06 - Estereoquímica de hidrocarbonetos
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Estereoquímica de hidrocarbonetos
Prof. Milleno D. MotaEmail: [email protected]
MSN: [email protected]
Estereoquímica
Estudo tridimensional das moléculas
Conformações do Etano
ConformaçõesConfôrmero
Isômero conformacional
Conformações do Etano
ConformaçõesRepresentações de sawhorse
Ângulo oblíquo Todas as ligações C – H
Projeções de Newman Ligação C – C diretamente na frente e atrás Cabeça-cauda
Conformações do Etano
ConformaçõesRepresentações de sawhorseProjeções de Newman
Conformações do Etano
ConformaçõesTensão de torção
99% 1%
Conformações do Etano
ConformaçõesTensão de torção
Conformações do Propano
ConformaçõesTensão de torção
Conformações do Butano
ConformaçõesTensão de torção
Conformações do Butano
Conformações Tensão de torção
Anti Menor energia 180º
Gauche Energia
intermediária 60º
Impedimento estérico
Interação de repulsão que acontece quando os átomos são forçados a permanecer juntos além daquilo que seu raio atômico permite
Resultado de se tentar forçar dois átomos a ocupar o mesmo espaço
Confôrmeros de alcanos
Confôrmeros de alcanos
Mesmos princípios desenvolvidos para o butano aplicam-se para o pentano, hexano e demais alcanos de cadeia maior
Conformação mais estável para qualquer alcano: C – C em arranjo estrela Substituintes volumosos em arranjo anti um ao outro
Confôrmero mais estável: não necessariamente apenas nessa conformação
Confôrmeros de alcanos
Confôrmeros de alcanos
Estabilidade de cicloalcanos
Teoria de Tensão de Baeyer (1885)Tensão angular
Estabilidade de cicloalcanos
Dterminação da energia de tensão de um cicloalcanoCalor de combustãoEnergia liberada quando o composto queima
completamente com o oxigênio
CalorOnHnCOOn
CH n 2222 2
3)(
Estabilidade de cicloalcanos
Estabilidade de cicloalcanos
Cicloalcanos adotam conformação de energia mínima por 3 razões: Tensão angular
Tensão provocada pela expansão ou compressão dos ângulos de ligação
Tensão de torção Tensão provocada pela interação de ligações sobre átomos
vizinhos Impedimentos estérico
Tensão provocada pelas interações repulsivas quando átomos se aproximam muito um do outro
Estabilidade de cicloalcanos
Exercício:O cis-1,2-Dimetilciclopropano possui maior
calor de combustão que o trans-1,2-Dimetilciclopropano. Como você pode justificar essa diferença? Qual dos dois compostos é mais estável?
CH3 CH3 CH3 CH3
cis-1,2-Dimetilciclopropano trans-1,2-Dimetilciclopropano
Conformações de cicloalcanos
Ciclobutano
Energia de tensão = 110,4 kJ mol-1
Conformações de cicloalcanos
Ciclopentano
Energia de tensão = 26,0 kJ mol-1
Conformações de cicloalcanos
Ciclohexano
Livre de tensão
Conformação cadeira
Conformações de cicloalcanos
CiclohexanoLigações axiais e equatoriais
Conformações de cicloalcanos
ExercícioRepresente duas diferentes conformações
cadeira de trans-1,4-Dimetilciclo-hexano e classifique todas as posições como axial ou equatorial
Conformações de cicloalcanos
Mobilidade conformacional do ciclohexano
Conformações de cicloalcanos
Ciclohexanos monossubstituídos
Conformações de cicloalcanos
Ciclohexanos dissubstituídos
Conformações de cicloalcanos
Ciclohexanos dissubstituídos
Conformações de cicloalcanos
Ciclohexanos Barco
Conformações de cicloalcanos
Ciclohexanos Barco
C C
CH3
H
CH3
H
C C
CH3
CH3
H
H
Isomeria Cis-Trans em Alcenos
cis-2-Butenotrans-2-Buteno
Isomeria Cis-Trans em Alcenos
C C
A
D
D
B
C C
B
D
D
A
C C
A
E
D
B
C C
B
E
D
A
=
≠ Isômeros cis-trans
Regras de sequência: a designação E,Z
C C
Baixa
Baixa
Alta
Alta
C C
Alta
Baixa
Alta
Baixa
Ligação dupla E
(grupos de alta prioridade estão de lados opostos, entgegen = oposto)
Ligação dupla Z
(grupos de alta prioridade estão do mesmo lado, zusammen = junto)
Regras de sequência: a designação E,Z Regras de Cahn-Ingold-Prelog
1. Considere separadamente cada um dos carbonos da ligação dupla, olhe para os dois átomos diretamente ligados a eles e atribua prioridades de acordo com o número atômico
Br > Cl > O > N > C > H35 > 17 > 8 > 7 > 6 > 1
C C
H
CH3
Cl
CH3
C C
H
Cl
CH3
CH3
Alta
Baixa
Baixa
Alta
Baixa
Alta
Baixa
Alta
(E)-2-Cloro-2-buteno (Z)-2-Cloro-2-buteno
Regras de sequência: a designação E,Z Regras de Cahn-Ingold-Prelog
2. Se não for possível resolver a geometria usando o átomo imediatamente ligado aos carbonos da ligação dupla, use sucessivamente os grupos de átomos mais afastados até encontrar a primeira diferença
Mais alta Mais baixa
-CH2CH3 -CH3
-OCH3 -OH
-CH(CH3)2 -CH2CH3
-CH2Cl -CH2NH2
Regras de sequência: a designação E,Z Regras de Cahn-Ingold-Prelog
3. Os átomos com ligações múltiplas são equivalentes ao mesmo número de átomos com ligações simples
–CH=O é equivalente a –CHO2
Regras de sequência: a designação E,Z Regras de Cahn-Ingold-Prelog
Levando em consideração as regras de sequência, analise cada um dos exemplos abaixo e veja se os nomes estão atribuídos corretamente
C C
H
CH3 CH3
C CH2
H
C C
CH
C H
Br
CH2
H
CH3
CH3
C C
CH3
H CH2OH
C OH
O
(E)-3-Metil-1,3-pentadieno
(E)-1-Bromo-2-isopropil-1,3-
butadieno
Ácido (Z)-2-Hidroximetil-2-
butanóico
Regras de sequência: a designação E,Z Atribua a configuração E ou Z para a ligação
dupla no seguinte composto:
CH2OH
CH(CH3)2H
CH3
Estabilidade dos Alcenos
Interconversão cis-trans não ocorre espontaneamente
Pode ser obtido por tratamento com um forte catalisador ácido
C C
H
CH3 H
CH3
C C
CH3
H H
CH3
Trans (76%) Cis (24%)
C C
H
CH3 H
CH3
C C
CH3
H H
CH3
Estabilidade dos Alcenos
trans-2-Buteno
cis-2-Buteno
Impedimento estérico
∆Hºcombustão = -2685,5 kJ mol-1
∆Hºcombustão = -2682,2 kJ mol-1
Estabilidade dos Alcenos
Nomeie os alcenos abaixo e diga quais compostos em cada um dos pares seguintes são mais estáveis:
CH2 C
H
CH2 CH3
CH2 C
CH3
CH3a)
ou
C C
H
CH3 CH2
H
CH2
CH3
C C
H
CH3 H
CH2 CH2
CH3b)
ou