Quimica apostilafo

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Quimica apostilafo

  1. 1. 1
  2. 2. 2 ÍNDICE 1. ALCANOS ........................................................................................................ 01 1.1. Aplicação .................................................................................................... 01 1.2. Fórmula geral .............................................................................................. 01 1.3. Nomenclatura .............................................................................................. 01 1.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 05 1.5.Propriedades químicas .................................................................................. 06 1.6.Isomeria plana ou estrutural .......................................................................... 07 1.7. Isomeria conformacional .............................................................................. 07 2. ALCENOS (alquenos)....................................................................................... 09 2.1. Aplicação .................................................................................................... 09 2.2. Fórmula geral .............................................................................................. 09 2.3. Nomenclatura .............................................................................................. 09 2.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 11 2.5.Propriedades químicas .................................................................................. 11 2.6. Isomeria plana ou estrutural ......................................................................... 12 2.7. Isomeria especial ou geométrica (cis-trans ou Z, E) ..................................... 12 3. ALCINOS (alquinos) ........................................................................................ 15 3.1. Aplicações ................................................................................................... 15 3.2. Fórmula geral .............................................................................................. 15 3.3. Nomenclatura .............................................................................................. 15 3.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 16 3.5. Isomeria plana ou estrutural ......................................................................... 17 4. AROMÁTICOS ................................................................................................ 18 4.1. Introdução ................................................................................................... 18 4.2. Estrutura ..................................................................................................... 18 4.3. Nomenclatura .............................................................................................. 20 4.4. Outros aromáticos ....................................................................................... 22 4.5. Propriedades ................................................................................................ 25 4.6. Aromaticidade ............................................................................................. 25 5. ÁLCOOIS ........................................................................................................ 27 5.1. Aplicação .................................................................................................... 27 5.2. Fórmula geral .............................................................................................. 27 5.3. Nomenclatura .............................................................................................. 28 5.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 29 5.5. Propriedades químicas ................................................................................. 30 6. ÉTERES ............................................................................................................ 32 6.1. Aplicação .................................................................................................... 32 6.2. Fórmula geral .............................................................................................. 32 6.3. Nomenclatura .............................................................................................. 32 6.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 34 6.5. Propriedades químicas 34 7. FENÓIS ............................................................................................................. 35 7.1. Aplicação .................................................................................................... 35 7.2. Fórmula geral .............................................................................................. 35
  3. 3. 3 7.3. Nomenclatura .............................................................................................. 36 7.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 38 8. HALETOS ORGÂNICOS ................................................................................ 39 8.1. Aplicação .................................................................................................... 39 8.2. Fórmula geral .............................................................................................. 40 8.3. Nomenclatura .............................................................................................. 40 8.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 41 9. ALDEÍDOS ....................................................................................................... 43 9.1. Aplicação .................................................................................................... 43 9.2. Fórmula geral .............................................................................................. 43 9.3. Nomenclatura .............................................................................................. 43 9.4. Propriedades físicas ..................................................................................... 44 10. CETONAS ....................................................................................................... 46 10.1. Aplicação .................................................................................................. 46 10.2. Fórmula geral ............................................................................................ 46 10.3. Nomenclatura ............................................................................................ 46 10.4. Propriedades físicas ................................................................................... 47 10.5. Equilíbrio ceto-enólico ............................................................................... 48 11. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS ........................................................................... 49 11.1.Aplicação ................................................................................................... 49 11.2. Fórmula geral ............................................................................................ 49 11.3. Nomenclatura ............................................................................................ 49 11.4. Propriedades físicas ................................................................................... 52 11.5. Força dos ácidos ........................................................................................ 53 12. ANIDRIDOS ................................................................................................... 55 12.1. Aplicação .................................................................................................. 55 12.2. Fórmula geral ............................................................................................ 55 12.3. Nomenclatura ............................................................................................ 55 12.4. Propriedades físicas ................................................................................... 56 13. ÉSTERES DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS ................................................... 57 13.1. Aplicação .................................................................................................. 57 13.2. Fórmula geral ............................................................................................ 58 13.3. Nomenclatura ............................................................................................ 58 13.4. Propriedades físicas ................................................................................... 59 13.5. Propriedades químicas ............................................................................... 59 13.6. Isomeria estrutural das funções .................................................................. 61 14. CLORETOS DE ÁCIDOS .............................................................................. 63 14.1. Aplicação .................................................................................................. 63 14.2. Fórmula geral ............................................................................................ 63 14.3. Nomenclatura ............................................................................................ 63 14.4. Propriedades físicas ................................................................................... 63 15. AMIDAS ......................................................................................................... 64 15.1. Aplicação ................................................................................................ 64 15.2. Fórmula geral .......................................................................................... 64 15.3. Nomenclatura .......................................................................................... 64
  4. 4. 4 15.4. Propriedades físicas ................................................................................. 66 16. AMINAS . ....................................................................................................... 67 16.1. Aplicação .................................................................................................. 67 16.2. Fórmula geral ............................................................................................ 67 16.3. Nomenclatura ............................................................................................ 67 16.4. Propriedades físicas ................................................................................... 70 16.5. Basicidade ................................................................................................. 70 17. NITRILAS ....................................................................................................... 72 17.1. Aplicação ................................................................................................ 72 17.2. Fórmula geral .......................................................................................... 72 17.3. Nomenclatura .......................................................................................... 72 17.4. Propriedades físicas ................................................................................. 73 18. NITROCOMPOSTOS .................................................................................... 74 18.1. Aplicação ................................................................................................ 74 18.2. Fórmula geral .......................................................................................... 74 18.3. Nomenclatura .......................................................................................... 74 18.4. Propriedades físicas ................................................................................. 75 19. ORGANOMETÁLICOS ................................................................................ 76 19.1. Aplicação ................................................................................................ 76 19.2. Fórmula geral .......................................................................................... 76 19.3. Nomenclatura .......................................................................................... 76 19.4. Propriedades físicas ................................................................................. 77 20. ALGUNS COMPOSTOS DE ENXOFRE ..................................................... 78 20.1. Aplicação ................................................................................................ 78 20.2. Fórmula geral .......................................................................................... 78 20.3. Nomenclatura .......................................................................................... 79 20.4. Propriedades físicas ................................................................................. 80 21. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................ 81
  5. 5. 1 1.ALCANOS 1.1.Aplicação Os alcanos são largamente empregados na vida diária, como: combustíveis (gasolina, querosene, óleos, lubrificantes, gases liquefeitos de petróleo-GLP), na fabricação de ceras, velas, pigmentos (negro-de-fumo) para tintas de sapatos e pneus. O petróleo é a maior fonte de alcanos. 1.2.Fórmula Geral Os alcanos são hidrocarbonetos (C e H) saturados de cadeia aberta ou fechada, também chamados parafinas (do latim parum affinis - pouca afinidade) por serem compostos pouco reativos. CnH2n+2 Ex.: C4H10 C5H12 1.3.Nomenclatura Terminação →→→→ ano a)Alcanos normais ou de cadeia retas CH4 metano C11H24 undecano C2H6 etano C20H42 eicosano C4H10 butano C30H62 triacontano C6H14 hexano C40H82 tetracontano C7H16 heptano C60H122 hexacontano C8H18 octano C100H202 hectano C10H22 decano C200H402 dohectano
  6. 6. 2 b)Alcanos ramificados Para nomear estes alcanos é necessário considerar a cadeia mais longa como a principal e as cadeias menores como ramificações (grupos ou radicais). A nomenclatura dos grupos monovalentes (isto é cadeias carbônicas sem um H), é feita pela substituição da terminação ano do alcano pela terminação il ou ila (radical alquila ou alquil). H3C - metil (a) H3C-CH2 - etil (a) H3C - CH2 - CH2 - n-propil (a) H3C - CH - CH3 - isopropil (a) | H3C - CH2 - CH2 -CH2 - n-butil (a) H3C - CH2 - CH - CH3 - sec-butil (a) | H CH3 | | H3C - C - CH2 - isobutil (a) H3C - C- ter-butil (a) | | CH3 CH3 H | isopentil (a) H3C-CH2-CH2- CH2-CH2- n-pentil H3C-C-CH2-CH2- ou | isoamil CH3 CH3 | CH3-C-CH2 - neopentil (a) | CH3
  7. 7. 3 Outros radicais CH 2 - Fenil Benzil α - naftil -0- fenóxi H2C = CH- vinil H2C = CH -CH2- alil R-C- acil -CH2- metileno || O CH3 - O- metóxi -H2C-CH2- etileno O || -C - carbonila
  8. 8. 4 A nomenclatura dos alcanos ramificados segue algumas regras padronizadas universalmente, a seguir: 1.escolha da cadeia mais longa como a principal; 2.se houver empate de cadeias longas, deve-se escolher a cadeia mais ramificada; 3.numerar a cadeia principal de uma extremidade a outra, iniciando da extremidade mais próxima da ramificação. 4.se houver várias ramificações numerar a cadeia principal de tal maneira a atribuir os menores números possíveis às ramificações (a cadeia principal seria a que tivesse a menor soma de ramificações); 5.os substituintes ou ramificações devem ser mencionados por ordem alfabética, menos os prefixos di, tri e ter. 6.escrever primeiro os nomes dos substituintes, antecedidos dos números que indicam sua localização na cadeia principal. Depois, no final, escrever o nome da cadeia principal (alcano base). 7.entre números, colocar vírgula e entre números e letras colocar hífens. Exemplos: (1) ( 2) (3) (4) (5) a) H3C-CH2-CH-CH2-CH3 3 - metil pentano (5) (4) |(3) (2) (1) CH3 b) (1) (2) (3) (4) (5) (6) H3C-CH-CH2-CH-CH2-CH3 2,4 - dimetil hexano | | CH3 CH3 c) (3) (4) (5) H3C-CH2-CH-CH2-CH2 |(2) |(6) 3 - etil - 2,2 - dimetil heptano H3C -C- CH3 CH2 |(1) |(7) CH3 CH3
  9. 9. 5 d)alguns alcanos cíclicos (cicloalcanos) H2 H H H H H 2 2 22 2 ou ciclo hexano ciclo propano ciclo butano ciclo pentano 1.4.Propriedades físicas Os quatro primeiros alcanos são gases. De C5 a C15 são líquidos. De C16 em diante são sólidos. Os alcanos são insolúveis em água e menos densos que a água. O p.e., o p.f. e densidade aumentam, em geral, com o aumento da cadeia carbônica. Os alcanos ramificados apresentam pontos de ebulição menores que os correspondentes de cadeia normal. Exemplo: C-C-C-C-C-C-C CH3 CH3 n-pentano   H3C-C-C-CH2-CH3   H H 2,3-dimetil-pentano Cadeias Lineares Cadeias ramificadas Interação de V. de Waals maior Interação de V. de Waals menor
  10. 10. 6 1.5.Propriedades Químicas a)Combustão CH4 + 2O2 → CO2 + H2O (completa) CH4 + O2 → C + 2H2O (incompleta) negro de fumo C8H18 + 17 2 O2 → 8 CO + 9H2O + energia octano monóxido de carbono (tóxico) b)Pirólise 600o CH3-CH2-CH3 CH3-CH=CH2 + H2 ausência de O2 propeno c)halogenação U.V. CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl Br  CH3-CH-CH3 + Br2 CH3-C-CH3 + HBr   CH3 CH3 d)Sulfonação CH4 + H2SO4 CH3SO3H + H2O ∆ ácido metanosulfônico e)Nitração HNO3
  11. 11. 7 CH3-CH3 CH3 CH2 NO2 73% 450o C CH3NO2 + 27% 1.6.Isomeria plana ou estrutural H H H H CH3 Isômeros de a) HC-C-C-C-CH3  cadeia H H H H H3C-C-CH2CH3 H n-pentano 2-metil-butano (isopentano) CH3CH3 b)H3C-CH2 CH2CH2CH2CH3   Isômeros de n-hexano H3C-C-C-CH3 cadeia 2,3-dimetil butano CH3-CH-CH2-CH3 CH3   Isômeros de CH3 CH3-C-CH3 cadeia 2-metil butano  CH3 dimetil propano 1.7.Isomeria conformacional Os alcanos, contendo carbonos sp3 , possuem rotação mais ou menos ″livres″, em torno das ligações simples, produzindo então, os isômeros rotacionais ou conformacionais (utilizar métodos espaciais). Ex.: etano C C H HH H H H C C Emcoincidência Emoposição
  12. 12. 8 Projeções de Newman HH H H H H ω H H H HH H ω = 6 6 6 6 6 6 60º Emcoincidência Emoposição = 0º À temperatura ambiente, existem os 2 isômeros conformacionais, sendo mais estável a conformação em oposição. (Veja a fig. 1). Fig. 1: Energia rotacional do etano. O ciclohexano apresenta dois isômeros conformacionais, por não ser planar. Se fosse planar, as nuvens eletrônicas dos H, no mesmo plano, sofreriam uma repulsão muito grande. A figura 2, ilustra os dois tipos de isômeros conformacionais, de maneira simplificada: Fig. 2: Isômeros conformacionais do ciclohexano. (Hidrogênios: axiais e equatoriais)
  13. 13. 9 2.ALCENOS 2.1.Aplicação Os alcenos ou alquenos são muito empregados em reações químicas de obtenção de: plásticos (polietileno, teflon, poliestireno, álcool etílico, cloreto de etileno, etano e fibras sintéticas para tecidos (orlan). Alguns alquenos de cadeia longa (C8 a C12) são empregados na síntese de detergentes. 2.2.Fórmula geral Alcenos são hidrocarbonetos insaturados (contendo dupla ligação), também denominados ofefinas devido a reação do menor alceno-etileno com cloro, formando um líquido oleoso fino (óleo fino - olefinas). CnH2n Exs.: C2H4 C3H6 2.3.Nomenclatura Terminação →→→→ eno a)cadeias normais ou retas C2H4 eteno (etileno) C3H6 propeno (propileno) C4H8 buteno (butileno) C5H10 penteno E seguem: hexeno, hepteno, octeno, noneno, deceno, etc. Faz-se necessário escrever as fórmulas estruturais dos alcenos para mostrar a localização da dupla e diferenciar melhor os alcenos:
  14. 14. 10 H2C=CH-CH2-CH3 CH3-C=C-CH3 1- buteno | | H H 2-buteno H2C=C-CH3 CH2=CH-CH2-CH2-CH3 | 1 - penteno CH3 metil propeno CH3-CH=CH-CH2-CH3 2 - penteno b)cadeias ramificadas 1)escolha da cadeia mais longa abrangendo a dupla ligação ou maior número de duplas. 2)A numeração da cadeia principal é feita pela atribuição dos menores números nos carbonos da dupla. 3)As outras regras são as mesmas do alcanos. 4)colocar os nomes do substituintes em ordem alfabética com seu números, e no final o nome do alceno base, especificando o número do C da dupla (o 1o . C da dupla). Exemplos: CH3 | a) HC-CH2-CH2CH-C-CH=CH-CH3 4-isopropil - 4,5-dimetil-2-octeno (8) (7) (6) |(5)(4)| (3) (2) (1) CH3 CH-CH3 | CH3 b) H3C-CH2-C=CH-CH3 3-etil - 1,3 - pentadieno |(3) (4) (5) (2)CH || CH2 (1)
  15. 15. 11 C)alguns cicloalquenos ciclopropeno ciclobuteno ciclopenteno ciclohexeno 2.4.Propriedades físicas Os três primeiros alcenos são gases (etileno, propileno e butileno) e possuem ação narcótica. De C5 a C15 são líquidos. De C16 em diante são sólidos. As outras propriedades físicas são semelhantes a dos alcanos. 2.5.Propriedades químicas a)Hidrogenação catalítica CH2=CH2 + H2 Pd ou Pt CH3-CH3 ∆ b)Halogenação CCl4 CH2=CH-CH3 + Br2 CH2-CH-CH3 | | Br Br
  16. 16. 12 c)Hidratação OH H+ | CH3-C=CH2 + H2O CH3-C-CH3 | | CH3 CH3 d)Polimerização H H catalisador   n CH2=CH2 C-C ∆, pressão H H n etileno polietileno 2.6.Isomeria plana ou estrutural CH3-C=C-CH2-CH3 Isômeros de posição H H 2-penteno e CH3 isômeros de H2C=CH-CH2-CH2-CH3 e  cadeia 1-penteno CH2=CH-C-CH3 3-metil-1-buteno CH3-C=C-CH3 isômeros de H H e cadeia 2-buteno ciclobutano 2.7.Isomeria espacial ou geométrica (cis-trans ou Z, E) Pode ocorrer em alcenos e em cicloalcanos. H H C=C a)CH3CH=CH-CH3 CH3 CH3 2-buteno cis-buteno H CH3 C=C trans-2-buteno CH3 H
  17. 17. 13 H H b)ICH2-CH=CH-CH2CH3 C=C 1-iodo-2-penteno CH2I CH2CH3 cis-1-iodo-2-penteno (Z) H CH2-CH3 C=C CH2I H Trans-1-iodo-2-penteno (E) Obs.: Z= zuzammen (do alemão) = junto (cis) E = entgegen = oposto (trans). c)ácido butenodióico (maleico e fumárico) H H C=C HOOCHC=CHOOH COOH COOH ácido maleico (cis-butenodióico) H COOH C=C COOH H ácido fumárico (trans-butenodióico) Propriedades físicas destes isômeros Pf o C Pe o C Solubilidade g/100g solução Densidade g/cm3 ácido maleico 130 maior 78,8 1,59 ácido fumárico 289 menor 0,7 1,63
  18. 18. 14 O ácido maleico, apresenta os 2 grupos -COOH do mesmo lado do plano, o que lhe confere alta polaridade, já o ácido fumárico, apresenta os dois grupos COOH em oposição, tornando a molécula apolar. Moléculas polares possuem interações intermoleculares maiores que as apolares, portanto, seu p.e. é maior. Por outro lado, o ácido fumárico no estado sólido apresenta uma simetria maior, um empacotamento mais simétrico o que lhe confere um p.f. maior, em relação ao ácido maleico. d)1,2-dimetilciclopropano CH3 CH3 e CH3 H H H H CH3 (cis) (trans) Obs.: O ciclo fixa um plano na molécula e)2 -cloro-1-iodociclobutano I (1) (2) Cl I H H H H Cl (cis) (trans) f) (Z, Cis) 1-bromo-2-cloro-1-iodoetileno Cl I (2) C = C (1) H Br
  19. 19. 15 3.ALCINOS (ALQUINOS) 3.1.Aplicações Um dos alcinos mais importantes é o acetileno, usado em maçaricos de oxiacetileno (oxigênio-acetileno) que produz temperatura de até 2.800o C. O acetileno é matéria-prima da síntese de ácido acético e outros compostos insaturados usados na obtenção de plásticos e borrachas. 3.2.Fórmula geral Alcinos são hidrocarbonetos não saturados possuindo tripla ligação, são conhecidos também por hidrocarbonetos acetilênicos. CnH2n - 2 Exs.: C2H2 C3H4 3.3.Nomenclatura Terminação →→→→ino a)Cadeias normais CH≡CH etino (acetileno) CH≡C-CH3 propino (metil-acetileno) CH≡C-CH2-CH3 1-butino CH3-C≡C-CH3 2-butino CH3-CH2-C≡C-CH3 2-pentino (5) (4) HC≡C-C-CH2CH2CH2CH3 3-butil 1-penten-4-ino (3)  (2) C  (1) CH2
  20. 20. 16 b)Cadeias ramificadas 1)escolha da cadeia mais longa contendo a tripla (ou triplas). 2)Numeração da cadeia de maneira que a tripla fique com os menores números possíveis. 3)Se a tripla estiver no centro da cadeia, iniciar pela extremidade mais próxima da ramificação. 4)Qualquer dúvida siga as regras de nomenclatura dos alcanos. Exemplos: (7) (6) (5) (4) (3) (2) (1) a)H3C-CH2CH-CH2-C≡C-CH3 5-metil-2-heptino | CH3 CH3  4-metil-2-hexino b)H3C-H2C-CH-C≡C-CH3 (6) (5) (4) (3) (2) (1) c)o menor alcino cíclico, relativamente estável é ciclooctino. 3.4.Propriedades Físicas O p.e., o p.f. e a densidade de alcino simples são, em geral, um pouco maiores que os dos alcanos e alcenos de mesma cadeia carbônica. Alquinos têm baixa polaridade e são insolúveis em água.
  21. 21. 17 3.5.Isomeria plana ou estrutural CH3-C≡C-CH2-CH3 2-pentino Isomeria de posição CH≡C-CH2-CH2-CH3 1-pentino CH3  Isomeria de cadeia CH≡C-C-CH3 H 3-metil-1-butino
  22. 22. 18 4.AROMÁTICOS 4.1.Introdução No século XIX isolou-se, a partir de certas plantas, uma série de substâncias de odor agradável, que por isso foram denominadas aromáticos. Essas substâncias possuem a mesma proporção em C e H (1:1) e assim o benzeno (C6H6) foi denominado composto aromático, mas não possui odor agradável como as demais substâncias isoladas na época. Até hoje não se sabe qual é a relação entre o cheiro e a estrutura das moléculas orgânicas, mas sabe-se que não é devido a proporção C:H = 1:1. Sendo assim, o significado inicial de composto aromático para o benzeno foi abandonado, passando a significar um composto insaturado pouco reativo. O aromático principal é o benzeno que apresenta pequena reatividade, apesar de possuir alto grau de insaturação (3 ligações duplas). 4.2.Estrutura A estrutura do benzeno, segundo Kekulé (1865) é: C C C C C C H H H H H H
  23. 23. 19 A última estrutura é a mais simples e comum. O anel no interior do ciclo significa a deslocalização das duplas alternadas. (Obs.: o sinal quer dizer semelhante). Todos os hidrogênio do benzeno são equivalentes, isto é, se qualquer H for substituído por 1 grupo y (y = Cl, SO3H, NO2, OH, etc.), o composto resultante será o mesmo: Y Y Y Y ETC... Quando 2 H são substituídos por 2 grupos: y e x, existem 3 possibilidades, ou seja, 3 substâncias distintas: Y Y X X 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 X Y 1 2 3 4 5 6 1,2 ou orto (o) são posições vizinhas 1,3 ou meta (m) (meta: além de, isto é, posições intercaladas por 1 C) 1,4 ou para (p) (para: em oposição a)
  24. 24. 20 Nesse caso, há 2 posições orto e 2 posições meta, mas uma posição para, veja: Y ORTOORTO META META PARA Obs.: O benzeno com uma valência livre (sem 1 H), apta a ser ligar, é o fenil: OU C H OU 06 5 _ também se usa o símbolo Ar, para representar grupos aromáticos (arila), bem como se usa R, para representar os grupos alquilas (não aromáticos). 4.3.Nomenclatura CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 OU oficial.: benzeno comum : benzol oficial: metil benzeno comum:tolueno ou toluol oficial.: 1,2 dimetil-benzeno o-dimetil-benzeno comum: o-xileno oficial.: 1,3-dimetil-benzeno
  25. 25. 21 CH3 CH3 CH3 OU CH3 CH3 OU H3C CH3 CH3 OU CH3 H3C CH3H3C CH3 CH = CH2 CH3-CH-CH2-CH3 C6H5 CH3-CH-CH2-CH-CH2CH3 ∅ CH3 m-dimetil benzeno comum: m-xileno oficial.: 1,4-dimetil-benzeno p-dimetil-benzeno comum: p-xileno oficial.: 1,3,5-trimetil-benzeno comum: mesitileno oficial: vinil benzeno comum: estireno oficial: 2-fenil butano s-butil benzeno oficial: 2-fenil-4-metil-hexano
  26. 26. 22 CH2 CH2Cl OH Cl oficial: difenil-metano comum: cloreto de benzila oficial: hidroxi-benzeno comum: fenol oficial: cloro-benzeno comum: cloreto de fenila 4.4.Outros aromáticos Existem aromáticos (compostos altamente insaturados) formados por anéis condensados ou fundidos. Os mais comuns são: 1 2 3 45 6 7 8 9 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 45 6 7 8 9 10 10 98 7 6 5 4 3 2 1 Naftaleno Antraceno
  27. 27. 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 98 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 65 4 3 2 1 Fenantreno Pireno Para os derivados simples do naftaleno, temos a seguinte nomenclatura: O carbono 1 é chamado α e o carbono 2 é chamado β, os outros são α ou β por simetria: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 β β α α α α β β oficial.: 1-hidroxi-naftaleno α-hidroxi-naftaleno comum: α-naftol
  28. 28. 24 OH OH CH3 CH3 CH3 CH3 OH HO oficial.: 2-hidroxi-naftaleno β-hidroxi-naftaleno comum: β-naftol oficial.: 1,5-dimetil-naftaleno oficial.: 1,3-dimetil-naftaleno oficial.: 2,6-dihidroxi-naftaleno
  29. 29. 25 4.5.Propriedades O benzeno não é muito reativo, necessitando calor e catalisador para reagir. É um líquido a temperatura ambiente, de pf = 5,5o C e p.e. = 80o C. Se usado por longo tempo, parece que se acumula no organismo e constitui um potente cancerígeno. Alguns anéis aromáticos condensados tem tendência carcinógenas maiores que o benzeno. Atualmente, acredita-se: que provocam câncer na pele dentre os que trabalham com o alcatrão da hulha, e câncer no pulmão dos fumantes de cigarros. Muitos outros aromáticos como os fenóis, os ácidos, os aldeídos, as cetonas e os ésteres aromáticos são bastante utilizados na fabricação de remédios, bactericidas, hipnóticos, solventes, aromatizantes, mas serão estudados a frente, no decorrer do texto. 4.6.Aromaticidade Hückel sugeriu que seria possível prever o ″caráter aromático″ dos compostos, a partir de soluções da equação de Schrödinger. Propôs, então, uma regra para prever a aromaticidade e antiaromaticidade dos anéis com duplas alternadas: Aromático: segue a regra: 4n + 2 = no . elétrons π n = 1, 2, 3... Antiaromático: segue a regra: 4n = no . de elétrons π n = 1, 2, 3...
  30. 30. 26 Ex.: π π π benzeno 6 e π, onde n = 1, é aromático 4 e π, é antiaromático ciclobutadieno N H .. pirrol 6 e π, é aromático (os e do N fazem parte do sistema ressonante do ciclo). N.. piridina 6 e π, é aromático (os e do N, não fazem parte do sistema ressonante, isto é, estão em outro plano)
  31. 31. 27 5.ÁLCOOIS 5.1.Aplicação Os álcoois constituem uma importante função orgânica, sendo o álcool comum (etanol), o mais conhecido desta classe. Foi utilizado desde épocas anteriores a Cristo, pois está presente nas bebidas alcoólicas como vinho, licor e rum. O álcool hidratado é utilizado como combustível e cerca de 13% é adicionado na gasolina substituindo o óleo motor. Na indústria farmacêutica e de perfumaria é o solvente mais utilizado. Outros álcoois como a glicerina, têm importantes aplicações na medicina, nos cosméticos e na produção de nitroglicerina. Nas sínteses orgânicas, os álcoois são muito importantes, pois permitem obter todas as demais funções orgânicas. 5.2.Fórmula geral Álcoois são compostos orgânicos que apresentam um ou mais grupos hidroxila (-OH) ligados a C não aromáticos. São classificados segundo o número de -OH e segundo a posição do -OH na cadeia carbônica, por exemplo: H3C-CH2-CH2-OH monoálcool; álcool primário H3C-CH-CH3  monoálcool; álcool secundário OH
  32. 32. 28 CH3  CH3-C-CH3 monoálcool; álcool terciário  OH H2C-CH2   diálcool ou glicol HO HO H2C - CH-CH2    triálcool HO OH OH 5.3.Nomenclatura CH3-OH oficial: metanol comum: álcool metílico CH3CH2-OH oficial: etanol comum: álcool etílico H3C-CH2-CH2-CH-CH2-CH3 oficial: 2-etil-1-pentanol  CH2OH CH2-CH2   oficial: 1,2 - etanodiol OH OH comum: etileno glicol ou glicol CH2-CH-CH2 oficial: 1, 2,3-propanotriol    comum: glicerina ou glicerol OH OH OH
  33. 33. 29 oficial: ciclohexanol oficial: fenil-metanol comum: álcool benzílico CH3-CH-CH2-OH oficial: 2-metil-1-propanol  comum: álcool isobutílico CH3 5.4.Propriedades físicas Os álcoois normais até 12 C, são líquidos, os demais são sólidos, todos são incolores. O p.e. (ou p.f.) é maior que o p.e. (ou p.f.) dos éteres de mesma massa molar, devido à existência de pontes de hidrogênio entre suas moléculas. A solubilidade em água depende do número de C e do número de -OH. A solubilidade em água quando a cadeia carbônica é pequena, ou quando possui vários grupos -OH, se deve à formação de pontes de hidrogênio. Os poliálcoois possuem alta viscosidade e sabor adocicado. Pontes de hidrogênio R-CH2OH-------O-CH2R intermoleculares (p.e)  H RCH2OH-------O álcool e água (solubilidade) H H OH CH2 -OH
  34. 34. 30 5.5. Propriedades químicas a)Obtenção de detergente CH3(CH2)10CH2OH + H2SO4 → CH3(CH2)10CH2OSO3H + H2O álcool dodecílico ou laurílico ácido dodecil-sulfônico CH3(CH2)10CH2OSO3H + NaOH → CH3(CH2)10CH2OSO- 3Na+ + H2O sulfato dodecil de sódio (SDS)→detergente A detergência ou capacidade de limpeza do detergente se deve a sua estrutura molecular: uma parte polar, que atrai moléculas de água e uma parte apolar (a cadeia), que atrai a sujeira ou gordura. Cadeia apolar (micela) sujeira- - - - - - Cabeça polarH O H b)Desidratação intermolecular H2SO4 CH3CH2OH + HO – CH2-CH3 CH3CH2OCH2CH3 + H2O 140o C c)Desidratação intramolecular Al2O3 CH2-CH2 H2C=CH2 + H2O   300o C H OH H2SO4 CH2-CH2 CH2=CH2 + H2O   170o C H OH
  35. 35. 31 d)Oxidação Cu O CH3CH2CH2OH CH3CH2C KMnO4 CH3CH2COOH 250o C H CH3  CH3CH2-CH-CH2OH KMnO4 CH3CH2CHCOOH  CH3 H CH3-C-CH2CH3 KMnO4 CH3-C-CH2CH3   OH O
  36. 36. 32 6.ÉTERES 6.1.Aplicação Os éteres são conhecidos por suas propriedade anestésicas e muito utilizados como solventes de graxas ou borrachas, em perfumarias e em sínteses orgânicas. O éter etílico era comumente empregado como anestésico em cirurgias prolongadas. Hoje se dá preferência aos éteres halogenados, como o 2,2-dicloro 1,1- difluor-etil-metil éter, que não são inflamáveis, nem explosivos. 6.2.Fórmula geral Éteres são compostos que apresentam o átomo de oxigênio ligado a cadeias alifáticas ou aromáticas. R - O - R R → cadeia alifática Ar - O - R Ar → cadeia aromática 6.3.Nomenclatura CH3 - O - CH3 oficial: metano-oxi-metano, metoxi-metano comum: dimetil éter, metil éter, éter dimetílico, éter metílico CH3CH2-O-CH2CH3 oficial: etano-oxi-etano, etoxi-etano comum: éter etílico, dietil éter, éter sulfúrico, éter. CH3-O-CH2-CH3 oficial: metoxi etano comum: éter metil etílico
  37. 37. 33 CH3-CH2-O-CH2-CH2-CH3 oficial: etoxi propano comum: éter etil-propílico, etil propril éter O - CH3 O CH2 - O - CH2 Alguns éteres cíclicos: O O O O O oficial: metóxi benzeno comum: éter metil fenílico, anisol oficial: fenóxi benzeno comum: éter difenílico, difenil éter comum: éter benzílico, éter dibenzílico, dibenzil éter, benzil éter oxirano (óxido de etileno) oxolano (tetrahidrofurano - THF) oxano (tetrahidropirano) 1,4 - dioxano (dioxano)
  38. 38. 34 6.4.Propriedades físicas Os primeiros éteres são líquidos voláteis (até 4C), solúveis em solventes orgânicos. Os ésteres com 2C são solúveis em água formando pontes de H.A solubilidade dos éteres de cadeia pequena é atribuída à formação de pontes de H. O ponto de fusão e o ponto de ebulição dos éteres são comparáveis aos dos alcanos de massa molar correspondente. Os éteres não formam pontes intermoleculares. O éter etílico, denominado simplesmente éter, é muito volátil e inflamável. Seus vapores, mais densos que o ar, permanecem sobre as superfícies constituindo perigo de incêndio. Forma peróxidos explosivos, como os outros éteres, em exposição à luz e ar: H H luz H H H-C-O-C-H + O2 (ar) H-C-O-C-H H H | | OOH H peróxido 6.5.Propriedades químicas a)cisão pelos ácidos HX R-O-R’ + HX RX + R’OH R’X
  39. 39. 35 7.FENÓIS 7.1.Aplicação Os fenóis constituem uma importante classe de substâncias para a preparação de plásticos, resinas, ácido pícrico, sabões germicidas, desinfetantes e em medicina. O fenol comum é obtido a partir da destilação do alcatrão da hulha (fração de 230o C). Outros fenóis muito utilizados na vida diária são os: cresóis: como desinfetantes e estabilizantes de gasolina. di-fenóis: em fotografia e em medicina. tri-fenóis: tais como o pirogalol - em fotografia, como germicidad e na dosagem de oxigênio. Na natureza podem ser encontrados diversos fenóis, tais como: - o-hidroxi-benzóico (mais conhecido como ácido salicílico), obtido das árvores de salgueiro; - timol - constituinte dos antissépticos bucais devido ao seu sabor agradável; - eugenol - responsável pelo aroma do cravo-da-índia. Um fenol complexo conhecido como tetrahidrocanabinol é o princípio ativo mais importante da maconha. 7.2.Fórmula geral Os fenóis são compostos que apresentam o grupo -OH ligado diretamente ao anel aromático. Ar - OH
  40. 40. 36 7.3.Nomenclatura OH ou C6H5OH CH3 OH OH CH3 HO CH3 OH OH OH OH oficial: hidroxibenzeno comum: fenol oficial: 1-hidroxi-2-metilbenzeno o-hidroximetilbenzeno comum: o-hidroxitolueno o-cresol m-cresol p-cresol oficial: 1,2-dihidroxibenzeno o-dihidroxibenzeno comercial: catecol oficial: 1,3-dihidroxibenzeno m-dihidroxibenzeno comum: resorcinol
  41. 41. 37 OH HO OH OH OH NO2 HO NO2O2N OH OH Cl H2C OHOH Cl ClCl ClCl comum: hidroquinona oficial: 1,2,3-trihidroxibenzeno comum: pirogalol oficial: 2,4,6-trinitrofenol comum: ácido pícrico oficial: 1-hidroxinaftaleno α-hidroxinaftaleno comum: α-naftol oficial: 2-hidroxinaftaleno β-hidroxinaftaleno comum: β-naftol comum: hexaclorofeno (constituinte de pastas e desodorantes)
  42. 42. 38 7.4. Propriedades físicas Os fenóis, em geral, são sólidos, pouco solúveis em H2O e ácidos e solúveis em soluções alcalinas (NaOH). OH- ArOH ArO- Na+ insolúvel solúvel em H2O pf e pe altos → pontes de H OH . . . O H
  43. 43. 39 8.HALETOS ORGÂNICOS 8.1.Aplicação Alguns haletos orgânicos tais como: clorofórmio, tetracloreto de carbono e cloreto de metileno são muito usados como solvente para substâncias orgânicas. O tetracloreto de carbono ainda é usado em extintores de incêndio, apesar de não ser recomendável, porque à temperaturas altas, o tetracloreto de carbono reage com o oxigênio do ar formando o gás fosgênio altamente tóxico. Outro composto halogenado, o brometo de metila é usado para combater fogos elétricos, pois forma uma nuvem de gás que isola as chamas do oxigênio. O brometo de metila também é usado como inseticida para desinfetar produtos armazenados como o arroz, sem afetar as propriedades germinativas das sementes. Muitos outros inseticidas como DDT, BHC, aldrin, são compostos orgânicos poli-clorados. O iodofórmio é usado como antisséptico. O cloreto de metila, muito tóxico, é usado como gás refrigerante em geladeiras e ar condicionado, mas o dicloro diflúor-metano é preferido porque não é tóxico. O cloreto de etila (p.e. = 12o. C) é usado como anestésico local e era um dos componentes do “lança perfume” usado no carnaval. A primeira borracha sintética obtida na América (1932) foi a neoprene, produzida a partir de um haleto orgânico: 2-cloro-1,3-butadieno. A partir o tetraflúor etileno obtém-se o polímero teflon que é usado em revestimento de panelas, na confecção de peças móveis não lubrificáveis e também na construção de prédios à prova de terremotos, pois as sapatas deslizantes de teflon permitem que o prédio sofra uma pequena movimentação sem desgastar seus suportes.
  44. 44. 40 Ex.: F F   C  C Teflon   F F n 8.2.Fórmula geral Os haletos orgânicos são compostos que possuem um ou mais halogênios ligados a carbonos. Podem ser aromáticos ou não. R - X ou Ar - X X = Cl, Br, F, I 8.3.Nomenclatura CH3Cl oficial: cloro-metano comum: cloreto de metila CH2Cl2 oficial: dicloro-metano comum: dicloreto de metila ou cloreto de metileno CHCl3 oficial: tricloro-metano comum: tricloreto de metila ou clorofórmio CHI3 oficial: triiodo-metano comum: triiodeto de metila ou iodofómio
  45. 45. 41 CH3-CH-CH-CH2-CH3 oficial: 2,3-dicloro-pentano | | Cl Cl Br oficial: bromo-benzeno comum: brometo de fenila CH2=CH-Cl oficial: cloro-eteno comum: cloro-etileno ou cloreto de vinila CCl2F2 oficial: diclorodiflúor metano comum: “freon” 8.4.Propriedades físicas Os haletos orgânicos, em geral, são compostos polares e não formam pontes de hidrogênio. São, portanto, insolúveis em água. Os pontos de ebulição dos haletos são, em geral, maiores que os dos hidrocarboentos correspondentes. O estado físico dos haletos orgânicos a temperatura ambiente depende do número de átomos de carbono, do tipo de halogênio e do número de átomos de halogênio presente no haleto. Assim, por exemplo: o CH3F é gás, o CH3I é líquido, O CH3CH2Cl é gás, o CH3CH2Br é líquido, o HCCl3 é líquido e o HCI3 é sólido. Os haletos orgânicos, em geral, são compostos mais densos que a água. PE o C CH3F -79 CH3Cl -23,7
  46. 46. 42 CH3Br 4,6 CH3I 42,3 8.5.Propriedades químicas OH- a)RBr + H2O ROH + Br- KOH b)CH2-CH2 CH2=CH2 + KX + H2O   álcool H X
  47. 47. 43 9.ALDEÍDOS 9.1.Aplicação Na série dos aldeídos encontramos o formaldeído, cuja solução aquosa a 40% é conhecida como formol (ou formalina), que tem grande aplicação como desinfetante e bactericidade nos detergentes domésticos e na conservação de peças anatômicas. O formaldeído também é usado na indústria de plásticos. Outro aldeído importante é o acetaldeído usado na síntese de outros compostos orgânicos como inseticidas (DDT); hipnótico (cloral); ácido acético utilizado para obter vinagre e ainda os espelhos de prata. O aroma natural da baunilha deve-se ao aldeído fenólico, vanilina. 9.2.Fórmula geral Aldeídos são compostos que apresentam carbonila ligada a C e hidrogênio ou a hidrogênios, podendo ser alifáticos ou aromáticos. O O O || || || R-C-H Ar-C-H H-C-H 9.3.Nomenclatura H-C O H oficial: metanal comum: aldeído fórmico ou formaldeído O oficial: etanal || comum: aldeído acético ou acetaldeído CH3-C-H
  48. 48. 44 O || oficial: propanal CH3-CH2-C-H comum: aldeído propiônico ou propionaldeído O || oficial: 2-metil-butanal HC3-CH2-CH-C-H | CH3 O oficial: propenal || comum: acroleína CH2=CH-C-H O O oficial: etanodial || || comum: glioxal H-C-C-H O C - H O H CHOCH2CH-CH-CH-CH- OHOHOHOH oficial: fenil-metanal comum: aldeído benzóico ou benzaldeído oficial: 2,3,4, 5, 6-pentahidroxihexanal comum: glicose 9.4.Propriedades físicas O aldeído mais simples (o fórmico) é gás. O acetaldeído (p.e. 21o C) é gás nos dias quentes e líquido nos dias frios. Até 15C são líquidos e os demais são sólidos e todos são incolores. Não formam pontes de hidrogênio entre suas moléculas, mas são compostos polares, por isso tem p.e. maior que os hidrocarbonetos e menor que álcoois de massas molares próximas.
  49. 49. 45 Os aldeídos de cadeia carbônica pequena (até 5C) são solúveis em água devido à formação de pontes de hidrogênio entre a água e o aldeído: O H CR- H-O H A solubilidade em água diminui quando a cadeia carbônica aumenta.
  50. 50. 46 10.CETONAS 10.1.Aplicação As cetonas cíclicas de alto peso molecular tem odor muito agradável, sendo componentes de perfumes de alto preço, como por exemplo o almíscar que possui a cetona muscona. A cânfora foi usada durante séculos para fins medicinais. A testosterona, hormônio responsável pelas características masculinas no homem, também é uma cetona cíclica. A ciclo hexanona é usada para a síntese do nylon. O principal aromatizante da margarina é uma cetona conhecida como biacetila. O composto mais conhecido nessa série é a acetona amplamente utilizada como solvente industrial. 10.2.Fórmula geral Cetonas são compostos que apresentam carbonila ligada ( C = O) ligada a carbonos. Podem ser aromáticos ou não. O O O || || || R-C-R R-C-Ar Ar-C-Ar 10.3. Nomenclatura H3C-C-CH3 oficial: propanona || comum: acetona, dimetil-cetona O
  51. 51. 47 H O | || oficial: 4-metil-2-pentanona H3C-C-CH2-C-CH3 comum: isobutil-metil-cetona | CH3 O H3C - C O C O comum: fenil, metil-cetona, acetofenona comum: difenil-cetona, benzofenona oficial: ciclo hexanona O O oficial: butano-2,3-diona || || comum: biacetila H3C-C-C-CH3 HOH2C-C-CH-CH-CH-CH2OH oficial: 1, 3, 4, 5, 6 - pentahidroxi-2-hexanona ||    comercial: frutose O OH OH OH 10.4.Propriedades físicas As propriedades físicas das cetonas se assemelham às propriedades dos aldeídos, salientando-se que as cetonas são pouco mais polares, portanto, tem ponto de ebulição ligeiramente maior que os aldeídos de mesma massa molar.
  52. 52. 48 10.5.Equilíbrio ceto-enólico (tautomeria) HC C CH3 CH2 C CH3 (H) (H)O :OHH ceto enol
  53. 53. 49 11.ÁCIDOS CARBOXÍLICOS 11.1.Aplicação Os ácidos carboxílicos de alto peso molecular (15 a 18C) ocorrem na natureza nos óleos e gorduras, que desempenham importante papel no metabolismo animal e vegetal. Esses ácidos graxos também são importantes na obtenção de sabão. Outros ácidos como o ácido cinâmico, encontrado no óleo de canela, é usado na produção de perfumes. O ácido acético é usado como vinagre e também como acidulante nos alimentos em conserva. O ácido benzóico também é aditivo alimentar, atua como conservante. O ácido salicílico é empregado na obtenção da aspirina e o ácido adípico na síntese do nylon. 11.2.Fórmula geral Os ácidos carboxílicos são compostos que apresentam uma ou mais carboxilas O H C( O ) ,podem ser alifáticos ou aromáticos 11.3.Nomenclatura O H CH O oficial: ácido metanóico comum: ácido fórmico (do latim: formica = formiga) p.e. = 100,5o C pka = 3,77
  54. 54. 50 3 OH O H C-C 2 H -C3 OH O H C-C oficial: ácido etanóico comum: ácido acético (do latim acetum = azedo) p.e. = 118o . pka = 4,76 oficial: ácido propanóico comum: ácido propiônico p.e. = 141o C pka = 4,88 H3C-CH2-CH2-CO2H oficial: ácido butanóico comum: ácido butírico (do latim butirum = manteiga) p.e. = 163o C pka = 4,82 H3C-(CH2)3-CO2H oficial: ácido pentanóico comum: ácido valérico (do latim valere = ser forte) H3C-(CH2)4CO2H oficial: ácido hexanóico (6C) comum: ácido capróico (do latim caper = cabra) H3C-(CH2)6CO2H oficial: ácido octanóico (8C) comum: ácido caprílico (do latim caper = cabra) H3C(CH2)8-CO2H oficial: ácido decanóico (10C) comum: ácido cáprico
  55. 55. 51 H3C(CH2)14CO2H oficial: ácido hexadecanóico (16C) comum: ácido palmítico H3C-(CH2)16CO2H oficial: ácido octadecanóico (18C) comum: ácido esteárico (estear = sebo) H3C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CO2H oficial: ácido octadeceno-9-óico (18C) comum: ácido oleico (presente no óleo comestível) OH | HO2C- CH2-C-CH2CO2H oficial: ácido 3-hidroxi-propano-1,2,3- | tricarboxílico CH2 comum: ácido cítrico | CO2H HO2C-CO2H oficial: ácido etanodióico comum: ácido oxálico pka = 1,46 HO2C-CH=CH-CO2H oficial: ácido butenodióico cis → maleico trans → fumárico HO2C-(CH2)4-CO2H oficial: ácido hexanodióico comum: ácido adípico H2C=CH-CO2H oficial: ácido propenóico comum ácido acrílico
  56. 56. 52 H3C-CH2-CH-CO2H oficial: ácido 2-metil-butanóico | CH3 CO H2 oficial: ácido benzeno-carboxílico comum: ácido benzóico pka = 4,20 NO2-CH2CO2H oficial: ácido nitroetanóico comum: ácido nitroacético pka = 1,68 F-CH2CO2H oficial: ácido flúor etanóico comum: ácido flúor acético pka = 2,66 Cl-CH2CO2H oficial: ácido cloro etanóico comum: ácido cloro acético pka = 2,86 11.4.Propriedades físicas Na série dos ácidos carboxílicos saturados, os três primeiros são líquidos e têm cheiro irritante. Até 10C são oleosos e de cheiro desagradável, os demais são sólidos semelhantes à cera. São compostos de alto ponto de ebulição devido à formação de pontes de hidrogênio. Apresentam alta polaridade. A solubilidade em água diminui com o aumento da cadeia carbônica.
  57. 57. 53 Pontes de H OH O .........HOO RC C-R ........... (duplas pontes - alto p.e) O O.........H H RC OH (cadeia pequena - solubilidade por pontes de H) Os ácidos orgânicos são solúveis em NaOH e NaHCO3 O OH RC O + NaOH RC ONa + H O2 RC O OH RC O ONa+ CO2+H2O + NaHCO3 11.5.Força dos ácidos Os ácidos ionizam, em solução aquosa: CH3COOH ⇔ H+ (aq) + CH3COO- (aq) ][ ][ ][ K = H COO CH COOH a + 3 CH x 3 − − = 185 10 5 , pka = -log Ka, ou seja, pKa do CH3COOH = 4,76 Quanto maior o pka, menor é a força do ácido.
  58. 58. 54 Os grupos ligados ao carboxilato determinam a força do ácido. Estes podem ser receptores (atraentes) de elétrons, ou da carga do ~COO- , estabilizando então o carboxilato e tornando o ácido mais forte. Ex.: G = -F, -Cl, -Br, -I, -OH, -NO2, isto é: O G ← C O Por outro lado, grupos que doam elétrons ao ânion carboxilato, desestabilizando-o, tornam o ácido mais fraco. Ex.: G = -NH2, -CH3, - CH2-CH3 - C6H5, isto é: O G C O
  59. 59. 55 12.ANIDRIDOS 12.1.Aplicação Os anidridos são muitos empregados em sínteses orgânicas, principalmente o anidrido acético, muito usado na obtenção de ácidos, ésteres e amidas. 12.2.Fórmula geral R-C-O-C-R Ar-C-O-C-Ar || || || || O O O O Obs.: possui dois grupos acilas R-C- || O 12.3.Nomenclatura São derivados de ácidos pela perda de água. 2CH3-CO2H → CH3-C-O-C-CH3 + H2O || || O O HC-O-CH || || oficial: anidrido metanóico O O comum: anidrido fórmico CH3-C-O-C-CH3 || || oficial: anidrido etanóico O O comum: anidrido acético CH3-C-O-C-CH2-CH3 oficial: anidrido etanóico-propanóico || || comum: anidrido acético-propiônico O O
  60. 60. 56 H5C6-C-O-C-C6H5 comum: anidrido benzóico || || O O CH3-COOCOC6H5 comum: anidrido acético-benzóico H C-CH2 2 C C O O O ou C O OO oficial: anidrido ciclo butanodióico comum: anidrido succínico O C C O O comum: anidrido ftálico 12.4.Propriedades físicas Os anidridos possuem p.e. semelhante ao dos aldeídos e cetonas de massa molar correspondentes.
  61. 61. 57
  62. 62. 58
  63. 63. 59
  64. 64. 60
  65. 65. 61
  66. 66. 62
  67. 67. 63 14.CLORETOS DE ÁCIDOS 14.1.Aplicação Os cloretos de ácidos carboxílicos são utilizados principalmente para obtenção de ácidos carboxílicos, ésteres, amidas e anidridos. 14.2.Fórmula geral São compostos orgânicos derivados dos ácidos carboxílicos pela substituição do -OH da carboxila por um átomo de cloro. R-C Ar-C O O Cl Cl 14.3.Nomenclatura O Cl H C-C3 Cl C O cloreto de etanoila cloreto de acetila cloreto de benzoíla 14.4.Propriedades físicas Os cloretos de ácido têm aproximadamente os mesmos pontos de ebulição que os aldeídos e cetonas de massa molar próxima. São insolúveis em água e o cloreto de acetila reage violentamente com água. Tem odor muito irritante e são fortes lacrimogêneos.
  68. 68. 64 15.AMIDAS 15.1.Aplicação Os músculos, o sangue e as enzimas contêm várias amidas de massa molecular elevada. A uréia, uma diamida, é usada em sínteses orgãnicas, na obtenção de plásticos, adesivos, resinas, adubos e na fabricação de alguns sedativos e hipnóticos. A acetanilida é usada como antipirético para diminuir a febre e como analgésico no tratamento de dores de cabeça e nevralgias. 15.2.Fórmula geral R’’ | R-C-NH2 R-C-NH-R’ R-C-N-R’ || || || O O O amida primária amida secundária amida terciária Ar-C-NH2 amida primária aromática || O Obs.: R’ ou R’’ podem ser Ar. 15.3.Nomenclatura Amidas são compostos derivados de um ácido carboxílico em reação com NH3 ou com uma amina (RCOOH + NH3 → RCONH2 + H2O) H-C-NH2 oficial: metanamida || comum: formamida O
  69. 69. 65 H3C-C-NH2 oficial: etanamida || comum: acetamida O H2N-C-CH2-CH2-CH3 oficial: butanamida || comum: butiramida O O C NH2 oficial: benzamida H2N-C-NH2 || comum: uréia, carbamida O CH3-C-N-CH3 oficial: N,N - dimetil etanamida || | comum: N,N-dimetil acetamida O CH3 C O N - CH3 H oficial: N-metil-benzamida O H 3CH -C-N oficial: N-fenil etanamida comercial: N-fenil acetamida ou acetanilida CH3 | H3C-CH-C-N-CH2-CH3 oficial: N-etil, N-metil-2- | || cloropropanamida Cl O
  70. 70. 66 H CO-N(Et)2H CH3 N H N A dietilamida do ácido lisérgico, LSD, é uma amida, fabricada a partir de alcalóides extraídos da ferrugem (fungo) das gramíneas. Esta substância é um alucionógeno que produz psicose. 15.4.Propriedades físicas As amidas são sólidos cristalinos, menos a formamida que é líquida. Possuem p.f. e p.e. mais elevados do que os anidridos, ésteres e cloretos de ácidos, pois suas moléculas interagem através de pontes de H. R O RC H NH.......O C N-H.... H As amidas com até 5 átomos de C são solúveis em água. Não dissolvem em HCl 5%.
  71. 71. 67 16.AMINAS 16.1.Aplicação As aminas são muito conhecidas, pois participam de uma série de reações químicas e são também encontradas na natureza, nos amino-ácidos, proteínas, alcalóides e vitaminas. Vários derivados de aminas têm grande efeito sobre o organismo humano, tais como as penicilinas, o LSD e o veneno de cicuta. Também se empregam várias aminas na obtenção de sulfas e anéstesicos locais e uma diamina simples participa da síntese do “nylon” 16.2.Fórmula geral São compostos derivados da amônia (NH3) pela substituição dos hidrogênios por cadeias carbônicas. R-NH2 R-N-H R-N-R’’ | | R’ R’ amina primária amina secundária amina terciária Ar-NH2 Ar-NH Ar-N-Ar | | Ar ou Ar-NH R | R H R RC=NH R-C=NH aldimina cetimina 16.3.Nomenclatura CH3NH2 oficial: metanamina comum: metil amina
  72. 72. 68 H3CCH2NH2 oficial: etanamina comum: etilamina H3C-CH-CH3 oficial: 2-propanamina | comum: isopropilamina NH2 H3C-N-CH3 comum: trimetil-amina | CH3 H3C-N-CH2-CH3 comum: etil-metil amina | H H2N-CH2-CH2-NH2 oficial: 1,2-diaminoetano comum: etileno diamina H3C-CH-CH2-NH2 | oficial: 2-hidroxipropanamina OH H C-CH N-CH CH CH CH 3 2 2 2 3 3 comum: etil, metil, propil amina H3C - NH oficial: N-metil ciclohexanamina
  73. 73. 69 NH2 oficial: amino-benzeno comum: fenilamina, anilina H3C - NH comum: N-metil fenilamina, N-metil anilina H3C - N - CH3 comum: N,N-dimetil anilina NH2 CH3 comum: o-metil anilina, o-toluidina NH comum: difenilamina CH2 - NH - CH2 comum: dibenzil amina
  74. 74. 70 CH2 - CH2 - NH2 H3CO OCH3 H3CO mescalina (do cacto do peiote) 16.4.Propriedades físicas As primeiras aminas, metil amina e etil amina, são gasosas e as aminas até 12 átomos de C são líquidas. As aminas primárias e secundárias formam pontes de H intermoleculares, mas não tão fortes como os álcoois e, portanto, têm p.e. menores que os dos álcoois e um pouco maiores que os dos alcanos correspondentes. H |δ- R-N -------------------δ+H-N-R | | H H As aminas com até 5 C são solúveis em água e ácidos diluídos, gerando soluções alcalinas: R-NH2 + H2O⇔R-NH 3 + + OH- RNH2 + HCl ⇔ RNH 3 +Cl- (cloridrato) 16.5.Basicidade NH3 < RNH2 < R2NH < R3N -efeito indutivo de grupos R aumenta a basicidade. -estabilização do cátion por hidratação aumenta a basicidade.
  75. 75. 71 .. .. NH3 CH3-NH2 CH3 .. CH3 pkb= 4,75 pkb = 3,36 NH N: CH3 CH3 CH3 pkb= 3,23 pkb = 4,20 R3N + H2O ⇔ R3N+ H + OH- k R NH OH R N b = + − [ ][ ] [ ] 3 3
  76. 76. 72 17.NITRILAS 17.1. Aplicação Algumas nitrilas, como a acrilonitrila, formam importantes produtos como as borrachas sintéticas e as fibras sintéticas (para tapetes e cobertores). Outras são bons solventes para substâncias iônicas e covalentes, como a acetonitrila. 17.2.Fórmula geral R-CN Ar-CN alifática aromática 17.3.Nomenclatura As nitrilas estão relacionadas estruturalmente com o cianeto de hidrogênio (HCN), só que apresentam o grupo CN ligado diretamente à cadeia carbônica. CH3CN oficial: etanonitrila comum: acetonitrila, cianeto de metila CH3-CH2CH2CN oficial: butanonitrila comum: butironitrila NC-CH2-CH2-CN oficial: butanodinitrila
  77. 77. 73 CN CH2CN H2C=CH-CN oficial: toluenonitrila comum: benzonitrila, cianeto de fenila oficial: feniletanonitrila comum: cianeto de benzila comum: acrilonitrila Cl-CH2-CH2-CH2-C≡N oficial: 4-cloro butanonitrila 17.4.Propriedade físicas As primeiras nitrilas são líquidas, incolores, de cheiro agradável, insolúveis em água e solúveis em álcoois, éter,a cetona. A partir de 16 C são sólidas. O p.e. das nitrilas são maiores que os dos álcoois de massa molar comparável, pois são bastante polares e estão associadas no estado líquido. δ- R  R-C≡N--------C δ+ ||| N
  78. 78. 74 18.NITROCOMPOSTOS 18.1.Aplicação Alguns nitrocompostos são úteis como solventes ou reagentes. Outros fazem parte da classe de explosivos de alta potência sensíveis a choques mecânicos. 18.2.Fórmula geral R-NO2 Ar-NO2 18.3.Nomenclatura Compostos cujo grupo nitro se liga diretamente à cadeia carbônica alifática ou aromática. CH3NO2 oficial: nitrometano NO2 NO2 NO2 O2N CH3 oficial: nitro benzeno oficial: 2,4,6 - trinitro-tolueno comum: (TNT)
  79. 79. 75 CH2-O-NO2 | oficial: trinitrato de glicerila CH-O-NO2 comum: nitroglicerina | CH2-O-NO2 CH3-CH-CH2COOH comum: ácido 3-nitro butírico | NO2 CH3-CH-CH3 oficial: 2-nitropropano | NO2 18.4. Propriedades físicas Os nitroderivados são compostos polares (o grupo nitro é muito eletronegativo) e possuem altos p.e., embora sejam pouco solúveis em água. R-N + O - O R-N + O O -
  80. 80. 76 19. ORGANOMETÁLICOS 19.1. Aplicação Um dos mais conhecidos organometálicos é o tetraetil chumbo empregado como antidetonante em gasolinas. Atualmente seu uso foi proibido. Os compostos carbonados de alumínio (organo-alumínios) são muito utulizados como catalisadores em certas reações orgânicas. Os organo-zincos e cádmios são relativamente pouco reativos e úteis principalmente em determinadas sínteses orgânicas. Outros organometálicos que se destacam pelo seu amplo uso em síntese, são os haletos de alquil-magnésio, denominados reagentes de Grignard RMgX. Esses reagentes receberam o nome de seu descobridor Vitor Grignard, um químico francês que recebeu o prêmio Nobel de Química, em 1912. 19.2. Fórmula Geral São compostos que possuem ligações carbono-metal ou carbono-metal- halogênio R-Me Me - metal R-Me-X X - halogêneo Ar-Me-X 19.3. Nomenclatura CH3Li comum: metil-lítio (CH3)2Ca comum: dimetil cálcio
  81. 81. 77 CH3CH2CH2CH2K comum:n-butil-potássio (CH3CH2)2Mg comum: dietil-magnésio (CH3)3Ga comum: trimetil-gálio (CH3CH2)4Pb comum: tetraetil-chumbo (CH3CH2)2Zn comum: dietil zinco CH3CH2MgBr comum: brometo de etil-magnésio CH3MgCl comum: cloreto de metil-magnésio CH3CH2HgCl comum: cloreto de etil-mercúrio 19.4. Propriedades Físicas Os compostos cujas ligações carbono-metal são essencialmente iônicas, como os alquil-sódios e alquil-potássios reagem explosivamente com a água, não são voláteis e são insolúveis em solventes apolares. Já os compostos possuindo ligações covalentes C-M são estáveis ao ar, são solúveis em éteres e alcanos. Os compostos R-Zn-X e R-Mg-X são líquidos, não polares ou sólidos de p.f. baixo. Os organo-magnésios têm caráter iônico intermediário e reatividade moderada. Os compostos de mercúrio dialquilados são voláteis e bastante tóxicos.
  82. 82. 78 20. ALGUNS COMPOSTOS DE ENXOFRE Tio-álcool, tio éter e ácidos sulfônicos 20.1. Aplicação Os ácidos sulfônicos se destacam entre os compostos de enxofre por serem matérias-primas na fabricação de detergentes e por fazerem parte de corantes e medicamentos. 20.2. Fórmula geral Tio Álcool (tiol) - composto orgânico, contendo o grupo -SH sulfidrila, invés do -OH. R-SH - tiol ou mercaptan - devido à grande afinidade destes compostos com os sais mercúricos - ″mercurium cáptans″. Tio-Éter (sulfeto) - R-S-R Ácido Sulfônico R-SO3H e Ar-SO3H O (R-S-O-H) O
  83. 83. 79 20.3. Nomenclatura CH3CH2-SH oficial: etanotiol comum: etil mercaptan CH3-CH-CH2-CH3 oficial: 2-butanotiol  comum: sec-butil-mercaptan SH HS-CH2-CH2-SH oficial: 1,2-etanoditiol HS-CH2-CH2-OH oficial: 2-mercapto-etanol CH3-CH2-S-CH2-CH3 oficial: etano-tio-etano comum: dietil sulfeto (CH3)3-C-S-CH3 comum: t-butil-metil sulfeto CH3SO3H oficial: ácido metano sulfônico SO3H oficial: ácido benzeno sulfônico SO3H comum: ácido α naftaleno sulfônico
  84. 84. 80 degradável LAB Na+ C12H26 SO3 - comum: lauril-alquil-benzenos-sulfonato 20.4. Propriedades físicas. Os tio-álcoois são substâncias voláteis, de odor desagradável e penetrante. O p.e. dos tio-álcoois é inferior ao dos álcoois correspondentes, pois o H ligado a S, não está polarizado o suficiente para formar pontes de H com outra molécula. Os tio-éteres são líquidos mais voláteis que os éteres correspondentes, possuem odor desagradável e são insolúveis na água. Ácidos sulfônicos são compostos polares mais solúveis em água que os outros compostos orgânicos. São compostos de baixa volatilidade e decompõe-se ao aquecimento antes de atingirem o ponto de ebulição.
  85. 85. 81 21.BIBLIOGRAFIA ALLINGER, N.L. Química Orgânica. Editora Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1990. MACKENZIE, C.A. Unified Organic Chemistry. Harper & Row, Publishers, 1985. MEISLICH, H. NECHAMKIN, H., SHAREFKIN, J. Química Orgânica - 2a . edição, 1994 - ″Coleção Schaum″. MORRISON, R., BOYD, R. Química Orgânica. Fundação Calouste Gulbenkian, Portugal, 1992. REUSCH, W.H. Química Orgânica. Vol 1 e 2. Editora McGraw-Hill, 1980.

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