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Álcoois. Reações de Eliminação. Estrutura. Grupamento Funcional : C-OH Nomeclatura: Terminação –ol. Propriedades Físicas. A ligação C-O-H é bastante polar. O restante da cadeia é apolar. Solúveis em solventes polares e apolares (Depende da estrutura). Formam-se pontes de H.
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Álcoois Reações de Eliminação
Estrutura Grupamento Funcional : C-OH Nomeclatura: Terminação –ol
Propriedades Físicas • A ligação C-O-H é bastante polar. O restante da cadeia é apolar. • Solúveis em solventes polares e apolares (Depende da estrutura). • Formam-se pontes de H. • Altos pontos de fusão e ebulição (> 70oC). (Líquidos à temperatura ambiente) 78,2oC solúvel 95,4oC 15 g / 100 mL 68,3oC solúvel 82,3oC 33 g /100 mL 102,3oC 1 g / 100 mL Obs: Solubilidade em água
Reatividade • Centrada no grupamento –OH (oxigênio sp3 – Tetraédrico, com dois pares de elétrons não ligantes) • Pares de elétrons livres – Podem atuar como bases e nucleófilos. • Hidrogênio Ionizável – Podem atuar como ácidos • Cisão heterolítica da ligação C-OH – Substratos para Substituição Nucleofílica.
Reatividade Os álcoois como ácidos e bases (nucleófilos) Ácidos Bases - Grupos retiradores de elétrons diminuem a basicidade (aumentam a acidez). - Grupos doadores de elétrons aumentam a basicidade (diminuem a acidez).
Reatividade Os álcoois como ácidos e bases (nucleófilos) Qual a ordem de basicidade? Qual o melhor nucleófilo?
Reatividade Os alcóxidos • Originam-se da reação de álcoois com bases muito fortes (metais dos grupos 1A e 2A). • Possuem 3 pares de elétrons não ligantes • São bases fortes (mais fortes que o HO-) • São nucleófilos fortes
Reatividade • Álcoois, em geral são ácidos e bases relativamente fracos quando comparados a outros ácidos e bases. • Vão reagir como ácido ou base dependendo do outro reagente. • Álcoois são muito usados como nucleófilos, principalmente com haletos de alquila (R-X). • Os alcóxidos (bases conjugadas dos álcoois) são nucleófilos extremamente potentes.
Reatividade Os álcoois como substratos SN1 e SN2 • Cisão heterolítica da ligação C-OH.
Reatividade Os álcoois como substratos SN1 e SN2 • Estereoquímica, efeitos da estrutura do substrato, do solvente e da força do nucleófilo idênticos aos discutidos para haletos de alquila. • A ligação C-OH é mais forte (mais difícil de quebrar) que a ligação C-X. • Reação é facilitada em meio ácido (catálise geral ácida) Não ocorre Ocorre
Reatividade Os álcoois como substratos SN1 e SN2 Catálise Geral Ácida A protonação do grupamento –OH gera um excelente grupo de saída, facilitando e acelerando a reação. Este fenômeno é válido tanto em reações SN1 quanto SN2.
Eliminação • O nucleófilo (base) reage com o Hb em lugar do Ca. • Da mesma forma que existiam dois tipos de mecanismo de substituição(SN1 e SN2), há dois tipos de mecanismo de eliminação (E1 e E2). • Fatores que favoreçam SN1 também favorecerão E1. • Fatores que favoreçam SN2 também favorecerão E2. • Produto final é um alceno.
Eliminação Eliminação Bimoleular (E2) • Ocorre em uma única etapa, sem a formação de intermediário carbocatiônico.
Eliminação Eliminação Bimoleular (E1) • Ocorre em duas etapas, com a formação de intermediário carbocatiônico.
Resumo • A princípio, qualquer composto que tenha Carbono sp3 ligado a átomos eletronegativos pode sofrer reações de Substituição Nucleofílica e Eliminação. • AS reações de Substituição e Eliminação são concorrentes. - Nucleófilos: Bases de Lewis, grupo atacante (doa elétrons). - Substrato: Grupo que contém o Carbono (ou Hidrogênio) atacado (recebe elétrons). - Grupo de saída: Grupamento que se desliga da molécula.
SN2 e E2 Ocorre em uma única etapa Não se formam intermediários carregados SN2 - O ataque do nucleófilo é sobre o carbono alfa (Ca). E2 - O ataque do nucleófilo é sobre o hidrogênio do carbono beta (Hb). SN1 e E1 Ocorre em duas etapas Forma-se intermediário de carga positiva (carbocátion) SN1 - O ataque do nucleófilo é sobre o carbono alfa (Ca). E1 - O ataque do nucleófilo é sobre o hidrogênio do carbono beta (Hb). Resumo
SN2 e E2 Carbocátions Instáveis. Pouco impedimento espacial nos substratos (primários). Solventes apolares. Grupos de saída ruins. Nucleófilos fortes. Não ocorrem rearranjos. SN1 e E1 Carbocátion estáveis. Substratos muito impedidos (terciários). Solventes Polares. Grupos de saída bons. Nucleófilos fracos. São possíveis rearranjos por migração de H e –CH3. Resumo
Resumo • Se o átomo eletronegativo do substrato pertencer aos grupos 5A ou 6A (par de elétrons livres), é possível catálise geral ácida.
Exemplos • Ver questões resolvidas em aula....