Enviado por felipegogo11

analisando uma reacao e os intermediários (2) (Cópia em conflito de Antonio Braga 2014-04-25)

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03/09/2016
Química Orgânica A – analisando reações…
Prof. Braga
QUIMICA ORGÂNICA A
Analisando Reações Orgânicas e
seus Intermediários
Prof. Antonio Luiz Braga
[email protected]
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LabSelen : Laboratório de Síntese de Substâncias Quirais de Selênio
Química Orgânica A – analisando reações…
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Intermedíarios de Reações
Mecanismos de Reações
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Química Orgânica A – analisando reações…
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Intermedíarios de Reações
Nucleófilos e Eletrófilos
•Nas reações sempre está envolvido o movimento de elétrons
• É um tópico grande e complicado - vamos apenas olhar para o básico
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Teste de Lucas
Devemos prestar atenção na Estequiometria
Proporção de compostos envolvidos na reação
1:1 : 1:1
Reagentes colocados na reação
Compostos formados na reação
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Reações Simples: exemplos
•Devemos começar a seguir os átomos para entender as reações
• Em uma reação eles não são criados nem destruídos - apenas movimentados
• estequiometria é importante –devemos ser capazes de equilibrar as equações
• deve haver o mesmo número de átomos em ambos os lados da seta
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Tipos de Reações:
Reações de Substituição - envolve 1 átomo ou grupo sendo
trocado por outro
• A reação de Lucas é uma reação de substituição
• identificar as ligações quebradas e formadas para observar
substituição
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Reações de Adição:
• Envolve a adição de um novo átomo ou grupo (sem perda de átomos)
• Mais comumente ocorre em ligações duplas ...
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Reações de Eliminação
• Envolve a perda de átomos ou grupos de átomos de uma molécula
• Muitas vezes ela é uma reação inversa de uma reação de adição
(nem sempre)
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Reagentes: Nucleófilos
• nucleófilos - átomos ou grupos ricos em
elétrons que gostam de cargas +
• Forma ligações covalentes doando 2
elétrons
• aniões e pares de elétrons livres podem
ser bons nucleófilos
Ânions
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Nucleófilos: pares de elétrons livres
Nucleófilos: ligações simples δ nucleofílicas
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Ligações Duplas π Nucleofílicas
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Eletrófilos
• Eletrófilos – átomos ou grupos elétrondeficientes que gostam de carga
• Forma ligações covalentes aceitando 2
elétrons
• Cátions (carga positiva) e grupos polares
podem ser bons eletrófilos
Cátions:
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Eletrófilos
Moléculas Neutras
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Eletrófilos
Moléculas Neutras – com ligações altamente polarizadas
Resultantes (δ+): aceitam elétrons facilmente
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Exemplo de Eletrófilos
radical
Exercício:
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Será tudo tão fácil…………….
A grande maioria das reacções que você irá encontrar são simplesmente:
nucleófilo + electrophile ➔ produto
• As ligações polares em t-BuOH sugerem que ele é um nucleófilo ou um
eletrófilo
• Na reação de Lucas ele é um nucleófilo (base) que ataca um proton (H +)
• O produto dessa reação é uma eletrófilo
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Mecanismo de Reações
• Ligações são quebradas e formadas..
• Nem todas as reações ocorrem em um único passo ...
• Aqui está o teste de Lucas (de novo....)
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1a etapa
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2a Etapa
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3a Etapa
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Diagrama de Coordenada de Reação
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• Perfil da Reação - mostra
a energia do sistema versus
o progresso da reação
• Útil quando pensamos nos
fatores afetam a velocidade /
facilidade de uma reação
Reação em duas
etapa
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Reação em uma
única etapa
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Para a avaliação da energia do sistama e o progresso da reação
……
Termodinâmica e Cinética
Termodinâmica
A termodidâmica se relaciona com as propriedades de um sistema em equilíbrio
A concentração relativa dos produtos e reagentes no equilíbrio
depende de suas estabilidades relativas: quanto mais estável é a
substância, maior sua concentração no equilíbrio.
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Diagrama de Coordenada de Reação
As linhas pontilhadas no
estado
de
transição
indicam ligações que são
parcialmente formadas e
parcialmente quebradas.
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O DG° pode ser positivo ou negativo, indicando se a reação vai
absorver ou liberar calor (energia). DG° = G°
- G°
produtos
reagentes
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Reações Exergônicas e Endergônicas
Reação Exergônica
DG° < 0
Reação Endergônica
DG° > 0
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Avaliando a Reação de adição de HBr ao 2-buteno
Mecanismo da reação
Etapa (a)
nucleófico
Etapa (b)
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Diagrama de Coordenada de Reação para a adição de HBr ao 2-buteno
Etapa (a)
intermediário
Etapa (b)
Estado de transição tem
ligações
parcialmente
formadas.
Os intermediários têm
ligações completamente
formadas.
A etapa de reação que apresenta o estado de transição no mais alto ponto na
coordenada de reação é chamada etapa determinante da velocidade.
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Cinética
A cinética envolve estudos das velocidades das reações
Químicas e os fatores que as afetam (estado de transição).
A Equação de Arrhenius bastante utizada nesses estudos,
relaciona a constante de velocidade de uma reação com a
energia de ativação experimental.
A Equação de Arrhenius é determinada por:
–Ea/RT
Ea = DH‡ + RT
k = Ae
E 1
ln k  ln A   a 
 R T
k = constante de velocidade;
A = constante pré-exponencial (depende, dentre outros, da área de contato);
Ea = Energia de ativação
R = constante dos gases
T = Temperatura
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A energia livre de ativação DG‡
Reação rápida
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DG‡ = DH‡ – TDS‡
Reação lenta
Reação Exergônica
DG° < 0
Reação Endergônica
DG° > 0
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Cloração e Bromação de Alcanos
•São compostos de baixíssima reatividade, nem mesmo sendo
considerados como grupo funcional por alguns autores
•Alcanos só têm ligações fortes. Isso é devido aos átomos de
carbono e hidrogênio nos alcanos terem aproximadamente a mesma
eletronegatividade e os elétrons e nas ligações δ C-H e C-C são
igualmente compartilhados pelas ligações do átomos.
Consequentemente, nenhum dos átomos nos alcanos tem qualquer
mudança significativa, praticamente não possuindo cargas parciais
positivas ou negativas. Isto significa que não atraem nucleófilos nem
eletrófilos. Assim, os alcanos são considerados compostos não
reativos e, por essa razão, são bastante utilizados com solventes.
•Exceção: Reações de Halogenação e combustão:
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Mecanismo
A reação ocorre via radicais livres e é iniciada por Luz , aquecimento
ou iniciadores de reações radicalares (clivagem homolítica).
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produto
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Quando há possibilidades de formação de isômeros, o haleto mais
substituído é formado mais rapidamente.
Produto majoritário
A principal rezão é a estabilidade de radicais (para reações a Temp. Ambiente)
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