C O H R + H Nu C R H Nu OH C O R´ R Aldeído ou

Universidade Federal Rural do Semi­Árido ­ UFERSA 1. Reações de Aldeídos e Cetonas 1.1 Adição Nucleofílica à Carbonila A reação mais característica dos aldeídos e cetonas é a adição nucleofílica à dupla ligação carbono‐oxigênio. Reação Geral R
Nu
C
O
+
H
R
Nu
H
H
C
OH
Os aldeídos e cetonas são especificamente suscetíveis a adição nucleofílica devido as características estruturais da carbonila. Onde o carbono da carbonila fica com carga parcial positiva (deficiente de elétrons) por estar ligado a um oxigênio que fica com carga parcial negativa(excesso de elétrons). Além disso, o arranjo trigonal planar dos grupos ao redor do átomo de carbono da carbonila faz como que a carbonila fique relativamente aberto ao ataque, por cima ou por baixo. Veja abaixo a estrutura genérica de uma carbonila: R
R´
δ+
C
O
δ−
Aldeído ou cetona
(R ou R´ pode ser H) Quando o reagente é um nucleófilo forte, a adição costuma acontecer convertendo o aldeído ou cetona (que apresentam estruturas planas triangulares) em uma estrutura tetraédrica. Abaixo um exemplo genérico mecanismo: Prof. Ms. Zilvam Melo – Química Orgânica 1 Universidade Federal Rural do Semi­Árido ­ UFERSA Exemplos Específicos H3C
OCH2CH3
C
O
+
H
OCH2CH3
H3C
C
OH
H
Um hemiacetal
H
H3C
CN
C
O
+
H
CN
H3 C
H3C
C
OH
CH3
Uma cianoidrina 2. A Adição de Álcoois à Carbonila: Hemiacetais e Acetais 2.1 Hemiacetais Dissolvendo‐se um aldeído ou uma cetona em um álcool, estabelece‐se lentamente um equilíbrio entre esses dois compostos e um novo composto chamado hemiacetal. O hemiacetal é o produto da adição nucleofílica do oxigênio do álcool ao átomo de carbono da carbonila do aldeído ou da cetona. As características estruturais essenciais de um hemiacetal são um grupo –OH e um grupo –OR ligados ao mesmo átomo da carbonila Prof. Ms. Zilvam Melo – Química Orgânica 2 Universidade Federal Rural do Semi­Árido ­ UFERSA A maioria dos hemiacetais de cadeia aberta não é estável o suficiente para ser isolada. Os hemiacetais cíclicos com anéis de cinco ou seis membros são, em geral, muito mais estáveis: A maioria dos açúcares simples existe primeiramente na forma de hemiacetal cíclico. A glicose é um exemplo: CH2OH
O
HO
OH
HO
OH
(+)‐Glicose
(um hemiacetal cíclico)
2.2 Acetais O hemiacetal pode reagir novamente com o álcool produzindo um acetal (muitas vezes chamados de cetal). Um acetal possui dois grupos –OR ligados ao mesmo átomo de carbono. OR´
OH
R
C
OR´
R´´
Hemiacetal
(R´´ pode ser H)
HCl (g)
R´
OH
Prof. Ms. Zilvam Melo – Química Orgânica R
C
OR´
R´´
Um acetal
(R´´ pode ser H)
+ H2 O
3 Universidade Federal Rural do Semi­Árido ­ UFERSA 3. Adição de aminas à Carbonila Os aldeídos e cetonas reagem com aminas primárias (RNH2) formando compostos com ligação dupla carbono nitrogênio, chamados iminas (RCH=NR) ou (R2C=NR). A reação é catalisada por ácido e o produto formado é uma mistura dos isômeros (E) e (Z). R
C
O
+
Aldeído
ou cetona
H2 N R
Amina
primária
H3 O +
C
+ H2 O
N
Imina
[isômeros (E) e (Z)]
No exemplo acima, se R for um grupo arila ou alquila a imina se torna estável e, muitas vezes, é chamada de base de Schiff. Se R for um hidrogênio a imina não é estável. Exemplo Específico H3CH2C
C
O
+
H3C
Butanona
H2N
CH2CH2CH3
Amina
primária
H3 O
+
H3CH2C
CH2CH2CH3
C
N
H3 C
Imina
[isômeros (E) e (Z)]
4. Referências 1. SOLOMONS, T. W.; GRAHAM; CRAIG FRYHLE. Química Orgânica. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. 1 e 2 v. 2. BRUICE, P. Y. Química Orgânica. 4. ed. São Paulo: Pearson, 2006 3. ALLINGER, N. L. Química Orgânica. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara, 1978. Prof. Ms. Zilvam Melo – Química Orgânica 4