Reações Orgânicas

1. Reações Orgânicas Prof.: Nilsonmar

2. Tipos de Reações Orgânicas

3. H H H C + Cl Cl H Houve a troca do HIDROGÊNIO pelo CLORO É quando um átomo ou grupo de átomos é substituído por um radical do outro reagente. REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO Cl H + Cl + H H C H Cl Cl H H C LUZ H H

4. H H C C + H H Cl Cl Houve a adição dos átomos de CLORO aos carbonos INSATURADOS É quando duas ou mais moléculas reagentes formam uma única como produto REAÇÃO DE ADIÇÃO H H H H CCl 4 C C + H C C Cl Cl H H H Cl Cl

5. H O H + C C H2O Ocorreu a saída de ÁGUA do etanol H C C C C H H H É quando de uma molécula são retirados dois átomos ou dois grupos de átomos sem que sejam substituídos por outros REAÇÃO DE ELIMINAÇÃO H H H H OH H H+ + C C H2O H H H H

6. Principais Reações de Substituição Entre os compostos orgânicos que sofrem reações de substituição destacam-se • Os alcanos. • O benzeno e seus derivados. • Os haletos de alquila. • Os alcoóis. • Os ácidos carboxílicos.

7. Halogenação de Alcanos É quando substituímos um ou mais átomos de hidrogênio de um alcano por átomos dos halogênios H H LUZ H C H + Cl Cl H C Cl + H Cl H H

8. Podemos realizar a substituição dos demais átomos de hidrogênio sucessivamente, resultando nos compostos Cl2 Cl2 Cl2 Cl2 H3CCl H2CCl2 HCCl3 CCl4 CH4 HCl HCl HCl HCl

9. A halogenação de alcanos é uma reação por radicais livres, ou seja, uma reação RADICALAR Para iniciar esse tipo de reação, temos que produzir alguns radicais livres, e as condições para isso são luz de frequência adequada ou aquecimento

10. Nos alcanos de cadeias maiores, teremos vários átomos de hidrogênios possíveis de serem substituídos A reatividade depende do CARBONO onde ele se encontra; a preferência de substituição segue a seguinte ordem: C terciário > C secundário > C primário H Cl I I LUZ CH3 – C – CH3 + Cl2 CH3 – C – CH3 + HCl I I CH3 CH3 produto principal

11. 01) No 3 – metil pentano, cuja estrutura está representada a seguir: 1 2 3 4 5 CH H3C CH2 CH2 CH3 CH3 6 O hidrogênio mais facilmente substituível por halogênio está situado no carbono de número: a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 6.

12. 02)(UFMS) Um químico faz uma reação do terc-butano (metilpropano) com Br2, na presença de luz solar ou aquecimento a 300°C. Admitindo-se que ocorra apenas monossubstituição, é correto afirmar que o número de produtos formados nessa reação é: • 1. • 3. • 2. • 4. • 5. CH3 CH3 CH C CH3 CH3 Br CH3 CH3 + Br2 CH3 CH CH2 Br CH3

13. 03) (a) CH4 + (b) Cl2 CHCl3 + (c) X Da halogenação acima equacionada, considere as afirmações I, II, III e IV. I. Representa uma reação de adição. II. Se o coeficiente do balanceamento (a) é igual a 1, então (b) e (c) são iguais a 3. III. O produto X tem fórmula molecular HCl. IV. Um dos reagentes é o metano. Das afirmações feitas, estão corretas: a) I, II, III e IV. b) I e IV, somente. c) II, III e IV, somente. d) II e III, somente. e) I, II e III, somente.

14. 04) Considere a reação de substituição do butano: LUZ BUTANO + Cl2 X + Y ORGÂNICO INORGÂNICO O nome do composto X é: a) cloreto de hidrogênio. b) 1-cloro butano. c) 2-cloro butano. d) 1,1-cloro butano. e) 2,2-dicloro butano. 2 – cloro butano 2 3 4 1 LUZ CH3 – CH – CH2 – CH3 CH3 – CH2 – CH2 – CH3 + Cl Cl2 + carbono secundário é mais reativo que carbono primário HCl

15. HALOGENAÇÃO DO BENZENO Neste caso todos os átomos de hidrogênios são equivalentes e originará sempre o mesmo produto em uma mono – halogenação Cl AlCl3 + HCl + Cl2

16. NITRAÇÃO DO BENZENO Consiste na reação do benzeno com ácido nítrico (HNO3) na presença do ácido sulfúrico (H2SO4), que funciona como catalisador NO2 + H2O H2SO4 + HNO3

17. SULFONAÇÃO DO BENZENO Consiste na reação do benzeno com o ácido sulfúrico concentrado e a quente SO3H + H2O HNO3 + H2SO4

18. ALQUILAÇÃO DO BENZENO Consiste na reação do benzeno com haletos de alquila na presença de ácidos de Lewis CH3 + HCl AlCl3 + CH3Cl Também chamada de Alquilação de Friedel-Crafts

19. 01) Fenol (C6H5OH) é encontrado na urina de pessoas expostas a ambientes poluídos por benzeno (C6H6). Na transformação do benzeno em fenol ocorre a) substituição no anel aromático. b) quebra na cadeia carbônica. c) rearranjo no anel aromático. d) formação de ciclano. e) polimerização. OH + ... + ... BENZENO FENOL

20. 02) Considere a experiência esquematizada a seguir, na qual bromo é adicionado a benzeno (na presença de AlBr3), para que haja substituição no anel aromático: a) Equacione a reação que acontece. b) Qual é a substância produzida na reação que sai na forma de vapor e chega até o papel indicador de pH, fazendo com que ele adquira cor característica de meio ácido? AlBr3 Br + Br2 + HBr HBr

21. SUBSTITUIÇÃO NOS DERIVADOS DO BENZENO • Diferem na velocidade de ocorrência e nos produtos obtidos que dependem do radical presente no benzeno que orientam a entrada dos substituintes ORIENTADOR NO2 NO2 H2SO4 H2SO4 + HNO3 + HNO3 NO2

22. Assim teremos: ORIENTADORES ORTO – PARA ( ATIVANTES ) ORIENTADORES META ( DESATIVANTES ) – NO2 – OH – SO3H – NH2 – CN – CH3 – COOH – Cl – Br – I ( DESATIVANTES ) Os orientadores META possuem um átomo com ligação dupla ou tripla ligado ao benzeno

23. ORIENTADORES ORTO – PARA ( ATIVANTES ) ORIENTADORES META ( DESATIVANTES ) MONOCLORAÇÃO DO FENOL OH – OH – NO2 ORIENTADOR ORTO – PARA – NH2 – SO3H AlCl3 – Cl – CH3 – CN OH – Cl – Br – I + HCl – COOH ( DESATIVANTES ) + Cl2 OH AlCl3 + HCl Cl

24. ORIENTADORES ORTO – PARA ( ATIVANTES ) ORIENTADORES META ( DESATIVANTES ) MONOCLORAÇÃO DO NITROBENZENO – OH – NO2 ORIENTADOR META – NH2 – SO3H AlCl3 – CH3 – CN NO2 – Cl – Br – I NO2 – COOH ( DESATIVANTES ) + HCl + Cl2 – Cl

25. 01. (UFRJ) Os nitrotoluenos são compostos intermediários importantes na produção de explosivos. Os mononitrotoluenos podem ser obtidos simultaneamente, a partir do benzeno, através da seguinte sequência de reações: a) Composto “A” - CH3Cl Nome do composto B – ácido nítrico b) Isomeria de posição a) Escreva a fórmula estrutural do composto A e o nome do composto B. b) Identifique o tipo de isomeria plana presente nos três produtos orgânicos finais da sequência de reações.

26. 02) (UFU-MG) Considere as informações a seguir: • Com relação aos benzenos monossubstituídos acima, as possíveis posições nas quais ocorrerá monocloração em I, II e III são, respectivamente: • 2 e 4; 2 e 4; 3. • 2 e 4; 2 e 5; 4. • c) 3 e 4; 2 e 5; 3. • d) 3 e 4; 2 e 4; 4.

27. 03. (PUC-PR) A monocloração do nitro-benzeno produz: a) o – cloro – nitro – benzeno. b) m – cloro – nitro – benzeno. c) p – cloro – nitro – benzeno. d) uma mistura equimolecular de o – cloro – nitro - benzeno e p - cloro – nitro – benzeno. e) cloro – benzeno.

28. 04.(Unifor-CE) A fórmula CH3CH2OH representa um composto: • I. combustível • II. pouco solúvel em água • III. que pode ser obtido pela hidratação do eteno • É correto afirmar: • I, somente. • II e III, somente. • c) II, somente. • d) I, II e III. • e) I e III, somente.

29. 05) (UNICAP-98) O clorobenzeno, ao reagir por substituição eletrofílica com: V 0 0 HNO3, em presença de H2SO4, produz 2-nitroclorobenzeno. F 1 1 Cl2, em presença de FeCl3, produz preferencialmente metadiclorobenzeno V 2 2 CH3Cl, em presença de AlCl3, produz 4-metilclorobenzeno. 3 3 H2SO4, em presença de SO3, produz 2-hidrogenosulfato de clorobenzeno. V F 4 4 Br2, produz preferencialmente, em presença de FeCl3 3-bromo, cloro benzeno. Cl 1 o “cloro” é orientador orto-para e desativante 6 2 3 5 4

30. 06) Da nitração [ HNO3 (concentrado) + H2SO4(concentrado), a 30°C ] de um certo derivado do benzeno equacionada por: 6 A A 5 1 + NO + 2 4 2 o “nitro” entrou na posição “3” então “A” é orientador meta 3 Fazem-se as seguintes afirmações: NO 2 F I. O grupo “A” é orto-para-dirigente. II. O grupo “A” é meta-dirigente. V III. Ocorre reação de substituição eletrofílica. V F IV. Ocorre reação de adição nucleófila. F V. Ocorre reação de eliminação. São corretas as afirmações: a) II e IV. b) I e III. c) II e V. d) I e IV. e) II e III.

31. REAÇÕES DE ADIÇÃO As reações de adição mais importantes ocorrem nos ... • alcenos • alcinos • aldeídos • cetonas

32. REAÇÕES DE ADIÇÃO NOS ALCENOS ADIÇÃO DE HALETOS DE HIDROGÊNIO NOS ALCENOS H H CCl 4 C C + H H H H Cl Cl H H Os haletos de hidrogênio reagem com os alcenos produzindo haletos de alquil C C H H

33. H H H C C C + H H H H Cl Cl H CCl4 H H H REGRA DE MARKOVNIKOV “O hidrogênio ( H+ ) é adicionado ao carbono da dupla ligação mais hidrogenado” C C C H H H o produto principal será o 2 – cloro propano

34. ADIÇÃO DE ÁGUA (HIDRATAÇÃO) AOS ALCENOS H H H C C C + H H H H OH OH H H H H H+ C C C H H H o produto principal será o 2 –propanol

35. ADIÇÃO DE HALOGÊNIOS (HALOGENAÇÃO) AOS ALCENOS H H H C C C + H H Cl Cl Cl Cl H H H H CCl4 C C C H H H o produto será o 1, 2 – dicloro propano

36. HIDROGENAÇÃO DOS ALCENOS H H H C C C + H H H H H H H H H H Essa reação ocorre entre o H2 e o alceno na presença de catalisadores metálicos (Ni, Pt e Pd). C C C H H H o produto formado é o propano Preparação de alcanos(Reação de Sabatier-Sanderens).

37. 01.(Fuvest-SP) Dois hidrocarbonetos insaturados, que são isômeros, foram submetidos, separadamente, à hidrogenação catalítica. Cada um deles reagiu com H2 na proporção, em mols, de 1:1, obtendo-se, em cada caso, um hidrocarboneto de fórmula C4H10. Os hidrocarbonetos que foram hidrogenados poderiam ser: a) 1-butino e 1-buteno. b) 1,3-butadieno e ciclobutano. c) 2-buteno e 2-metilpropeno. d) 2-butino e 1-buteno. e) 2-buteno e 2-metilpropano.

38. 02) (UFRN) Observe o esquema reacional abaixo: Sobre esses compostos, é correto afirmar que todas as reações são de: a) adição, sendo os produtos respectivamente: A = 1-propanol; B = 1-cloro-propano e C = propano. b) substituição, sendo os produtos respectivamente: A = 1-butanol; B = 2-cloro-propano e C = propano. c) substituição; sendo os produtos respectivamente: A = 1-hidróxi-2-propeno; B = 2-cloro-1-propeno e C = propeno. d) adição, sendo os produtos respectivamente: A = 1,2-propanodiol; B = 1,2-dicloropropano e C = propano. e) adição, sendo os produtos respectivamente: A = 2-propanol; B = 2-cloro-propano e C = propano.

39. H H H Efeito peróxido H C C C H + H Cl REGRA DE ANTI-MARKOVNIKOV H H2O2 Efeito KARASH “O hidrogênio ( H+ ) é adicionado ao carbono da dupla ligação menos hidrogenado” H H H H C C C H Cl H H o produto principal será o 1 – cloro propano

40. ADIÇÃO DE HALETOS DE HIDROGÊNIO AOS ALCINOS Ocorre a adição de 1 mol do haleto de hidrogênio para, em seguida, ocorrer a adição de outro mol do haleto de hidrogênio H – C C – CH3 + H – Cl H – C C – CH3 H Cl H Cl H – C C – CH3 + H – Cl H – C C – CH3 H Cl H Cl

41. ADIÇÃO DE ÁGUA (HIDRATAÇÃO) AOS ALCINOS A hidratação dos alcinos, que é catalisada com H2SO4 e HgSO4, possui uma seqüência parecida com a dos alcenos. H2SO4 H – C C – CH3 + H2O H – C C – CH3 HgSO4 H OH O enol obtido é instável se transforma em cetona H – C C – CH3 H – C C – CH3 H OH H O Dependendo do enol formado poderemos obter no final um aldeído

42. 01)(UEG-GO) O exame da equação a seguir: permite afirmar que: a) representa a reação de hidratação de um alceno. b) a água é adicionada a um composto saturado. c) há formação de um enol e um ácido carboxílico. d) há formação de um composto de menor massa molecular. e) há formação de tautômeros.

43. REAÇÕES DE ADIÇÃO A “ DIENOS ” Os dienos (ou alcadienos) são hidrocarbonetos de cadeia aberta contendo duas ligações duplas São divididos pelos químicos em três grupos: Dienos acumulados: H2C = C = CH – CH3 Possuem ligações duplas vizinhas Dienos conjugados: H2C = CH – CH = CH2 Possuem duplas separadas por apenas uma ligação Dienos isolados: H2C = CH – CH2 – CH = CH2 Possuem duplas separadas por mais de uma ligação

44. Os DIENOS ACUMULADOS comportam-se como se fossem “um alceno em dobro” nas reações de adição Cl Cl H2C = C = CH – CH3 + 2 Cl2 H2C – C – CH – CH3 Cl Cl Os DIENOS ISOLADOS seguem o mesmo padrão, também se comportando como se fossem “um alceno em dobro”

45. Os DIENOS CONJUGADOS, por sua vez, exibem um comportamento muito especial Quando 1 mol de dienoconjugado reage com 1 mol da substância a ser adicionada (HCl, HBr etc.), dois caminhos são possíveis Um deles é a adição normal (ou adição 1,2) H2C = CH – CH = CH2 + HCl H2C – C = CH – CH3 H Cl

46. o outro é a adição conjugada (ou adição 1,4) H2C = CH – CH = CH2 + HCl H2C – CH = CH – CH2 H Cl Em geral, o aumento da temperatura favorece a adição 1,4 e desfavorece a adição 1,2

47. 01)(UEL-PR) Uma alternativa para os catalisadores de células a combustíveis são os polímeros condutores, que pertencem a uma classe de novos materiais com propriedades elétricas, magnéticas e ópticas. Esses polímeros são compostos formados por cadeias contendo ligações duplas conjugadas que permitem o fluxo de elétrons. Assinale a alternativa na qual ambas as substâncias químicas apresentam ligações duplas conjugadas. a) Propanodieno e metil – 1, 3 – butadieno. b) Propanodieno e ciclo penteno. c) Ciclo penteno e metil – 1, 3 – butadieno. d) Benzeno e ciclo penteno. e) Benzeno e metil – 1, 3 – butadieno. Duplas conjugadas: possuem uma ligação simples entre elas H2C = C – CH = CH2 e) CH3

48. 02) O manjericão é uma planta cujas folhas são utilizadas em culinária para elaborar deliciosos molhos, como é o caso do exótico pesto genovês. Uma das substâncias responsáveis pelo aroma característico do manjericão é o ocimeno, cuja fórmula estrutural é mostrada a seguir. c) adição de HBr, a todas as ligações duplas. Represente a fórmula estrutural do produto obtido quando o ocimeno sofre: a) hidrogenação catalítica completa; H3C – CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH3 b) adição de bromo a todas as ligações duplas; CH3 CH3 H3C – C – CH – CH2 – CH – C – CH – CH2 H3C – C – CH – CH2 – CH – C – CH – CH2 Br Br Br Br Br Br Br Br Br H H H CH3 CH3 CH3 CH3

49. CICLANOS Adição ou Substituição H3C – CH2 – CH3 CH2 Ni + H2 100ºC H2C CH2 H3C – CH2 – CH2 – CH3 H2C CH2 Cl CH2 Ni CH2 + H2 H2C C + Cl2 + HCl H2C CH2 180ºC H2C CH2 H H2C CH2 H2C CH2

50. CICLANOS Adição ou Substituição H CH2 CH2 H2C CH2 H2C C Cl + Cl2 + HCl H2C CH2 H2C CH2 CH2 CH2 Isto ocorre devido à Tensão angular