RESUMO REAÇÕES ORGÂNICAS REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO
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RESUMO REAÇÕES ORGÂNICAS REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO Esse tipo de reação costuma ocorrer especialmente com alcanos, aromáticos,haletos orgânico e alcoóis.Além disso, envolvem a substituição de um grupo por outro no reagente orgânico, conforme o esquema abaixo. C + Y C Y C X + C X Y Y OS TRÊS TIPOS DE REAÇÕES DE SUSBTITUIÇÃO SÃO: REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO VIA RADICAL LIVRE São reações que envolvem a substituição de um radical livre por outro. Essa reação só ocorre em presença de luz e calor . Reagente característico os alcanos. REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO ELETROFÍLICA São as reações que evolvem os a substituição de um H do aromático por um grupo eletrófilo.Esse tipo de reação pode ocorrer a escuro e a frio. H SO3H + OH SO3H + HOH REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA São reações que envolvem a substituição de um grupo núcleófilico por outro. Reagente característico Haleto e alcoóis. H3C CH Cl CH3 + KOH H3C CH OH CH3 + KCl TIPOS DE REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO NOME DA REAÇÃO HIDROGENAÇÃO HALOGENAÇÃO ÁCIDO HALOGENÍDRICOS ÁCIDO CIANIDRICO NITRAÇÃO HIDRATAÇÃO SULFONAÇÃO ALQUILAÇÃO ACILAÇÃO REAGENTE +H2 +(F2,Br2,I2, Cl2) +HX- X(HALOGÊNIOS) RUPTURA +HCN +HNO3 +H2O +H2SO4 +H3C-X H3C + C O X SUBSTITUIÇÃO NOS ALCANOS São reações que ocorrem com certa dificuldade,necessitando de condições especiais- luz e calor. Nessa reação um do H, sai dando lugar para outro radical livre. H3C CH3 + Cl2 H3C CH2 + HCl Cl OBSERVE *Nas reações com Br2, em que os alcanos possuir diferentes tipos de carbonos, deve se conhecer a ordem de substituição. C3ª C2ª C1ª Nas halogenações de alcanos, devemos conhecer a ordem de reatividade para os halogênios. F2 Cl2 Br2 I2 NOS CASOS DE SUBSTITUIÇÃO NOS AROMÁTICOS MONOSSUBSTITUIDO. Nas reações de substituição nos aromáticos monossubstituídos, existirão hidrogênios com reatividades diferentes para a substituição. Isso se deve ao efeito eletrônico do grupo substituinte pressão anel. Nessas substituições, torna-se muito importante conhecermos o comportamento do substituinte pressão anel aromático, pois existem dois tipos de grupo: RADICAIS DIRIGENTES NOS AROMÁTICOS Quando um radical ou grupo funcional estiver ligado ao anel benzênico, estes dirigiram a substituição (radicais dirigentes). As posições 1,2; 1,3; 1,4 nos compostos aromáticos são chamadas respectivamente de orto, meta, para. RADICAIS ORTO E PARA DIRIGENTES(SATURADOS): orientam a substituição para as posições orto e para. Os principais radicais orto-para-dirigentes são: – - CH3; - O - CH3; - OH; - F; - Cl; - NH2 RADICAIS META DIRIGENTES: orientam a substituição para a posição meta. Os principais radicais meta-dirigentes (radicais insaturados) são: – NO2, – SO3H , – COH , – COOH, CN, COO-R,cetona CH3 + Cl2 NO2 + Cl2 AROMÁTICOS – REAÇÃO DO TOLUENO COM CLORO lateral ou do anel aromático. CH2 Cl CH3 + Cl2 luz + HCl calor CH3 CH3 + Cl2 frio Cl Cl + 3 HCl escuro Cl ALQUILAÇÃO E ACILAÇÃO DE FRIEDEL-CRAFTS SUBSTITUIÇÃO EM HALETOS São reações que ocorrem através do mecanismo de reação de substituição nucleofílica (R.S.N), envolvendo a troca do halogênio nucleofilo do composto orgânico por outro grupo nucleofilo. EXEMPLO 1: HALETO + BASE INORGÂNICA FORTE H3C Br + NaOH H3C + NaBr OH EXEMPLO 2: HALETO + SAL DE CIANETO H3C Br + NaCN H3C CN + NaBr H3C CH2 + HBr EXEMPLO 3: HALETO + AMÔNIA H3C CH2 + NH3 NH2 Br SUBSTITUIÇÃO EM ÁLCOOIS Também são reações que ocorrem através do mecanismo de reação de substituição nucleofílica (R.S.N), envolvendo a troca do (OH) nucleofilo do composto orgânico por outro grupo nucleofilo. A substituição no álcool normalmente ocorre em reações deste com ácidos halogenídricos (principais - HCI, HBr e HI) formando haleto orgânico. H3C CH CH3 + HBr H3C OH CH3 + HOH CH Br REAÇÃO DE ADIÇÃO As reações de adição são caracterizadas pela quebra de uma ligação entre carbonos. Nos hidrocarbonetos insaturados ocorrerá a quebra da ligação mais fraca entre carbonos ( ligação do tipo π ) e a formação de 2 ligação sigma (σ ). H2C CH2 + AB A B C C REAÇÃO DE ADIÇÃO VIA RADICAL LIVRE São as ligações que ocorrem a quebra da ligação PI( ) pela adição de dois radicais livres, um em cada carbono da insaturação. Esse tipo de reação só ocorre na presença de LUZ e CALOR. Reagente característico Composto orgânico insaturado + H2 H3C C CH2 + H2 LUZ H3C CALOR CH CH3 CH3 CH3 REAÇÃO DE ADIÇÃO ELETROFÍLICA Ocorre a quebra da ligação pi() pela adição de dois íons aos carbonos insaturados. Esse tipo de reação pode ocorrer no escuro e no frio os principais reagentes são alcinos e alcenos.(sem H 2) H3C C CH 3 CH2 + H2 LUZ CALOR H3C CH CH3 CH3 REAÇÃO DE ADIÇÃO NUCLEOFÍLICA: Ocorre a quebra da ligação pi () nos aldeídos e cetonas sem (H2) . OH H3C CH2 C O + H3C H CN C H CN H OH O H3C CH2 CH3 + HBr C H3C C CH3 Br OS CASOS MAIS IMPORTANTES NAS REAÇÕES DE ADIÇÃO SÃO EM : ALCENOS, ALCINOS,ALDEÍDOS E CETONAS. *HIDROGENAÇÃO:Ocorre a quebra da ligação PI pela entrada de dois Hem cada carbono da dupla. PARCIAL TOTAL AS REAÇÕES DE HIDROGENAÇÃO TAMBÉM SÃO CHAMADAS DE REDUÇÃO HIDROGENAÇÃO DE ALDEÍDOS OH O H3C C H + H2 H3C CH2 HIDROGENAÇÃO DO BENZENO Como já se pode verificar, o anel aromático e muito pouco reativo para reações de adição, mas existe uma exceção muito importante que precisamos conhecer, a hidrogenação do benzeno: ADIÇÃO NOS ALCENOS Para os demais alcenos com cadeias maiores que o eteno, devemos conhecer algumas regras sobre as adições de ácidos halogenídricos (HF, HCl, HBr e HI), alem de outros reagentes em que o "H" ataca como reagente eletrofilo: Regra de Markownikoff: essa regra determina que nos alcenos que possuem diferentes números de hidrogênios nos carbonos da dupla, o "H" do àcido na forma de eletrofilo atacará o carbono da dupla, mais hidrogenado, ou seja, o carbono com mais hidrogênios. Anti-Markovnikov(efeito Karasch-Mayo) - Adição de "HBr" à alcenos e em presença de "PEROXIDOS", não segue a regra de MARKOVNIKOV. ALCENO + HBr ADIÇÃO DE ALCINOS Ocorre a quebra da ligação em partes ADIÇÃO DE ÁGUA OU HIDRATAÇÃO DE ALCENOS E ALCINOS A) ALCENOS B) ALCINOS(etino) ] C) DEMAIS ALCINOS ADIÇÃO EM ALDEÍDOS E CETONAS: Envolve a quebra da ligação da carboníla em partes diferentes, nessa situação é adicionado ao C o grupo nucleofílico e posteriormente no O. ADIÇÃO NA CARBONÍLA COM COMPOSTOS DE GRIGNARD Este tipo de reação obedece o mecanismo representado abaixo: REAÇÃO DE ELIMINAÇÃO CASOS DE REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO São reações que envolvem a formação de ligação através da sida de um halogênio acompanhando de um hidrogênio do carbono vizinho H3C CH2 H2C CH2 + HBr Br REGRA DE SAYTZEFF: Indica que o produto mais estável é aquele que se forma a insaturação entre os carbonos mais ramificados. H3C CH2 CH CH3 Br H3C CH H3C CH2 CH3 + HBr CH CH . C H H ELIMINAÇÃO EM ALCOOIS OU ( DESIDRATAÇÃO) Envolve a saída de uma hidroxila acompanhada de hidrogênio, formando um composto insaturado e água. Essa eliminação ocorre em meio ácido, com calor e o produto final é um alceno. H 3C CH2 CH CH3 + H+ H3C CH CH CH3 + HOH OH DESIDRATAÇÃO INTRAMOLECULAR Essa situação ocorre em meio ácido(H+), Calor ( Δ ) e o produto formado é um éter. H3C CH2 OH + OH CH2 CH3 + H H3C CH2 O CH2 CH3 + HOH
