Tipos de reações orgânicas,

Intermediários de reações

Aula 5

Flaviane Francisco Hilário

Universidade Federal de Ouro Preto

1

1 - Visão geral das reações orgânicas e

mecanismos

• Mecanismo de reação - descrição dos eventos que

ocorrem a nível molecular, quando os reagentes se

transformam nos produtos. A reação química descreve o

que ocorre, enquanto o mecanismo descreve como

ocorre.

H3CCH2BrH2C=CH2 + HBr

C

H

H

C

H

HH Br

C C

HH

HH

H

Br-

C C

H

Br

H

HH

H

2

Como as reações orgânicas ocorrem?

Mecanismo de reação

Quebra e formação de ligação química

3

• SETAS CURVAS em mecanismos de reação

Movimento de um par de elétrons

Movimento de um elétron

4

1.1 - Clivagem da ligação covalente

A B A + B

Radicais

A B A+ + B

Íons

-

Clivagem homolítica - Homólise

Clivagem heterolítica - Heterólise

5

1.2 - Classificação das reações orgânicas

A + B A B

A + B A B

C

O

H

H HC

OH

HH H

H

H

H A+ A-

Rad + C C C

Rad

C

Reações polares

Reações via radicais livres

+

6

+ d d Cl Cl H 2

H

C C

H 3 C

C C H 2

C l

H 3 C

H

Cl H 3 C C H

C l

C l

C H 2

1.3 - Classes de reações orgânicas

ADIÇÃO

A + B C

7

SUBSTITUTIÇÃO

• SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA EM CARBONO SATURADO

A + B C + D

+

OH

Cl

HO- Acetona

8

OH OH

NO2

NO2

O2N

Ácido pícrico

HNO3

H2SO4

• SUBSTITUTIÇÃO AROMÁTICA ELETROFÍLICA

A-B + C-D A-C + B-D

9

H

Cl

Cl

HCl

EtONa

Etanol

ELIMINAÇÃO

A B + C

Testosterona

H3O+ HH3C

H H

O

CH3HOH3C

HH3C

H H

H

O

calor

REARRANJOS

10

1.4 - Principais intermediários de reação

Carbânion

Geometria Piramidal - sp3

Carbocátion

Geometria Trigonal Plana - sp2

11

Radical

Geometria variável entre trigonal (sp2) e piramidal (sp3)

Carbeno

Geometria Trigonal - sp2 Geometria Linear - sp

Singleto Tripleto

12

1.5 - Sítios de reação em moléculas orgânicas

C OH

O

NH2

+ Na+OH

-C O

-Na

+

O

+ H2O

H O

H

HCl-+

+ NH3Cl-+

+ H2O

CC CC

C CH

+

C

HC

H3C Cl + Na+OH

-d

d

H3C OH + Na+Cl

-dd

Sítios

ácidos e

básicos

Ligações

polares

Ligações

múltiplas

13

Combinação de vários sítios

C

O

H H

d

dSítio polar

Base de Lewis

Ácido de LewisLigação múltipla

14

2 - Reações polares

• Ocorre entre uma espécie química rica em elétrons

(nucleófilo) e uma pobre em elétrons (eletrófilo).

Nucleófilo “que possui afinidade por núcleos” – possui

um átomo rico em elétrons capaz de doar par de elétrons

para formar ligações.

Eletrófilo “que possui afinidade por elétrons” – possui

um átomo pobre em elétrons capaz de receber o par de

elétrons para formar ligações

15

• Alguns exemplos de nucleófilos

16

• Alguns exemplos de eletrófilos

17

• Fluxo de elétrons – ponto-chave da reatividade

18

19

• A sobreposição de orbitais deve ser efetiva.

20

• A carga total deve ser conservada em cada passo de

reação.

21

• Quando existe ligação dupla, a ligação π será a primeira a

ser quebrada. A ligação σ permanece.

• Decomposição

Não existe nucleófilo ou eletrófilo.

Ligação fraca e polarizada.

22

• Como desenhar setas de mecanismo

Primeiro passo: observe o que está acontecendo.

Segundo passo: quem é o nucleófilo e quem é o eletrófilo?

23

Cuidado!

Atenção para o número máximo de elétrons em torno dos

átomos.

24

Se você faz uma nova ligação em um H, C, N ou O (sem

carga), deve também quebrar uma ligação no mesmo

passo.

25

26

27