o frasco sobre a bancada. Nesse momento, uma janela contendo o espectro de IV de seu produto deverá se abrir. Identifique os picos relevantes nele e registre a posição e o grupo funcional associado para cada um na tabela a seguir. O resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. IV – Listar posição (cm–1) e grupo funcional 4. 1. 5. 2. 6. 3. 7. 6 Para coletar um espectro de RMN 1H de seu produto, clique no ímã de RMN localizado à direita do quadro-negro e arraste o tubo de amostra de RMN até o frasco sobre a bancada do 30 Hidratação de alcenos – 4 RMN 1H Estrutura: OH 2-metil-2-pentanol Pico Deslocamento MultipliDeslocamento MultipliH‡ Pico H‡ químico (G) cidade† químico (G) cidade† 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 † Especifique a multiplicidade como um singlete (s), dupleto (d), tripleto (t), quarteto (q) ou multipleto (m). ‡ Especifique o número de hidrogênios associados a cada pico. 7 Os espectros de IV e RMN que você mediu e registrou nas tabelas anteriores confirmam que foi sintetizado o composto designado? Explique. Hidratação de alcenos – 4 31 Reações de alcenos laboratório. Uma janela contendo o espectro de RMN de seu produto deverá se abrir agora. Você pode ampliar várias partes do espectro clicando e arrastando sobre a área desejada. O botão Zoom Out é utilizado para visualizar o espectro completo. Identifique todos os picos do espectro de RMN e registre o deslocamento químico, o desdobramento e o número de átomos de hidrogênio para cada pico na tabela a seguir. Esse resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. nome turma / / Halogenação de alcenos – 3 Nesta atividade, o composto a ser sintetizado é o 2-cloro-2,3-dimetilbutano, outra reação eletrofílica de adição a alcenos. Examine o produto para determinar a nova funcionalidade. Tenha em mente que múltiplas matérias-primas podem gerar o mesmo produto, mas não com a mesma seletividade. Lembre-se de formar o intermediário de carbocátion mais substituído novamente. Procedimentos de síntese 1 Inicie o Virtual ChemLab e selecione Alkene Halogenation – 3 na lista de exercícios do livro eletrônico. Depois de entrar no laboratório orgânico, vá para o almoxarifado clicando na janela Stockroom. Em seguida, selecione um frasco de fundo redondo e coloque-o no anel de cortiça sobre o balcão. Usando os reagentes disponíveis na prateleira, identifique as matérias-primas apropriadas, necessárias para sintetizar o composto desejado, e adicione-as ao frasco. Acrescente éter (Et2O) como solvente e clique na seta verde Return to Lab para voltar ao laboratório. 2 O frasco de fundo redondo contendo as matérias-primas deve estar no agitador. Clique na alça localizada no canto superior direito do laboratório para puxar a TV para baixo. O aparelho já deve estar no modo Tutorial e as matérias-primas e o solvente devem estar listados. Do grupo de reagentes que se encontram na bancada, selecione o correto para sintetizar o composto e adicione-o ao frasco no agitador. Então, junte o aquecedor, o condensador e o gás N2 ao frasco para que a mistura de reação possa ser aquecida. 3 Inicie a reação clicando no botão Stir na parte frontal do agitador. Você poderá observar a mistura de reação sendo agitada no frasco. Monitore o progresso da reação por meio de medições de CCD, conforme necessário, até que o produto tenha se formado e as matérias-primas tenham sido consumidas. Pode-se adiantar o tempo do laboratório no relógio na parede. Você também pode salvar suas placas de CCD, com o livro de laboratório eletrônico aberto (clique no livro sobre a bancada para abri-lo), clicando em Save na janela de CCD. 4 Quando a reação estiver completa, “resolva-a”. Primeiramente, arraste e deposite o funil de separação, localizado em uma gaveta, no frasco. Depois adicione água ao funil. Extraia deste último a fase orgânica clicando na camada superior e arrastando-a para o anel de cortiça na bancada. Seu composto deve estar, agora, no frasco. Liste as matérias-primas, os reagentes, os solventes e os produtos formados. 33 Reações de alcenos 2-8 data Quanto tempo foi necessário para terminar a reação? Quais são os valores de CCD (Rf ) para: (a) matérias-primas? (b) produtos? Descreva o mecanismo dessa reação. Espectros de IV e RMN Depois de completar uma reação e desenvolver os produtos, ainda é necessário confirmar se o produto correto foi formado. As ferramentas mais comuns utilizadas para esse tipo de análise são as espectroscopias de infravermelho (IV) e de ressonância magnética nuclear (RMN). No laboratório virtual, somente os espectros de RMN 1H estão disponíveis. Detalhes sobre como interpretar espectros de IV e RMN são encontrados no livro. Seu instrutor pode ou não pedir-lhe que execute esta seção, dependendo de como sua aula está estruturada. 5 Para coletar um espectro de IV de seu produto, clique no espectrômetro de infravermelho (localizado abaixo do relógio do laboratório) e arraste o ícone da placa de sal até o frasco sobre a bancada. Nesse momento, uma janela contendo o espectro de IV deverá se abrir. Identifique os picos relevantes nele e registre a posição e o grupo funcional associado para cada um na tabela a seguir. O resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior. IV – Listar posição (cm–1) e grupo funcional 4. 1. 5. 2. 6. 3. 7. 6 Para coletar um espectro de RMN 1H de seu produto, clique no ímã de RMN localizado à direita do quadro-negro e arraste o tubo de amostra de RMN até o frasco sobre a bancada do 34 Halogenação de alcenos – 3 RMN 1H Estrutura: Cl 2-cloro-2,3-dimetilbutano † ‡ Pico Deslocamento MultipliDeslocamento MultipliH‡ Pico H‡ químico (G) cidade† químico (G) cidade† 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 Especifique a multiplicidade como um singlete (s), dupleto (d), tripleto (t), quarteto (q) ou multipleto (m). Especifique o número de hidrogênios associados a cada pico. 7 Os espectros de IV e RMN que você mediu e registrou nas tabelas anteriores confirmam que foi sintetizado o composto designado? Explique. Halogenação de alcenos – 3 35 Reações de alcenos laboratório. Uma janela contendo o espectro de RMN de seu produto deverá se abrir agora. Você pode ampliar várias partes do espectro clicando e arrastando sobre a área desejada. O botão Zoom Out é utilizado para visualizar o espectro completo. Identifique todos os picos do espectro de RMN e registre o deslocamento químico, o desdobramento e o número de átomos de hidrogênio para cada pico na tabela a seguir. Esse resultado também pode ser salvo no livro de laboratório para análise posterior.