Aula 9 11 analise conformacional

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Aula 9 11 analise conformacional

  1. 1. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira COMPOSTOS ORGÂNICOS: ALCANOS E CICLOALCANOS ANÁLISE CONFORMACIONAL www.iq.ufrgs.br/biolab 1
  2. 2. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ÍNDICE ANÁLISE CONFORMACIONAL - Alcanos símples - Estrutura dos cicloalcanos – Tensão angular - Análise conformacional do cicloexano - Compostos do cicloexano substituido: hidrogênios axiais e equatoriais www.iq.ufrgs.br/biolab 2
  3. 3. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL -Estruturas resultantes de uma símples rotação em torno de uma ligação símples C-C. -Podem apresentar diferentes energias. A estrutura (conformação) de menor energia é a mais estável. - Moléculas estão constantemente girando e passando através de diferentes confôrmeros. www.iq.ufrgs.br/biolab 3
  4. 4. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL INFLUÊNCIA NA ESTABILIDADE: FATOR ESTÉRICO (PROXIMIDADE DE GRUPOS). QUANTO MAIOR A DISTÂNCIA ENTRE GRUPAMENTOS VOLUMOSOS, MENOR O IMPEDIMENTO E A INTERAÇÃO ESTÉRICA E MAIOR É A ESTABILIDADE. www.iq.ufrgs.br/biolab 4
  5. 5. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL: PROJEÇÃO DE NEWMAN H H H H H Projeção de Newman H www.iq.ufrgs.br/biolab 5
  6. 6. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL: CONFÔRMEROS - PARA A FORMAÇÃO DOS CONFÔRMEROS DEIXA-SE FIXO UM DOS CARBONOS E GIRA-SE O OUTRO EM ÂNGULOS DE 60 em 60º. B B 60o 60o 60o 60o B A A 60o B B A A B A A eclipsada 60o CONFÔRMEROS www.iq.ufrgs.br/biolab 6
  7. 7. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL: ETANO H H H H H H H H H H H H www.iq.ufrgs.br/biolab 7
  8. 8. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL: ETANO -ECLIPSADAS: 0o entre os substituintes próximos: maior energia (menos estável). -ALTERNADAS: 60º entre os substituintes próximos: menor energia (mais estável). ALTERNADAS ECLIPSADAS www.iq.ufrgs.br/biolab 8
  9. 9. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL ETANO: ENERGIA • Tensão torsional: resistência a rotação (proximidade de grupos). • Para etano, apenas 3.0 kcal/mol www.iq.ufrgs.br/biolab 9
  10. 10. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL: PROPANO H H H H H CH3 www.iq.ufrgs.br/biolab 10
  11. 11. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL: PROPANO H 60o 60o 60o H H 60o 60o H H H CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 60o CONFÔRMEROS www.iq.ufrgs.br/biolab 11
  12. 12. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL PROPANO: ENERGIA Aumento na tensão torsional devido ao grupo mais Impedido metila (comparado com etano). www.iq.ufrgs.br/biolab 12
  13. 13. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL: BUTANO CH3 H H H H CH3 www.iq.ufrgs.br/biolab 13
  14. 14. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL BUTANO (1) • Maior energia tem os grupos metilas eclipsados. • Alta tensão estérica • Ângulo entre as metilas = 0o Totalmente eclipsada www.iq.ufrgs.br/biolab 14
  15. 15. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL BUTANO (2) • Menor energia entre as metilas anti (mais afastadas). • Menor tensão estérica • Ângulo entre as metilas = 180O anti www.iq.ufrgs.br/biolab 15
  16. 16. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL BUTANO (3) • Grupos metilas eclipsados com Hidrogênio • Maior energia (tensão estérica) que a anti • Ângulo entre as metilas = 120o eclipsada www.iq.ufrgs.br/biolab 16
  17. 17. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL BUTANO (4) • Conformação Gauche é uma conformação alternada não anti • Metilas mais próximas que na conformação anti • Ângulo entre as metilas = 60o gauche www.iq.ufrgs.br/biolab 17
  18. 18. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL PROPANO: ENERGIA www.iq.ufrgs.br/biolab 18
  19. 19. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira Exercício • Desenhe projeção de Newman para a conformação mais e menos estável do butano. www.iq.ufrgs.br/biolab 19
  20. 20. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL: CICLOALCANOS www.iq.ufrgs.br/biolab 20
  21. 21. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: ESTABILIDADE • Tensão angular: Em determinados anéis o ângulo de ligação tem tendência a apresentar valor menor do ângulo ideal para a hibridização sp3 (109.5o). Esta diferença corresponde a tensão angular. • Medida pela calor de combustão. • Analisa-se as demais tensões de alcanos acíclicos. www.iq.ufrgs.br/biolab 21
  22. 22. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira Calor de combustão Alcano + O2  CO2 + H2O 166.6 164.0 157.4 158.7 158.3 158.6 157.4 Long-chain www.iq.ufrgs.br/biolab 22
  23. 23. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOPROPANO • Alta tensão angular devido ao ângulo de ligação (60o) • Muito reativo, ligação fraca • A sobreposição de orbitais não é efetiva www.iq.ufrgs.br/biolab 23
  24. 24. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOPROPANO Tensão torsional devido a proximidade dos hidrogênios www.iq.ufrgs.br/biolab 24
  25. 25. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOBUTANO • Tensão angular (90o) • Tensão torsional aliviada devido a distorção do anel. www.iq.ufrgs.br/biolab 25
  26. 26. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOPENTANO • Estrutura distorcida (não-planar) – 108o • Distorção diminui a tensão angular e a tensão torsional. => www.iq.ufrgs.br/biolab 26
  27. 27. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOEXANO • Dados de combustão indica que o sistema não é tensionado • Na conformação cadeira, todos os ângulos são de 109,5o e os H estão alternados. • Não há tensão angular e nem tensão torsional. www.iq.ufrgs.br/biolab 27
  28. 28. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOEXANO – CONFORMAÇÃO CADEIRA => www.iq.ufrgs.br/biolab 28
  29. 29. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOEXANO – CONFORMAÇÃO BOTE (Barco) => www.iq.ufrgs.br/biolab 29
  30. 30. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOEXANO – ENERGIAS www.iq.ufrgs.br/biolab 30 =>
  31. 31. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOEXANO – ENERGIAS www.iq.ufrgs.br/biolab 31
  32. 32. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira Desenhando as conformações para o cicloexano www.iq.ufrgs.br/biolab 32
  33. 33. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira Colocando os Hs axiais Colocando Hs equatoriais Erros comuns www.iq.ufrgs.br/biolab MeW 33
  34. 34. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOEXANO – H Axiais e Equatoriais => www.iq.ufrgs.br/biolab 34
  35. 35. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOEXANO – MONOSUBSTITUÍDO => www.iq.ufrgs.br/biolab 35
  36. 36. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS: CICLOEXANO – MONOSUBSTITUÍDO Posição equatorial com menor tensão estérica: mais estável para substituintes volumosos. Interação estérica 1,3 diaxial é grande www.iq.ufrgs.br/biolab 36
  37. 37. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira Quanto maior o volume estérico do substituinte, maior será a preferência pela posição equatorial www.iq.ufrgs.br/biolab 37
  38. 38. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO DISUBSTITUÍDO A E 2 E 1 E 3 A 2 A 1 A 1,3 1,2 Exercício 1: Qual a reação cis/trans entre os hidrogênios equatoriais nos cicloexanos 1,2; 1,3 e 1,4? Fazer o mesmo para o axiais! E A E E A 1,4 www.iq.ufrgs.br/biolab Exercício 2: Qual a reação cis/trans entre os hidrogênios equatoriais-axiais nos cicloexanos 1,2; 1,3 e 1,4? Fazer o mesmo para o axiais! 38
  39. 39. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,2-DISUBSTITUÍDO A E E A SUBSTITUINTES VOLUMOSOS OCUPANDO POSIÇÃO EQUATORIAL (MENOR TENSÃO ESTÉRICA) MAIS ESTÁVEL. www.iq.ufrgs.br/biolab 39
  40. 40. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,2DISUBSTITUÍDO (IGUAIS) 1,2 - TRANS H CH3 180o CH3 CH3 H H H CH3 1,2 - CIS CH3 CH3 180o H CH3 CH3 H H H www.iq.ufrgs.br/biolab 40
  41. 41. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,2DISUBSTITUÍDO (DIFERENTES) 1,2 - TRANS H 180o H H H 1,2 - CIS 180o H H H H www.iq.ufrgs.br/biolab 41
  42. 42. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,3DISUBSTITUÍDO E E A A www.iq.ufrgs.br/biolab 42
  43. 43. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,3DISUBSTITUÍDO (IGUAIS) 1,3 - TRANS H 180o H H H 1,3 - CIS 180o H H H H www.iq.ufrgs.br/biolab 43
  44. 44. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,3DISUBSTITUÍDO (DIFERENTES) 1,3 - TRANS H 180o H H H 1,3 - CIS 180o H H H H www.iq.ufrgs.br/biolab 44
  45. 45. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,4-DISUBSTITUÍDO A E E A 1,4 www.iq.ufrgs.br/biolab 45
  46. 46. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOHEXANO 1,4DISUBSTITUÍDO (IGUAIS) www.iq.ufrgs.br/biolab 46
  47. 47. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOHEXANO 1,4DISUBSTITUÍDO (DIFERENTES) 1,4 - TRANS H 180o H H H 1,4 - CIS 180o H H H H www.iq.ufrgs.br/biolab 47
  48. 48. Química Orgânica Teórica 1 – QUI 02014 Prof. Gustavo Pozza Silveira Exercício: Escrever a estrutura da conformação mais estável e menos estável do estereoisômero do 1-tert-butil-3-metilcicloexano! www.iq.ufrgs.br/biolab 48

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