Química Orgânica Geral

Química A
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE
1º Semestre - 2013/2014
Doutor João Paulo Noronha
[email protected]
(X)
UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Cicloalcanos
CICLOALCANOS
CnH2n
Esteróide
anticoncepcional
Química A
2
Esteróides – Hormonas sexuais
Testosterona
Estrona
Regulam o crescimento e funcionamento dos orgãos reprodutores;
estimulam o desenvolvimento das características sexuais secundárias.
Química A
3
Nomenclatura
exemplos
Química A
4
Cicloalcanos
(CH2)n
não CnH2n+2
Nomes: Cicloalcanos
Substituintes: Cicloalquilo
substituídos: em “C1”
Cicloalcanos
Etilciclobutano (não # necessário)
Alquilcicloalcano ou cicloalquilalcano?
1
3
2
Química A
5
4
1-Ciclopropil-pentano
5
Química A
6
Estereoisómeros
cis ≠ trans
Isómeros geométricos
Química A
7
Estereoisómeros
Os cicloalcanos possuem dois lados: “cima”, “baixo”.
Com dois ou mais substituintes, novo tipo de isomerismo:
Mesmo lado: cis-
Lados opostos: trans-
Estereoisómeros
Br
CH3
CH3
cis-1,2-dimetil-ciclopropano
F
trans-1-bromo-3-fluorociclo-hexano
Química A
8
cis ≠ trans
Isómeros geométricos
Química A
9
Química A
10
Estereoisómero (definição)
Possuem a mesma conectividade (não são isómeros
constitucionais ou de cadeia), mas diferem no arranjo
espacial.
Nota: Esta definição inclui todos os rotâmeros (anti,
gauche, etc.).
Definição prática:
Os estereoisómeros devem ser estáveis à T ambiente. Os
rotâmeros interconvertem-se rápidamente por rotação,
enquanto os isómeros cis/trans requerem a quebra de
ligações.
Química A
11
Cl
clorociclopentano
halo alcano
(cloreto de ciclopentilo)
halogeneto de alquilo
2-ciclopropil-hexano
~160
~160
Isómeros
Química A
~160
Entalpias
de
combustão
12
Cicloalcanos
Ciclopropano
Química A
Ciclobutano
Ciclopentano
Ciclo-hexano
13
108°
60°
Química A
90°
Tensão de anel
120°
14
Análise conformacional em Cicloalcanos
(hidrocarbonetos alicíclicos)
Conformação em “Cadeira”
Mover
C1,4
Química A
15
15
Conformação em “Barco”
6 conformações torsas
Mover
C1,4
Projecção de Newman
Química A
>repulsões eletrostáticas
16
2 conformações eclipsadas;
4 conformações torsas
Tensão transanular
A conformação em barco é um
estado de transição;
cadeira → barco +6,9 kcalmol-1
Química A
Tensão eclipse
17
Confórmeros do Ciclo-hexano - Energia
100.000 vezes/s
Química A
18
Como desenhar a cadeira do ciclo-hexano
Química A
19
Como desenhar a cadeira do ciclo-hexano
This end
“baixo”
“cima”
e – equatoriais
Química A
a - axiais
20
Confórmeros do Ciclo-hexano
As duas estruturas são a mesma. Contudo,
o que acontece em ciclo-hexanos substituidos?
Química A
axial ? equatorial ?
Videos
21
+ Estável
Química A
22
Mais estável
Química A
Menos estável
23
Confórmeros axial-equatorial: Moléculas diferentes
Gauche ao anel
Anti ao anel
Química A
24
Química A
25
Química A
26
Mais estável
Química A
Menos estável
27
Menos estável
Química A
Mais estável
28
tamanho
versus
comprimento
ligação
Variação da energia livre (ΔGº) de confórmeros do
ciclo-hexano da posição equatorial (<E) para a axial (>E)
Problema:
Química A
Br
H3C
COOH
ΔG° = ?
H3C
COOH
Br
+1,70+1,41-0,55 = +2,56
29
O poder da análise conformacional: ΔG° pode
ser aditivo. Considerar os dimetilciclohexanos:
CH3
CH3
1,1-Dimetilciclohexano
CH3
ΔG° = 0
CH3
H3C
CH3
ΔG° = 0
CH3
CH3
cis-1,4-dimetilciclohexano
Mas:
H3C
CH3
CH3
trans-1,4-dimetilciclohexano
diaxial
ΔG° = +3,4!
diequatorial
CH3
30
Isomeria conformacional
H
H
a
CH3
axial
H3C e
CH3
CH3
conformação torsa
equatorial
conformação alterna
Aditividade
na
influência
dos
substituintes
+ estável !
Química A
- estável !
31
Isomeria cis-trans (e conformacional)
H
C(CH3)3
a
e
(H3C)3C
Cl
e
H
a
configuração trans
H
Cl
conformação a,a
conformação e,e
Cl
C(CH3)3
a
(H3C)3C
a
H
e
e Cl
H
H
conformação e,a
Química A
H
configuração cis
H
conformação a,e
32
Esteróides
Química A
Membranas celulares (fluidez)
Precursor da vitamina D
Bilis
Hormonas
Ácido biliar
Digestão gorduras
Hormona supra-renal
Anti-inflamatório
Imunosupressor
33
Artéria
coronária
Placas de
colesterol
(LDL)
Química A
34
Esteróides
Etinilestradiol
RU-486 (Mifepristona)
pílula do dia seguinte
pílula abortiva
Tetrahidrogestrinona (THG)
anabolizante - dopante
Química A
35
Esteróides
androgéneo
Química A
estrogéneo
progestagéneo
36
Alótropos do Carbono: Cn
(Gr. allos, other, and tropos, manner)
um icosaedro truncado
Benzeno
Química A Alótropos do carbono: diamante e grafite. Compostos de intercalação de grafite.
Fulerenos, hiperfulerenos e nanotubos.
37
Formas alotrópicas do carbono
Química A
38
Nanotubos de Carbono: Novos Materiais
para o Futuro
Nanotecnologia
Electrónica
Óptica
Arquitetura
Resistência
Propriedades eléctricas
Condução térmica
sp2
Química A
100 x mais resistente que o aço; superbaterias; tratamento de doenças
39