Transcript Haletos de alquila, alcoois, éteres, compostos aromÃ

Haletos de Alquila:
Reações de Substituição Nucleofílica e
Eliminação
Haletos de Alquila
 Aplicações:
solventes,
lubrificantes
e
isolantes
industriais,
herbicidas e inseticidas.
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
clordano
Cl
Cl
Cl
Cl

Biorremediação: utiliza
microorganismos
Cl
que
alimentam de compostos
lindano
orgânicos clorados.
CFCs = clorofluorcarbonetos
 São quimicamente inertes e nãoinflamáveis. Não reagem com o
conteúdo
da
lata,
não
deixam
resíduo, não têm cheiro e não são
tóxicos. Mas, destroem a camada
de ozônio.
se
Propriedades Físicas dos Haletos de Alquila
comprimento da
ligação (Å)
energia da ligação
(kcal. mol-1)
CH3F
1,385
110
CH3Cl
1,784
85
CH3Br
1,929
70
CH3I
2,139
57
Ponto de Ebulição (oC)
R
X=
H
F
Cl
Br
I
-161,7
-78,4
-24,2
3,6
42,4
CH3CH2-
-88,6
-37,7
12,3
38,4
72,3
CH3(CH2)2-
-42,1
-2,5
46,6
71,0
102,5
CH3-
Reações dos Haletos de Alquila: Substituições
Nucleofílicas e Eliminações
Os haletos de alquila têm um átomo de C que pode
reagir com nucleófilos. Eles podem reagir de duas maneiras:
substituição do grupo X pelo nucleófilo ou eliminação de HX
para formar um alceno.
Substituição
-
Nu:
+
..
eletrófilo
nucleófilo
Eliminação
Nu
dd+ ..
R X ..
R
.. . .
Nu + . X.
..
grupo abandonador
ou grupo de saída
H
+
+
X
Nu H
+ X
Reações de Substituição Nucleofílica Alifática
 diversidade da Substituição Nucleofílica:
CH3Cl
+
CH3CH2I +
OH-
CH3OH
CH3O-
CH3CH2OCH3 +
I-
I-
CH3CHCH2CH3 +
Br-
CH3CHCH2CH3 +
Br
CH3CHCH2I
Cl-
I
+
-
C
CH3
CH3CH2I
+
N
CH3CHCH2C
N
+
+
I-
CH3
+
NH3
CH3CH2NH3+
I-
Bromometano
O bromometano, CH3Br, é uma
substância de fácil preparação e
baixo custo, e é utilizado como
inseticida na dedetização de
grandes espaços, como armazéns e
vagões de via férrea. É também
efetivo na erradicação de
infestações de insetos no solo e em
plantações.
Parte de sua ação deve-se à alta toxicidade, que pode ser atribuída
a sua reatividade.
RSH + CH3Br
+
RSH + Br CH3
RSCH3 + HBr
Bibliografia
1. SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química Orgânica. Rio de
Janeiro: LTC Editora. Vol 1, 7.ed., 2001; Vol 2, 7a ed., 2002.
(Capítulo 6).
2. VOLLHARDT, K.P.C.; SCHORE, N.E. Química Orgânica:
Estrutura e Função. Porto Alegre: Bookman. 4.ed., 2004.
(Capítulos 6 e 7).
3. McMURRY, J. Química Orgânica. São Paulo: Pioneira Thomson
Learning. Vol 1, 2005; Vol 2, 2005. (Capítulos 10 e 11).
4. BARBOSA, L.C.A. Introdução à Química Orgânica. São Paulo:
Prentice Hall. 2004. (Capítulo 7).
Álcoois e Éteres
 Álcoois são substâncias cujas moléculas têm um grupo
hidroxílico (OH) ligado a um átomo de carbono saturado.
CH3OH
CH3CH2OH
CH2=CHCH2OH
metanol
etanol
2-propenol
CH2OH
álcool benzílico
 Éteres são compostos que contêm um átomo de oxigênio
ligado a dois átomos de carbono.
CH3CH2OCH2CH3
dietil éter
OCH3
fenil metil éter
Nomenclatura - Álcoois
1.Selecionar a cadeia carbônica mais comprida, à qual a
hidroxila é diretamente ligada. Mudar o nome do alcano
correspondente a esta cadeia, trocando o sufixo –o por –ol.
2.Numerar a cadeia mais comprida com o número menor para o
átomo de carbono ligado ao grupo hidroxílico. Indicar a
posição do grupo hidroxílico e dos outros substituintes como
prefixos.
CH3CHCH2CH3
CH3CH2CH2OH
1-propanol
CH3CHCH2CH =CH2
OH
4-penten-2-ol
OH
2-butanol
CH3CHCH2CH2CH2OH
CH3
4-metil-1-pentanol
CH3CHCH2
HO OH 1,2-propanodiol
Nomenclatura - Éteres
Radical funcional: os nomes dos dois grupos ligados ao átomo
de oxigênio são listados em ordem alfabética, seguidos da
palavra éter.
Substitutiva: os éteres de fórmula R1-O-R2 são nomeados
citando-se o grupo R1-O (R1-oxi), seguido do nome do
hidrocarboneto
correspondente
ao
grupamento
R2
(componente principal), sem a utilização do hífen.
CH3
CH3OCH2CH3
etil metil éter
ou metoxietano
C6H5OCCH3
CH3
terc-butil fenil éter
ou terc-butoxibenzeno
CH3CH2OCH2CH3
dietil éter
ou etoxietano
Nomenclatura – Éteres Cíclicos
O
O
1,4-dioxano
Furano
O
O
O
Tetraidrofurano
Tetraidropirano
O
O
4H-pirano
O
Oxetano
Oxirano
Propriedades Físicas
 Os éteres possuem p.e. que são, de alguma maneira,
comparáveis aos dos hidrocarbonetos de mesma massa
molecular. Os álcoois, por outro lado, possuem p.e. muito mais
altos que éteres ou hidrocarbonetos comparáveis.
Substância
M.M. (g)
p.e. (ºC)
p.f.(ºC)
CH3CH2CH2CH2CH3
72
36
-129
CH3CH2OCH2CH3
74
34,6
-116
CH3CH2CH2CH2OH
74
117,7
-90
Por quê?
Ligações de hidrogênio
H3C
O
H
O
H3C
H
O
H
CH3
H
O
H3C
ligações de hidrogênio
entre moléculas de
metanol
Os éteres contudo,
podem formar ligações
de hidrogênio com
compostos como a água.
Portanto, os éteres
possuem solubilidades
na água que são
similares às dos álcoois
de mesma massa
molecular.
Os éteres se tornam
cada vez menos solúveis
quando o número de
carbonos aumenta.
Síntese de Álcoois a partir de Alcenos
1. Hidratação dos alcenos catalisada por ácidos
+ H 2O
C
C
+ HA
C
H
C + A+
- H2O
+ A-
C
C
H
O
+
H
C
C
H
O
H
 Segue a regra de Markovnikov;
 Reação reversível e o mecanismo para a hidratação é
simplesmente o inverso da desidratação de um álcool;
 Devido a ocorrência de rearranjos, esta reação possui
limitações como método de laboratório.
+ HA
H
O par de elétrons sobre o átomo de
oxigênio o torna básico, assim como
nucleofílico. Na presença de ácidos fortes, os
álcoois agem como bases e aceitam prótons:
H
Reações
de Álcoois
d
O
C 
d
C
H
d
O
H
álcool
+ HA
O+ H
C
ácido forte
+ A-
álcool protonado
A protonação converte o grupo –OH em –+OH2, tornando o
átomo de carbono mais positivo (pois o –+OH2 é mais eletrofílico
que o –OH) e, portanto mais suscetível ao ataque nucleofílico.
H
Nu
-
+
C
O+ H
H
Nu
C
+ O
Exemplo: conversão de álcool em haletos de alquila (R-OH + HX).
H
Desidratação de Álcoois
 É normalmente catalisada por ácidos e em temperaturas
mais altas.
 O alceno mais substituído é formado preferencialmente,
devido a ordem de estabilidade dos carbocátions.
 O carbocátion formado pode sofrer rearranjos em sua
estrutura e formar um intermediário mais estável.
CH3
CH3CH2
+
C OH + H
H3C

CH3
H3CCH
C
CH3
+ H3O+
Síntese de Éteres
Álcoois podem desidratar-se para formar alcenos,
porém álcoois primários podem também desidratar-se para
formar éteres.
+
ROH + HOR
H
ROR
- H2O
H2SO4
o
180 C
CH2=CH2
CH3CH2OH
H2SO4
o
140 C
CH3CH2OCH2CH3
Mecanismo: molécula de álcool agindo como o nucleófilo e
outra molécula protonada do álcool agindo como substrato.
Bibliografia
1. SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química Orgânica. Rio de
Janeiro: LTC Editora. Vol 1, 7.ed., 2001; Vol 2, 7a ed., 2002.
(Capítulo 11).
2. VOLLHARDT, K.P.C.; SCHORE, N.E. Química Orgânica:
Estrutura e Função. Porto Alegre: Bookman. 4.ed., 2004.
(Capítulos 8 e 9).
3. McMURRY, J. Química Orgânica. São Paulo: Pioneira Thomson
Learning. Vol 1, 2005; Vol 2, 2005. (Capítulos 17 e 18).
4. BARBOSA, L.C.A. Introdução à Química Orgânica. São Paulo:
Prentice Hall. 2004. (Capítulos 8 e 10).
Compostos Aromáticos e
Derivados
Nomenclatura dos Derivados do Benzeno
Cl
clorobenzeno
nitrobenzeno
Br
OH
CH3
NO2
tolueno
NH2
fenol
anilina
Br
Br
Br
Br
1,2-dibromobenzeno
ou o-dibromobenzeno
COOH
1,3-dibromobenzeno
ou m-dibromobenzeno
CH3
Br
1,4-dibromobenzeno
ou p-dibromobenzeno
CH3
CH3
CH3
NO2
ácido 3-nitrobenzóico
ou ácido m-nitrobenzóico
CH3
o-xileno
m-xileno
CH3
p-xileno
PAHs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos)
naftaleno
pireno
antraceno
fenantreno
benzo[a]pireno
Compostos Aromáticos
 O termo “aromático” é utilizado para descrever vários
compostos e íons que não possuem o núcleo benzênico, mas
que se comportam quimicamente de forma semelhante ao
benzeno.
 A molécula aromática, ou parte dela, deve ser cíclica e plana;
 Cada átomo do sistema aromático deve possuir um orbital p. Todos os
orbitais p devem ser paralelos, de modo que possa ocorrer uma
superposição contínua entre eles;
 Caso átomos de N, O e S estejam presentes, eles podem contribuir com
no máximo dois elétrons para o sistema aromático.
Substituição Aromática Eletrofílica
Substituição Aromática Eletrofílica:
Mecanismo Geral
+
EA
d+ d-
E
E
E
H
H
H
+
+
Etapa 1 (lenta)
Íon Arênio (complexo s)
+
E
E
H

A
Etapa 2 (rápida)
+ HA
Halogenação
Exemplo: Bromação Aromática
Nitração
O benzeno reage
lentamente com
HNO3
concentrado a
quente.
A reação é mais
rápida se
realizada pelo
aquecimento do
benzeno com
uma mistura de
HNO3
concentrado e
H2SO4
concentrado.
Sulfonação
Alquilação
de FriedelCrafts
Acilação
de FriedelCrafts
Teoria dos Efeitos dos Substituintes sobre a
Substituição Aromática Eletrofílica
Quando
benzenos
substituídos
sofrem
ataque
eletrofílico, os grupos já presentes no anel afetam tanto a
velocidade da reação, quanto o sítio de ataque. Dizemos,
portanto, que grupos substituídos afetam tanto a reatividade
como a orientação nas SAE.
Grupos Ativadores
Orientadores orto-para
Grupos Desativadores
Orientadores meta
Teoria dos Efeitos dos Substituintes sobre a Substituição
Aromática Eletrofílica
Exemplos:
CH3
CH3
CH3
CH3
NO 2
HNO3
+
H2SO4
+
NO 2
Ativador
orto-para
NO 2
o-nitrotolueno
59%
NO 2
m-nitrotolueno
4%
NO 2
HNO3
p-nitrotolueno
37%
NO 2
NO 2
NO 2
+
H2SO4
+
NO 2
Desativador
meta
NO 2
o-dinitrobenzeno
6%
m-dinitrobenzeno
93%
p-dinitrobenzeno
1%
Teoria dos Efeitos dos Substituintes sobre a
Substituição Aromática Eletrofílica
Orientadores orto-para
Orientadores meta
Ativadores Fortes
Desativadores Moderados
-NH2, -NHR, -NR2, -OH, -O
-
-CN, -SO3H, -CO2H, -CO2R, -CHO,
-COR
Ativadores Moderados
Desativadores Fortes
-NHCOCH3, -NHCOR, -OCH3, -OR
-NO2, -NR3+, -CF3, -CCl3
Ativadores Fracos
-CH3, -C2H5, -R, -C6H5
Desativadores Fracos
-F, -Cl, -Br, -I
Bibliografia
1. SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química Orgânica. Rio de
Janeiro: LTC Editora. Vol 1, 7.ed., 2001; Vol 2, 7a ed., 2002.
(Capítulos 14 e 15).
2. VOLLHARDT, K.P.C.; SCHORE, N.E. Química Orgânica:
Estrutura e Função. Porto Alegre: Bookman. 4.ed., 2004.
(Capítulos 15 e 16).
3. BARBOSA, L.C.A. Introdução à Química Orgânica. São Paulo:
Prentice Hall. 2004. (Capítulo 5).
4. McMURRY, J. Química Orgânica. São Paulo: Pioneira Thomson
Learning. Vol 1, 2005; Vol 2, 2005. (Capítulos 15 e 16).
Teoria dos Efeitos dos Substituintes sobre a
Substituição Aromática Eletrofílica
Reatividade
Teoria dos Efeitos dos Substituintes sobre a
Substituição Aromática Eletrofílica
Efeito Indutivo
d
R
d+
R = F, Cl ou Br
O
NR3+
CX3
Ressonância
NO2
CG
G = H, R, OH ou OR
R+
R
+
E
E
H
H
NH2
NH2
OH
OR
X
Estabilidade do Benzeno: Teoria de Ressonância
e Teoria do Orbital Molecular
H
1,39 Å
H
H
H
1,09 Å
H
120o
H
Estabilidade do Benzeno
Teoria dos Efeitos dos Substituintes sobre a
Substituição Aromática Eletrofílica
Orientação
Orientadores meta
Exemplo:
CF3
Orientadores orto-para
Exemplo:
NH 2
Compostos Carbonílicos
Compostos
Carbonílicos
O
R
R
Aldeído
R
O
O
H
Grupo
carbonílico
R'
Cetona
R
O
HO
Ácido
Carboxílico
O
R'O
Éster
Carboxilato
ROSA, A.H.
Nomenclatura – Aldeídos
 No sistema IUPAC, os aldeídos são nomeados substitutivamente, trocandose o final -o do nome do alcano correspondente por -al.
 Uma vez que o grupo aldeído está no final da cadeia carbônica, não há
necessidade de indicar sua posição. Quando outros substituintes estão
presentes, entretanto, dá-se ao C do grupo carbonílico a posição 1.
 Os aldeídos, cujo grupo –CHO é ligado a um sistema cíclico, são nomeados
substitutivamente adicionando-se o sufixo carbaldeído.
O
H
O
C
H3C
H
C
CH3CH2 C
H
formaldeído
CH3
O
etanal
(acetaldeído)
CH3CHCH2 C
H
H
propanal
3-metilbutanal
O
O
C
H
O
benzenocarbaldeído
(benzaldeído)
C
cicloexanocarbaldeído
H
ROSA, A.H.
Nomenclatura – Cetonas
 As cetonas são denominadas substitutivamente trocando-se o final -o do
nome do alcano correspondente por –ona. A cadeia carbônica é numerada
de modo que o átomo de C da carbonila tenha o menor número possível,
este numero é utilizado para designar sua posição.
 Nomes comuns para cetonas são obtidos nomeando-se separadamente os
dois grupos ligados ao grupo carbonílico, adicionando-se a palavra cetona
como uma palavra separada.
O
O
CH3CCH3
CH3CCH2CH2CH3
propanona ou acetona
(dimetil cetona)
2-pentanona
(metil propil cetona)
ROSA, A.H.
O
O
CH3CH2CCH3
CH3CCH2CH=CH2
butanona
(etil metil cetona)
4-penten-2-ona
(alil metil cetona)
Propriedades Físicas de Aldeídos e Cetonas
O
O
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH
CH3CCH3
CH3CH2CH2OH
butano
p.e. – 0,5 C
(MM = 58)
propanal
p.e. 49 C
(MM = 58)
acetona
p.e. 56,1 C
(MM = 58)
propanol
p.e. 97,2 C
(MM = 60)
Ligação de hidrogênio (aldeídos e cetonas X álcoois)
 Solúveis em água: (ligações de hidrogênio entre as moléculas
dos aldeídos e/ou cetonas com moléculas de
água).
ROSA, A.H.
Reações de Oxidação-Redução em
Química Orgânica
A redução de uma molécula orgânica corresponde, normalmente,
ao aumento de seu conteúdo de hidrogênio ou à diminuição de
seu conteúdo de oxigênio.
[H] é o símbolo utilizado para indicar que houve redução sem
especificar o agente redutor.
A
oxidação
de
uma
molécula
orgânica
corresponde,
normalmente, ao aumento de seu conteúdo de oxigênio ou à
diminuição de seu conteúdo de hidrogênio.
[O] é o símbolo utilizado para indicar que houve oxidação sem
especificar o agente oxidante.
ROSA, A.H.
Síntese de Aldeídos
O
[O]
R-CH2OH
[O]
RCH
RCOH
[H]
álcool
O
[H]
1ário
aldeído
ácido carboxílico
 Aldeídos por oxidação de álcoois primários
O
PCC
R-CH2OH
RCH
PCC = clorocromato de piridínio
CH2Cl2
 Aldeídos por redução de ácidos carboxílicos
O
RCOH
LiAlH4
O
RCH
LiAlH4
R-CH2OH
ROSA, A.H.
Síntese de Cetonas
 Cetonas a partir de alcinos
C
C
+ HOH
HgSO4
H2SO4
H
H
C
C
C
C
O
H
OH
álcool vinílico (instável)
cetona
Tautomerização ceto-enólica
H
+
O
H
H
H
+
O
H
C
C
C
OH
forma enólica
H
H
C
+
O
H
H
H
C
H
C
O
+ H3O+
forma cetônica
ROSA, A.H.
Grupo Carbonílico
C
O
+
C O
estruturas de ressonância
ou
C
d+
O
d
híbrido
 O oxigênio (mais eletronegativo) atrai fortemente os elétrons de
ambas as ligações s e , fazendo com que o grupo carbonílico seja
altamente polarizado. O átomo de carbono carrega uma carga parcial
positiva substancial e o átomo de oxigênio carrega uma carga parcial
negativa substancial. A polarização da ligação  pode ser
representada pelas estruturas de ressonância.
ROSA, A.H.
Adição Nucleofílica à Ligação
Dupla Carbono-Oxigênio

Nu
R
+
Nu
C
R'
O
d+ d
C
R
O
HNu
Nu
C
R
R'
OH

+ Nu
R'
nucleófilo forte
 Os aldeídos são mais reativos em adições nucleofílicas do que
as cetonas (fatores estéricos e fatores eletrônicos).
ROSA, A.H.
Ácidos Carboxílicos e Derivados
(Compostos Acílicos)
O
grupo carboxílico
C
OH
 O grupo carboxílico é o grupo gerador de uma família
enorme de compostos chamados de compostos acílicos
ou derivados de ácido carboxílico.
ROSA, A.H.
Estrutura
Nome do composto acílico
O
C
R
cloreto de acila (ou cloreto de ácido)
Cl
O
O
C
C
R
anidrido de ácido
R'
O
O
C
R
R
OR'
R C
N
éster
nitrila
O
O
O
C
C
C
NH2
R
NHR'
R
NR'R''
amida
ROSA, A.H.
Nomenclatura - Ácidos Carboxílicos
 No sistema IUPAC, substitui o sufixo –ano do nome do alcano equivalente,
que corresponde à maior cadeia do ácido, pela adição –óico precedida pela
palavra ácido.
CH3
O
O
CH3CH2CHCH2CH2COH
CH3CHCHCH2CH2COH
ácido 4-metilhexanóico
ácido 4-hexenóico
Substância
Nome sistemático
Nome comum p.e. (oC)
HCOOH
ác. metanóico
ác. fórmico
100,5
H3CCOOH
ác. etanóico
ác. acético
118
H3C(CH2)2COOH
ác. butanóico
ác. butírico
164
H3C(CH2)3COOH
ác. pentanóico
ác. valérico
187
H3C(CH2)4COOH
ác. hexanóico
ác. capróico
205
H3C(CH2)16COOH
ác. octadecanóico
ác. esterárico
383
Sais de Ácidos Carboxílicos
 Nomenclatura: São caracterizados pela terminação –ato, tanto na
sistemática IUPAC quanto na comum, substituindo-se o –ico do
nome e retirando a palavra ácido da frente.
CH3COONa: acetato de sódio ou etanoato de sódio
 Os sais de sódio e de potássio da maioria dos ácidos carboxílicos são
facilmente solúveis em água, mesmo os de cadeias longas (principais
componentes dos sabões).
ROSA, A.H.
Acidez dos Ácidos Carboxílicos
 A maioria dos ácidos carboxílicos não-substituídos possui valores de pKa
na faixa de 4-5. O pKa da água é cerca de 16. Esta acidez relativa
explica porque os ácidos carboxílicos reagem facilmente com soluções
aquosas de NaOH e NaHCO3 para formar sais de sódio solúveis.
COOH + NaOH
H2O
pKa 4,19
COONa+ + H2O
pKa 16
COOH + NaHCO3
H2O
COONa+ + CO2 + H2O
ROSA, A.H.
Cl
Cl
C
Cl
COOH
Cl
Cl
C
H
COOH
H
Cl
C
H
COOH
H
H
C
COOH
H
ác. tricloroacético
ác. dicloroacético
ác. cloroacético
ác. acético
pKa 0,70
pKa 1,48
pKa 2,86
pKa 4,76
 Os ácidos carboxílicos que possuem grupos retirantes de elétrons são
mais fortes que os ácidos não-substituídos, devido ao efeito indutivo.
ROSA, A.H.
Ésteres
O
O
Ésteres são produtos de uma
reação de condensação
entre um ácido carboxílico e
+ HOR'
+ H
RCOR'
um álcool. Os ésteres são
nomeados
como se
fossem
“sais
de alquila” dos ácidos
RCOH
2O
carboxílicos.
O
O
RCOH + HOR'
RCOR' + H2O
 Os nomes dos ésteres são formados a partir do ácido de onde provêm (com
terminação –ato ou –oato) e dos nomes do álcool (com a terminação –ila). A
palavra ácido do nome do ácido carboxílico é retirada e a contribuição do
nome relacionado ao álcool vem em segundo lugar.
O
O
O
C
CH3CH2
C
H3C
O
OC(CH3)3
acetato de etila ou
etanoato de etila
propanoato de
terc-butila
C
OCH2CH3
C
H3C
OCH2CH3
Cl
OCH=CH2
acetato de vinila ou
etanoato de vinila
p-clorobenzoato de
etila
ROSA, A.H.
Anidridos Carboxílicos
Os anidridos são, formalmente, derivados de duas moléculas de ácido carboxílico
pela remoção de uma molécula de água.
O
O
RCOH
RCOH
O
O
O
O
O
O
RCOCR' + H2O
+ HOCR'
RCOCR' + H2O
+ HOCR'
 Os nomes da maioria dos anidridos são formados retirando-se a
palavra ácido do nome dos ácidos caboxílicos, e depois se adiciona a
palavra anidrido.
O
H3C
C
O
H3C
C
O
H3C
C
O
H3CH 2CH 2C
O
anidrido acético ou
anidrido etanóico
O
H2C
H2C
C
O
anidrido acético-butírico ou
anidrido butanóico-etanóico
C
O
C
O
anidrido succínico
Cloretos de Acila ou Cloretos de Ácido
 Seus nomes são formados pela substituição da palavra ácido pela
palavra cloreto, e da terminação –ico pela terminação –ila.
O
O
O
C
H3C
Cl
cloreto de etanoila
ou cloreto de acetila
C
H5 C6
C
H3CH2C
Cl
Cl
cloreto de benzoíla
cloreto de propanoila
ROSA, A.H.
Amidas
 Os nomes das amidas que não possuem substituintes no átomo de N
são formados pela retirada da palavra ácido e terminação –ico do nome
comum do ácido (ou –óico do nome substitutivo), e então adiciona-se –
amida. Os grupos alquila no átomo de N das amidas são nomeados
como substituintes, sendo precedidos por –N ou –N,N.
H3C
O
O
C
C
H 5C 6
NH2
acetamida
O
C
NH2
benzamida
O
H3C
N
CH3
CH3
N,N-dimetilacetamida
C
H3C
NHC2H5
N-etilacetamida
N-fenil-N-propilacetamida
C
H3C
O
N
C 6H 5
CH2CH2CH3
ROSA, A.H.
Nitrilas
 Na nomenclatura substitutiva da IUPAC, as nitrilas acíclicas são
denominadas pela adição do sufixo –nitrila ao nome do hidrocarboneto
correspondente. O átomo de carbono do grupo –C N é assinalado
como o número 1.
H3C C
N
etanonitrila
(acetonitrila)
H3CH2CH2C C
N
butanonitrila
H2C=HC C
N
Propenonitrila
(acrilonitrila)
 Nitrilas cíclicas são nomeadas adicionando-se o sufixo –carbonitrila ao
nome do sistema de anel ao qual o grupo –CN está ligado.
CN
benzenocarbonitrila
(benzonitrila)
ROSA, A.H.
Preparação de ácidos carboxílicos
Por oxidação dos alcenos
RCH=CHR’
(1) KMnO4, OHcalor
(2) H3O+
RCOOH + R’COOH
Por oxidação de aldeídos e álcoois primários
R-CHO
RCH2OH
(1) Ag2O
(2) H3O+
RCOOH
(1) KMnO4, OHcalor
(2) H3O+
RCOOH
ROSA, A.H.
Preparação de ácidos carboxílicos
Por oxidação de alquilbenzenos
CH3
(1) KMnO4, OHcalor
(2) H3O+
COOH
Por oxidação de metil cetonas
O
C
Ar
O
(1) X2/NaOH
CH3
(2) H3O+
+ CHX3
C
Ar
OH
Por hidrólise de cianoidrinas e outras nitrilas
R
O
R'
OH
R
+ HCN
C
R'
CN
HA
H2O
OH
R
C
R'
COOH
ROSA, A.H.
Adição-Eliminação Nucleofílica no
Carbono Acílico
 Em aldeídos e cetonas, a reação característica é uma adição
nucleofílica à ligação dupla carbono-oxigênio.
 Para ácidos carboxílicos e seus derivados, as reações são
caracterizadas pelo mecanismo de Adição-Eliminação Nucleofílica
que ocorre em seus átomos de carbono acílico (carbonila).

R
C
L
O
H
+ HNu
C
R
L
Adição Nucleofílica
Nu
Nu
Nu
O
R
C
HL

O
C
O + HL
R
Eliminação
ROSA, A.H.
Ésteres
 Os ácidos carboxílicos reagem com álcoois para formar ésteres
através de uma reação de condensação conhecida como
esterificação. Estas reações são catalisadas por ácidos.
O
O
HA
+ R'OH
C
R
C
R
OH
+ HOH
OR'
Mecanismo: esterificação catalisada por ácido
H
O
+ H
+
O
H
OH
H
2 etapas
H5C6
O
H
CH3
H
C
- CH3OH
H5C6
OH
O
H
+
O
H
C
H5C6
+
O
+ CH3OH
H 5C 6
H
O
C
O
H
C
H5C6
+
H
OCH3
H
O
+
C
O
O
H
O
- H3O+
+ H3O+
CH3
C
H5C6
OCH3
Ésteres
 Ésteres a partir de cloretos de acila
Desde que cloretos de acila são muito mais reativos do que os ácidos
carboxílicos na reação adição-eliminação, a reação entre um cloreto de
acila e um álcool ocorre rapidamente e não necessita de um catalisador
ácido.
O
O
+ R'OH
C
R
+ HCl
C
R
Cl
OR'
 Ésteres a partir de anidridos de ácidos carboxílicos
O
R
C
O
O + R'OH
R
O
+
C
R
C
O
OR'
C
R
OH
ROSA, A.H.
Ésteres
 Hidrólise de éster catalisada por ácido
O
C
R
O
H3O+
+ H2O
OR'
C
R
+ R'OH
OH
Se necessitamos esterificar um ácido carboxílico, usamos um excesso de álcool e,
se possível, removemos a água assim que é formada. Se necessitamos hidrolisar
um éster, usamos um grande excesso de água; isto é, refluxamos o éster com HCl
aquoso diluído ou H2SO4 aquoso diluído.
ROSA, A.H.
Ésteres
 Hidrólise de éster promovida por base: Saponificação
Refluxando um éster com NaOH aquoso, produzimos um álcool e o sal de
sódio do ácido:
O
+ NaOH
C
R
O
H2O
C
R
OR'
+ R'OH
O Na+
Mecanismo: hidrólise de um éster promovida por base
O
O
+
C
R
O
R'
O H
R
O
O
lenta
C
O
O
R'
H
C
R
+ OO H
R'
C
R
O
+ HO
R'
ROSA, A.H.
Bibliografia
1. SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química Orgânica. Rio de
Janeiro: LTC Editora. Vol 1, 7.ed., 2001; Vol 2, 7a ed., 2002.
(Capítulos 16, 17 e 18).
2. VOLLHARDT, K.P.C.; SCHORE, N.E. Química Orgânica:
Estrutura e Função. Porto Alegre: Bookman. 4.ed., 2004.
(Capítulos 17 a 20).
3. BARBOSA, L.C.A. Introdução à Química Orgânica. São Paulo:
Prentice Hall. 2004. (Capítulos 12 e 13).
4. McMURRY, J. Química Orgânica. São Paulo: Pioneira Thomson
Learning. Vol 1, 2005; Vol 2, 2005. (Capítulos 19 a 23).
Adição de Álcoois: Hemiacetais e Acetais
Dissolvendo-se um aldeído ou cetona em um álcool, estabelece-se um
equilíbrio entre esses dois compostos e um novo composto chamado
hemiacetal. As características estruturais essenciais de um hemiacetal são
um grupo –OH e um grupo –OR ligados ao mesmo átomo de C.
R
H
+
O R''
R
C
O
+ HOR''
R'
aldeído ou
cetona
álcool
O R''
R
C
C
R'
2 etapas
O
-
R'
OH
hemiacetal
 Duas etapas intermoleculares que podem ser catalisadas por ácido ou base: um
próton é removido do oxigênio positivo e um próton é ganho no oxigênio negativo.
 A maioria dos hemiacetais de cadeia aberta não é estável o suficiente para ser
isolado. Os hemiacetais cíclicos com anéis de 5 ou 6 membros, entretanto, são em
geral muito mais estáveis.
ROSA, A.H.
 Se passarmos uma solução alcoólica de um aldeído ou cetona em uma
pequena quantidade de HCl gasoso o hemiacetal se forma; porém,
acontece uma segunda reação. O hemiacetal reage com um outro
equivalente molar de álcool, produzindo um acetal (ás vezes chamado de
cetal). Um acetal possui dois grupos –OR ligados ao mesmo átomo de C.
O R'
R
HCl (g)
C
R''
O R'
R
+ H2O
C
OH
hemiacetal
R'-OH
R''
O R'
acetal
Adição Nucleofílica à Ligação
Dupla Carbono-Oxigênio
Modo 1: Quando o reagente é um nucleófilo forte

Nu
R
+
Nu
C
R'
O
d+ d
C
R
O
HNu
Nu
C
R
R'
OH

+ Nu
R'
 Na primeira etapa, o nucleófilo forma uma ligação com o carbono
da carbonila doando um par de elétrons. Um par de elétrons se
desloca para o oxigênio. Na segunda etapa, o oxigênio do alcóxido,
por ser fortemente básico, remove um próton de H-Nu ou de outro
ácido.
Modo 2: Mecanismo catalisado por ácido, quando compostos
carbonílicos são tratados com ácidos fortes na presença de nucleófilos
fracos.
R
R
C
R'
O
+ HA
d+ d
C
O
O
H
+ HNu
+
H
C
+ A-
OH
R'

+
+
C
R'
R
R'
R
H
A-
Nu
C
R
Nu
OH
C
R
R'
OH
+ HA
R'
 Na primeira etapa, um par de elétrons do oxigênio da carbonila aceita um próton
do ácido (ou se associa com um ácido de Lewis), produzindo um cátion oxônio. O
carbono de um cátion oxônio é mais suscetível ao ataque nucleofílico do que a
carbonila da cetona inicial.
Na segunda etapa, o cátion oxônio admite o par de elétrons do nucleófilo. A base
remove um próton do átomo carregado positivamente, regenerando o ácido.
 Embora os resultados finais obtidos das reações de compostos acílicos
com nucleófilos (substituições) sejam diferentes dos obtidos de aldeído
ou cetonas (adições), as duas reações possuem uma característica
comum. A etapa inicial em ambas as reações envolve adição
nucleofílica no átomo de carbono da carbonila.
 É após o ataque nucleofílico inicial ter acontecido que as duas reações
diferem. O intermediário tetraédrico formado a partir do aldeído ou da
cetona aceita um próton para formar um produto de adição estável. Ao
contrário, o intermediário formado a partir do composto acílico
normalmente elimina o grupo retirante/abandonador; esta eliminação
regenera a ligação dupla C=O e leva a um produto de substituição.
 Os compostos acílicos reagem desta forma porque todos eles possuem
bons grupos retirantes/abandonadores (ou podem ser protonados para
vir a ter grupos retirantes bons), ou razoavelmente bons, ligados ao
átomo de carbono carbonílico.
Reatividade Relativa dos Compostos Acílicos
O
>
C
R
Cl
R
O
O
C
C
O
O
O
>
R'
>
C
R
OR'
C
R
NH2