Capítulo 19 Química Orgânica II: Os Grupos Funcionais QGE 001 Prof. Sérgio Pezzin.
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Capítulo 19 Química Orgânica II: Os Grupos Funcionais
QGE 001Prof. Sérgio Pezzin
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Os Haloalcanos
• Adição de F, Cl, Br ou I a hidrocarbonetos– Aumenta a reatividade de alcanos
• Dissolvem gorduras, óleos e graxas– Úteis para limpeza a seco (mas perigosos para a
saúde !)
• Tendem a acumular nos tecidos adiposos– Este é um grande problema !
– Sofrem reações de Substituição Nucleofílica !
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SN1 – Substituição, Nucleofílica, Unimolecular
(CH3)3CCl + 2 H2O (CH3)3COH + 2 H3O+ + Cl -
Professor George OlahNobel Prize 1994
Carbocátion é sp2-planar
CH3
CH3C
CH3
Cl
CH2
CH3H3C+ Cl
Slow Step (RDS)
Aided by polar Solvent Stable 3o Carbocation
ions are stabilized via solvation
CH2
CH3H3C
Fast Step
HO
HFront or Backside Attack
CH3
CH3C
CH3
O
tert-Butyl alcohol
H
H
CH3
CH3C
CH3
O H
- H+
CRR
RCR
R
HCR
H
H> >
R groups are electron releasing - delocalise the positive charge
more stable
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Nobel Prize 2001
Pela síntese de compostos opticamente ativos – síntese assimétrica
Professor William KnowlesProfessor Ryoji NoyoriProfessor K. Barry Sharpless
C Br
H3C
HC6H13HO
CHO
CH3
H C6H13
BrCH3
HO
C6H13
H
Transition StateR-(-)-2-BromooctaneS-(+)-2-Octanol
Inversion of Stereochemistry
SN2
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SN2 – Substituição, Nucleofílica, Bimolecular
Ataque Nucleofílico com Inversão de Configuração
Mecanismo Concertado
Opticamente AtivoEnanciomericamente Puro
C Br
H3C
HC6H13HO
CHO
CH3
H C6H13
BrCH3
HO
C6H13
H
Transition StateR-(-)-2-BromooctaneS-(+)-2-Octanol
Inversion of Stereochemistry
velocidade = k2 [R-Br] [Nuc-]
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Clorofluorcarbonos (CFCs) e Fluorcarbonos
• Tendem a ser líquidos ou gases
• Completamente inertes– Exceto na alta atmosfera
• O2 é solúvel em compostos fluorinados
– Substitutos temporários para hemoglobina
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Grupos Funcionais
• Grupos de átomos que gera uma família de compostos orgânicos com propriedades químicas e físicas características.
• Grupo alquil: derivado de um alcano pela remoção de um H– Geralmente denominado R
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Os Álcoois• Grupo –OH
• CH3OH, metanol, é o mais simples
• Produzido industrialmente
em larga escala– intermediário de reações
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• C2H5OH, etanol
• Preparado industrialmente e por fermentação
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Álcoois Multifuncionais
• Vários álcoois comuns têm mais que um grupo –OH
• Etileno glicol: principal ingrediente em anticongelantes e matéria-prima de vários polímeros
• Glicerol (glicerina): usado em cosméticos – Ingrediente de alguns explosivos
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Fenol
• Grupo –OH ligado a um anel benzênico – Propriedades químicas diferentes dos
álcoois– Comporta-se com um ácido
• Os primeiros antissépticos – Também causa irritação na pele
OH
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Éteres
• Dois grupos alquil (ou aril) ligados ao mesmo O– Exemplo CH3CH2-O-CH2CH3
• Usados principalmente como solventes
• Baixa reatividade química– Insolúveis em água– Altamente inflamáveis
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Quais são as funções destes compostos ?
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Aldeídos e Cetonas• Ambos contém grupos carbonila (C=O)
• Aldeído: R-CHO
• Cetona: R-CO-R’
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Aldeídos
• Produzidos pela oxidação de álcoois
• Formaldeído – usado como preservante
• Também presente em fragrâncias– Benzaldeído – sabor de cerejas
C
O
H
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Cetonas
• A Acetone é a mais comum– Usada principalmente como solvente
• Produzidas pela oxidação de álcoois
CH3
C
H3C
O
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Aldeído ou Cetona ?
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Ácidos Carboxílicos• Contêm grupos C=O e –OH no mesmo
carbono
• Ácido Acético: ácido do vinagre
R C
OH
O
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Ésteres
• Derivados de ácidos carboxílicos e álcoois• Odores característicos (especialmente de
frutas)
– Butirato de metila maçã– Butirato de etila abacaxi– Formato de etila rum– Salicilato de metila hortelã– Acetato de etila tutti-frutti
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Aminas• Contêm N
• Podem ter 1, 2, ou 3 grupos alquil ou aril
• A maior parte das aminas biológicas são aminoácidos– Formadores de proteínas
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Amidas
• N ligado diretamente ao grupo carbonila
• Ligação que mantém as proteínas
R N
R''
O
R'
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Reações de Condensação
C OCH3
CH3
N N
H
H H
H
C NCH3
CH3
NH
H+
hydrazineacetone hydrazone of acetone
Emil Fischer, Nobel Prize 1902
C OCH3
CH3
N N
H H
H
O2N
O2NC N
CH3
CH3
NH
NO2
NO2
+
2,4-diphenylhydrazine
acetonehydrazone of acetone
- H2O
- H2O
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Compostos Heterocíclicos
• Compostos cíclicos que têm algum elemento além do carbono no anel
• Comuns em plantas– Alcalóides: básicos em solução– Exemplos: cafeíne, morfina, cocaína
• Formam a estrutura básica do DNA