terça-feira, 24 de maio de 2016

EXERCÍCIOS DE QUÍMICA ORGÂNICA - REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO

1. Dadas as energias de ligação C - C (83 kcal/mol), C – H (99 kcal/mol), C - Br (68 kcal/mol), preveja qual das ligações será quebrada em primeiro lugar, durante o aquecimento da substância CH3 CH2Br.



2. (Cesgranrio-RJ). Identifique o número de produtos monoclorados obtidos pela substituição de qualquer átomo de hidrogênio em 2,4-dimetil-pentano por um átomo de cloro.
a) 2
b) 3
c) 4
d) 5
e) 6

3. (Fesp-SP). Quantos derivados monobromados se obtêm durante a bromação do 2-metil-pentano a 300 °C?
a) 2
b) 4
c) 3
d) 6
e) 5

4. (PUC-MG). O produto principal da reação de substituição


a) cloreto de isopropila.
b) 1,1-dicloro-butano.
c) 1,2-dicloro-butano.
d) 2-metil-1-cloro-propano.
e) 2-metil-2-cloro-propano.

5. (Fesp-PE). Na halogenação do composto 3-metil-pentano, em reação de substituição, o átomo de hidrogênio mais facilmente substituível pelo halogênio se situa no carbono:
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5

6. (Cesgranrio-RJ). O tetracloreto de carbono é um dos solventes orgânicos mais utilizados para lavagem de roupa “a seco”. O tipo de cisão envolvida e os produtos
formados na síntese do tetracloreto de carbono a partir de metano e cloro, em presença de luz ultravioleta, são, respectivamente:
a) homolítica/HCl e CCl4
b) homolítica/H2, HCl e CCl4
c) heterolítica/H2 e CCl4
d) heterolítica/CH2Cl2 e HCl
e) heterolítica/CH3Cl e HCl

7. (Mackenzie-SP). O ácido pícrico, ingrediente usado em pomadas para queimaduras, tem a seguinte fórmula estrutural plana:

A respeito dessa substância, fazem-se as afirmações:

I. Apresenta radical nitro nas posições orto e para.
II. Pode ser obtida por nitração do fenol.
III. 2,4,6-trinitro-fenol é o seu nome oficial.
IV. Possui grupo hidróxi ligado a anel aromático.
V. Possui grupo amino em sua estrutura.

Das afirmações feitas, estão corretas:
a) II, III e IV, somente.
b) IV e V, somente.
c) I e II, somente.
d) III e IV, somente.
e) I, II, III e IV, somente.

8. (UFV-MG). Substâncias que apresentam anéis benzênicos em suas estruturas podem sofrer reações de substituição eletrofílica, conforme o exemplo abaixo, onde o FeBr3 atua como catalisador:
Dentre as opções abaixo, identifique aquela que corresponde aos compostos (I) e (II):
a) (I) = Br2 e (II) = FeBr2
b) (I) = NaBr e (II) = NaH
c) (I) = HBr e (II) = H2
d) (I) = HBr e (II) = H+
e) (I) = Br2 e (II) = HBr

9. (Cesgranrio-RJ). As reações de substituição do tolueno com Cl2 podem gerar diferentes produtos, dependendo das condições em que ocorram. No caso em que essa substituição é realizada com aquecimento e na presença de luz, o produto orgânico formado é:



10. (UFPR). Dentre os hidrocarbonetos, cujas fórmulas são aqui apresentadas, qual daria somente um composto, se substituíssemos apenas um dos átomos de hidrogênio do anel?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5

11. (UFSM-RS). A vanilina, cuja estrutura está representada abaixo, é uma substância responsável pelo odor característico da baunilha, sendo empregada como flavorizante na indústria de alimentos. Analisando a estrutura dessa substância, pode-se dizer que:


a) há um grupo ativante e dois desativantes.
b) há um grupo desativante e dois ativantes.
c) há três grupos ativantes.
d) há três grupos desativantes.
e) os grupos -OH, -OCH3 e -CHO não exercem nenhum efeito sobre o anel aromático.

12. (FEQ-CE). Na reação de nitração do etil-benzeno obtém-se a mistura abaixo:
Pode-se, portanto, afirmar que o radical etil é:
a) meta-dirigente.
b) orto e meta-dirigente.
c) orto e para-dirigente.
d) meta e para-dirigente.
e) orto, meta e para-dirigente.

13. (PUC-RJ). O grupo NO2, quando ligado ao benzeno, orienta a entrada de outros radicais na posição:
a) para.
b) orto.
c) orto e para.
d) meta.
e) nenhuma das alternativas anteriores.

14. Copie as equações a seguir que envolvem reações com hidrocarbonetos
aromáticos no caderno e complete-as.


15. (UFSM-RS). Observe as equações de reações de substituição eletrofílica em compostos aromáticos:


Os nomes corretos dos produtos A e B são, respectivamente:
a) 1,4–dibromobenzeno e 4–bromofenol.
b) 1,2,3–tribromobenzeno e 2–bromofenol.
c) 5–bromobenzeno e 2,4–dibromofenol.
d) 1,2–dibromobenzeno e 1,1,3–tribromofenol.
e) bromobenzeno e 2,4,6–tribromofenol.

16. (UFF-RJ). O tolueno é muito usado na indústria tanto como solvente quanto como intermediário químico na fabricação de explosivos. Identifique o composto formado, preferencialmente, pela trinitração do tolueno, considerando as regras usuais de substituição aromática.


17. (PUC-PR). O fenol reage com duas moléculas de ácido nítrico e fornece um dinitrocomposto. Dos produtos teoricamente possíveis abaixo relacionados, o mais provável é:


18. (UFPR). Escreva as equações das reações de halogenação (cloração) do etil-benzeno e indique as condições para que a halogenação ocorra:

a) no anel benzênico;


b) na cadeia lateral dessa molécula.

quinta-feira, 19 de maio de 2016

QUÍMICA - ORGÂNICA - RAÇOES DE SUNSTITUIÇÃO

 


    

As reações de substituição são aquelas onde um átomo ou um grupo de átomos de uma molécula orgânica é substituído por outro átomo ou grupo de átomos. 
As principais reações de substituição são: 

I - halogenação
II - nitração
III – sulfonação
I - Halogenação
Nestas reações, os halogênios como cloro (Cl) e o Bromo (Br) são muito utilizados. Já reações com flúor (F) são muito perigosas devida à alta reatividade e com iodo (I) as reações são muito lentas. Estes halogênios substituirão o hidrogênio nos hidrocarbonetos
Os alcanos podem ser transformados em haletos de alquila.
Exemplo 1: cloração do metano.
MECANISMO

O H da molécula de metano é substituído pelo Cl, originando o Cloro metano ou ou Coreto de metila.
Exemplo 2: Bromação do propano
MECANISMO

O H da molécula de propano é substituído pelo Br, originando o 1 -Bromo propano ou 2 - Bromo propano.
Obs: o halogênio (Bromo) pode substituir qualquer hidrogênio da estrutura.
A partir do metano, realizando sucessivas halogenações (excesso de halogênios) catalisadas por luz e calor, podemos obter:
  CH4        CH3Cl        CH2Cl2              CHCl3                  CCl4
metano
    clorometano   diclorometano  triclorometano  tetracloreto de carbono
Esta reação pode ser chamada de Reação em Cadeia.
O clorofórmio (CCl4) era muito utilizado como anestésico em cirurgias. Atualmente aboliu-se seu uso por ser muito tóxico e perigoso para a saúde. Pode causar sérios danos ao fígado.
A ordem de facilidade com que o hidrogênio “sai” do hidrocarboneto é:
   

Exemplo 3: Cloração do Tolueno
Repare que um dos átomos de hidrogênio presentes no anel benzeno foi substituído por um átomo de Cloro, este pode ocupar tanto a posição orto como a para, daí os produtos: o-clorobenzeno ou p-clorobenzeno.
II - Nitração
É aquela onde um hidrocarboneto reage com o ácido nítroco (HNO3).
Exemplo 1:

Observe que o NO2, entra no carbono secundário, e o H que sai do alcano, junta-se ao HO do ácido formando água.
Exemplo 2:

Quando o alcano possui mais de dois carbonos, forma-se uma mistura de compostos diferentes substituídos. Aí vale a ordem de facilidade com que o hidrogênio “sai” do hidrocarboneto


Nitração do Benzeno ocorre com uma mistura de ácido nítrico e ácido sulfúrico concentrados, e o eletrófilo para a reação é o íon nitrônio (NO2+)
MECANISMO DA NITRAÇÃO
1º Passo:

2º Passo:

3º Passo:

4º Passo:

A natureza de grupos presentes no anel aromático afeta tanto a reatividade quanto a orientação da futura substituição do H.
Grupos ativantes tornam o anel aromático mais reativo do que benzeno.
Todos os grupos ativantes são também orto-para dirigentes
E direcionam a futura substituição para as posições orto e para.

Grupos desativantes tornam o anel aromático menos reativo do que benzeno.
Eles  direcionam a futura substituição para a posição meta.
Grupos fortemente retiradores de elétrons tais como nitro, carboxila, e sulfonato são desativadores e dirigentes meta.

Exemplo 1:

Exemplo 2:

Exemplo 3:

Nesses casos o a substituição irá depender do grupo funcional ligado ao núcleo aromático.

III - Sulfonação
A reação de sulfonação é aquela onde reagimos um hidrocarboneto com ácido sulfúrico (H2SO4). A fórmula estrutural do ácido sulfúrico é:
Essa reação ocorre normalmente em alcanos e em compostos aromáticos.
Nos alcanos, a reação ocorre a quente e somente os que possuem mais de 6 carbonos é que reagem com o ácido, se tiver menos carbonos, o peso do alcano será baixo e ocorrerá uma oxidação violenta, destruindo-o.
Exemplo 1: Sulfonação do etano

Exemplo 2: Sulfonação de compostos cíclicos.

 Exemplo 3: Sulfonação de alcanos.
Exemplo 4: Sulfonação do fenol.

Exemplo 5: Sulfonação do tolueno

MECANISMO DA SULFONAÇÃO



Pelo Professor Eudo Robson



terça-feira, 17 de maio de 2016

QUÍMICA ORGÂNICA - ISOMERIA ÓPTICA - PARTE 2




Vejamos o caso do ácido α-hidróxi-β-metil-succínico.


Percebemos que nessa substância dois carbonos são assimétricoso carbono 2 e o carbono 3. Note que o carbono 2, além do grupo COOH (acetato), temos o grupo OH (hidroxila). Enquanto no carbono 3, além do grupo COOH (acetato), temos o CH3 (radical metil). Portanto este ácido terá quatro isômeros opticamente ativos e diferentes entre si. Vejam as figuras abaixo:


Observaram que a diferença entre os compostos A ,B ,C e D foi determinada pelas posições dos grupos hidroxila(OH) e metila (CH3) ?
Os isômeros A e B são antípodas ópticos: um será dextrogiro e o outro levogiro.
E o mesmo para os compostos C e D.
Temos também duas misturas racêmicas:  A + B e C + D.
Neste caso, denominamos de Diastereoisômeros , os isômeros ópticos que não são Enantiomorfos entre si.
Exemplo: os pares: A e C; A e D; B e C; e B e D.



Vejamos o caso do ácido tartárico (ácido di-hidróxi-succínico):


Neste caso, os carbonos assimétricos 2 e 3 são iguais , pois ambos estão ligados a grupos iguais. Existem dois isômeros com atividade óptica e enantiomorfos entre si: o ácido d-tartárico e o ácido l-tartárico.
Misturados em partes iguais, eles formarão o racêmico, o qual, como sempre, é opticamente inativo (inativo por compensação externa).




A presença de carbonos assimétricos é, como vimos, um fator de assimetria, mas, porém, não é o único. Existem moléculas orgânicas que são assimétricas sem possuírem carbonos assimétricos. Vamos citar os dois casos mais comuns — o dos compostos Alênicos e o dos compostos cíclicos.

Compostos alênicos

O aleno é o mais simples dos alcadienos:


Seus derivados apresentarão atividade óptica desde que:


Esta molécula é assimétrica e não-superponível em relação à imagem no espelho plano.



Vejamos o exemplo, 1,2-dicloro-ciclo-propano. Importante destacar que o anel do ciclo-propano é plano, teremos as seguintes disposições:


Este é um caso curioso, em que surgem simultaneamente a isomeria óptica e a geométrica: o isômero cis é inativo; na forma trans, há isomeria óptica, aparecendo os isômeros dextrogiro, levogiro e o racêmico.

FONTE DAS IMAGENS: 

LIVRO DIGITAL DE RICARDO FELTRE VOL.3 – EDITORA MODERNA

ADAPTAÇÃO DOS TEXTOS: 

LIVRO DIGITAL DE RICARDO FELTRE VOL.3 – EDITORA MODERNA

Exercício de fixação

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