ESTUDO DOS
DERIVADOSDOS ÁCIDOS
CARBOXÍLICOS
M J da Mata
2016
manueldamata.blogs.sapo.pt
Tema:
 Introdução.
 Fórmulas. Estruturas
 Nomenclaturas.
 Propriedades físicas e químicas.
 Métodos de Preparação.
 ...
Objectivos:
 Desenvolver e ampliar o sistema de
conhecimentos dos alunos com o estudo
dos derivados de ácidos carboxilico...
Os ácidos carboxilicos dão origem a outros compostos que fazem
parte da familia dos derivados de Acilo, onde o grupo acilo...
Estes compostos derivam-se porque os ácidos
carboxílicos têm na composição do seu grupo
funcional, um grupo hidroxila (-OH...
ESTRUTURAS DOS DERIVADOS DE ÁCIDO
O
R – C
Cl
O
R – C
O
R´– C
O
O
R – C
NH2
O
R – C
OR´
Cloreto de ácido
ou cloreto de acil...
+ SO2 + HCl
+ H2O
+ H2O
+ H2O
Algumas reacções típicas dos ácidos carboxílicos em que ocorre substituição
do grupo hidroxi...
A presença do grupo (C=O) carbonilo, faz com que os
derivados de ácidos sejam moléculas polares.
Os cloretos de ácidos, ...
O limite para a solubilidade em água é variavél para os
ésteres que possuem até cinco (5) átomos de carbono e
para as ami...
Os cloretos de ácido, também denominados cloretos de acila, são
compostos de fórmula geral:
Ácido carboxílico Cloreto de á...
O derivado do ácido etanóico ou acético designa-se como
cloreto de etanoila ou cloreto de acetila
NOMENCLATURA DOS DERIVAD...
 Apresentam uma densidade maior do que a da água;
 São compostos polares devido a presença do grupo carbonila e do átomo...
 Os cloretos de acila são substâncias orgânicos extremamente
reactivos,
 são geralmente tóxicos, penetrantes e irritante...
1º Conversão em ácidos e derivados
R – CO – Cl + HZ R – CO – Z + HCl
a) Conversão em ácidos (por hidrólises)
REACÇÕES QUÍM...
b) Conversão em amidas (por amonólises)
R – C
O
O
Cl
+ 2NH3
R – C
NH2
+ NH4Cl
c) Conversão em ésteres (por alcoolises)
+ R...
2. Formação de cetonas (acilação de Friedel-Crafts)
“As reações de Friedel-Crafts (que podem ser alquilação de Friedel-Cra...
 Os Cloretos de acila também podem ser obtidos usando como reagentes os cloretos
de fósforo [tricloreto de fósforo (PCl3)...
ANIDRIDOS DE ÁCIDOS
Os anidridos de ácidos carboxílicos (ou anidridos carboxílicos) dividem-se em
geral:
 anidridos simét...
A nomenclatura oficial dos anidridos, segundo a IUPAC (União Internacional de
Química Pura e Aplicada), é feita baseada no...
 Anidridos de ácido são usualmente preparados pela desidratação dos ácidos
correspondentes, utilizando o pentóxido de fós...
Aplicações dos Anidridos
 o anidrido acético é muito importante, pois ele é usado na
obtenção de medicamentos, como o áci...
O
R – C
O – R´
Fórmula geral ESTRUTURA
Os ésteres são compostos orgânicos que posseum na composição da sua
molécula o grup...
Propriedades físicas dos Ésteres
1. A presença de um grupo carbonila (C=O) confere na molécula dos ésteres
caráter polar
2...
Nomenclatura Oficial dos Ésteres
(IUPAQ)
 Os Ésteres nomeiam-se empregando o prefixo grego que indica o número de átomos
...
a) H3C – CH2 – CH2 – CH2 – C
O - CH2 – CH3
O
b) H3C – CH = CH – CH2 – C
O
O - CH3
c) H3C – CH2 – CH – C
CH3
O
O - CH2 - CH...
Nomenclatura Usual dos Ésteres
Os ésteres mais comuns recebem determinadas nomeações para o radical
R que fogem da nomencl...
Metódo de Obtenção dos Ésteres
Os ésteres são obtidos usualmente pela reacção de um álcool ou fenol comum ácido
ou derivad...
R-CO-OR´ + R´´-OH R-CO-OR´´ + R´-OH
Éster 1 Éster 2Álcool 1 Álcool 2
Catalisador
HCl(aq)
3. Com álcool e éster. (Reacção d...
Reacções químicas dos ésteres
Os ésteres sofrem reacções de substituição
nucleofílica típicas dos derivados dos ácidos
car...
Mecanismo da reacção da reacção de
substituição dos ésteres
R-C
OR´
O
+ Z + OR´–
R - C - Z
O -
OR´
R-C
Z
O
Z = – OH– ; – O...
Amidas
Amidas são os derivados de oxiácidos no qual é substituída um grupo hidroxila
do ácido carboxílico (-OH ) por um gr...
1. Conforme o número de ligações que o átomo de nitrogênio
estabelecer com os radicais alquilicos, amidas podem ser dividi...
2. Podemos também classificar as amidas quanto ao número de
grupos acila ligados ao nitrogênio:
 Amida Primária - É aquel...
Propriedades físicas da amida
• Todas as amidas, exceto a primeira da série, são sólidas a temperatura ambiente e
seus pon...
1º Conversão em ácidos e derivados
R – CO – NH2 + HZ R – CO – Z + NH3 (l)
a) Conversão em ácidos (por hidrólises)
PROPRIED...
b) Conversão em anidridos
R – CO NH2 R – COOOC – R´ + NH3(l)
c) Conversão em ésteres (por alcoolises)
+ R´ - OHR – C R – C...
 As amidas podem ser obtidas pela reacção entre ácido carboxílico e
amoníaco, aminas primárias ou secundárias.
R – CO-OH ...
 As amidas são utilizadas como em muitas sínteses em laboratório e industriais para
preparar medicamentos e outros deriva...
Fim
2016
manueldamata.blogs.sapo.pt
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Estudo dos derivados dos ácidos carboxilicos 014

155 visualizações

Publicada em

Os derivados dos ácidos carboxílicos: cloretos de acila, anidridos de ácido, ésteres e amidas

Publicada em: Ciências
  • Seja o primeiro a comentar

Estudo dos derivados dos ácidos carboxilicos 014

  1. 1. ESTUDO DOS DERIVADOSDOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS M J da Mata 2016 manueldamata.blogs.sapo.pt
  2. 2. Tema:  Introdução.  Fórmulas. Estruturas  Nomenclaturas.  Propriedades físicas e químicas.  Métodos de Preparação.  Aplicações
  3. 3. Objectivos:  Desenvolver e ampliar o sistema de conhecimentos dos alunos com o estudo dos derivados de ácidos carboxilicos.  Continuar a desenvolver habitos e habilidades na escritura e nomenclatura dos compostos orgânicos.
  4. 4. Os ácidos carboxilicos dão origem a outros compostos que fazem parte da familia dos derivados de Acilo, onde o grupo acilo está unido a um substituinte eletronegativo (– E), que pode actuar como grupo saliente nas reacções de substituição. Os derivados dos ácidos carboxilicos podem ser: Ácidos clorídricos ou cloretos de ácidos, anidridos de ácido, amidas,  ésteres. Desenvolvimento
  5. 5. Estes compostos derivam-se porque os ácidos carboxílicos têm na composição do seu grupo funcional, um grupo hidroxila (-OH) que é substituido por:  – Cl ; cloro  –OOC–R; resto de ácido carboxílico  –NH2; grupo amino  –OR; resto alcooxílico
  6. 6. ESTRUTURAS DOS DERIVADOS DE ÁCIDO O R – C Cl O R – C O R´– C O O R – C NH2 O R – C OR´ Cloreto de ácido ou cloreto de acilo Anidrido de ácido Amida Éster R – CO-Cl ; R – CO-O-OC – R´ ; R – CO-NH2 ; R – CO-OR´
  7. 7. + SO2 + HCl + H2O + H2O + H2O Algumas reacções típicas dos ácidos carboxílicos em que ocorre substituição do grupo hidroxila ou do oxigénio do grupo hidroxila por outro grupo substituinte dando origem aos derivados dos ácidos carboxilicos: O R – C OH O R – C Cl O R – C O R´– C O O R – C NH2 O R – C OR´ SOCl2 R´– COOH R´– OH NH3 Cloreto de tionila Ácido carboxilico Amoníaco álcool Ácido carboxilico Cloreto de Ácido Anidrido de Ácido Amida Éster
  8. 8. A presença do grupo (C=O) carbonilo, faz com que os derivados de ácidos sejam moléculas polares. Os cloretos de ácidos, anidridos e ésteres têm pontos de ebulição próximos aos dos aldeídos e cetonas de igual peso molecular. As amidas têm elevados pontos de ebulição porque podem formar pontes de hidrogénio intermoleculares muito fortes. Propriedades físicas dos derivados de ácidos carboxílicos
  9. 9. O limite para a solubilidade em água é variavél para os ésteres que possuem até cinco (5) átomos de carbono e para as amidas de cinco (5) átomos de carbono. Os derivados de ácido são soluvéis nos solventes orgânicos usuais. Os estéres voláteis têm cheiros caracteristico agradavéis, por isso são utilizados na preparação de perfumes e gostos especiais artificiais (ambientadores) Os ácidos cloridricos têm cheiros penetrantes e irritantes
  10. 10. Os cloretos de ácido, também denominados cloretos de acila, são compostos de fórmula geral: Ácido carboxílico Cloreto de ácido Cloretos de ácido ou cloretos de acila R – CO – Cl R - C O OH R - C O - OH Cl + Cl + OH¯(aq)
  11. 11. O derivado do ácido etanóico ou acético designa-se como cloreto de etanoila ou cloreto de acetila NOMENCLATURA DOS DERIVADOS DE ÁCIDO Cloreto de Prefixo grego Infixo (an, en, in) Sufixo - ila Estes compostos nomeiam-se empregando a palavra cloreto, seguido da preposição de, o prefixo grego que indica o número de átomos de carbono, o tipo de ligação e a terminação ila. Exemplo: H3C – CO – Cl
  12. 12.  Apresentam uma densidade maior do que a da água;  São compostos polares devido a presença do grupo carbonila e do átomo de cloro na extremidade da cadeia carbonada;  Não possuem uma boa solubilidade em água, sendo mais solúveis em solventes orgânicos;  Na sua maioria, apresentam-se no estado sólido a temperatura ambiente. Todavia, os cloretos de ácido com menor massa molar encontram-se geralmente no estado líquido.  Apresentam pontos de fusão e ebulição mais baixos do que os ácidos carboxílicos, por exemplo. Propriedades dos Cloretos de Acila
  13. 13.  Os cloretos de acila são substâncias orgânicos extremamente reactivos,  são geralmente tóxicos, penetrantes e irritantes, por isso precauções especiais devem ser tomadas durante o seu manuseio.  São substâncias lacrimogênias porque podem reagir com água na superfície dos olhos produzindo ácido clorídrico e ácidos orgânicos irritando-os.  Os vapores de cloretos de acila quando inalados podem provocar efeitos similares.
  14. 14. 1º Conversão em ácidos e derivados R – CO – Cl + HZ R – CO – Z + HCl a) Conversão em ácidos (por hidrólises) REACÇÕES QUÍMICAS DOS CLORETOS DE ÁCIDOS R – C R – C O O + HCl+ H:OH Cl OH H3C – CO – Cl + H2O H3C – CO – OH + HCl(g) Cloreto de etanoíla Ácido etanóico Ex:
  15. 15. b) Conversão em amidas (por amonólises) R – C O O Cl + 2NH3 R – C NH2 + NH4Cl c) Conversão em ésteres (por alcoolises) + R´ - OHR – C R – C O O Cl + HCl OR´ H3C – CO – Cl + 2NH3 H3C – CO – NH2 + NH4Cl H3C – CO – Cl + H3C – OH H3C – CO – O-CH3 + HCl(g) Cloreto de etanoíla Cloreto de etanoíla Etanoamida Etanoato de metilo
  16. 16. 2. Formação de cetonas (acilação de Friedel-Crafts) “As reações de Friedel-Crafts (que podem ser alquilação de Friedel-Crafts ou acilação de Friedel-Crafts, conforme o tipo) são um conjunto de reacções de substituicão eletrófila aromática descobertas no ano de 1877 pelo químico francês Charles Friedel e pelo químico norte-americano James M. Crafts.” H3C– CO – Cl + Ar – H H3C – CO – Ar + HCl H3C – C H3C – C O O Cl Ar + HCl+ Ar – H Cloreto de etanoíla Etil fenil cetona AlCl3 AlCl3
  17. 17.  Os Cloretos de acila também podem ser obtidos usando como reagentes os cloretos de fósforo [tricloreto de fósforo (PCl3) ou o pentacloreto de fósforo (PCl5 )] . Métodos de Obtenção dos Cloretos de Acila R-CO-OH + SOCl2 R-CO-Cl + SO2  Os Cloretos de acila podem ser obtidos usualmente pela reacção entre um ácido carboxílico e o Cloreto de tionila: O dióxido de enxofre (SO2) e o cloreto de hidrogénio (HCl) são gases tóxicos que podem evaporar-se com muita facilidade e esvaziar o recipiente de reacção; + HCl(g) ácido carboxílico Cloreto de tionila Cloreto de acila R-CO-OH R-CO-Cl + HCl(g)+ PCl5 + PCl3 ácido carboxílico Cloreto de acilapentacloreto de fósforo
  18. 18. ANIDRIDOS DE ÁCIDOS Os anidridos de ácidos carboxílicos (ou anidridos carboxílicos) dividem-se em geral:  anidridos simétricos (RCO)2O  anidridos mistos ou assimétricos R−CO−O−CO−R' Estrutura geral (R = R´) (R = R´) R – CO – O – OC – R´ Os anidridos orgânicos são compostos derivados dos ácidos carboxílicos por desidratação. Daí a origem de seu nome, pois anhydros, em grego, significa “sem água”.
  19. 19. A nomenclatura oficial dos anidridos, segundo a IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada), é feita baseada no ácido de origem, ou seja, troca-se a palavra “ácido” por “anidrido”. Por exemplo, o ácido etanóico ou ácido acético, assim o anidrido resultante será o anidrido etanóico ou anidrido acético. Nomenclatura das Anidridos de ácidos Palavra anidrido Prefixo grego Infixo (an, en, in) Sufixo óico
  20. 20.  Anidridos de ácido são usualmente preparados pela desidratação dos ácidos correspondentes, utilizando o pentóxido de fósforo como agente desidratante. 2 H3C – COOH  Os anidridos de ácido também se produzem ao reagir um haleto de acilo (R – COX) com um anião carboxilato (R' – COO-): R – COX + R' – COONa Haleto de ácido anião carboxilato anidrido de ácido sal Método de obtenção dos Anidridos CH3 – COCl + CH3 – COONa Cloreto de etanoila etanoato de sódio anidrido etanóico cloreto de sódio Exemplo: – H2O H3C – CO –O– CO – CH3 + H2O R – CO-O-OC– R' + NaX CH3 – CO–O–OC – CH3 + NaCl
  21. 21. Aplicações dos Anidridos  o anidrido acético é muito importante, pois ele é usado na obtenção de medicamentos, como o ácido acetilsalicílico (AAS), conhecido comumente como aspirina.  O anidrido de ácido cíclico (anidrido maléico) é usado em síntese orgânica como dienófilo na reacção de Diels-Alder.  O anidrido misto 1,3-bisfosfoglicerato é uma substância intermediária na formação de ATP via glicose.
  22. 22. O R – C O – R´ Fórmula geral ESTRUTURA Os ésteres são compostos orgânicos que posseum na composição da sua molécula o grupo acilato (COO) ligado a dois radicais orgânicos que podem ser iguais ou diferentes. O grupo acilato na cadeia carbonada está constituido por um grupo carbonilo ligado ao átomo de oxigênio (heteroátomo). R – CO – O – R´ Estudo dos ésteres
  23. 23. Propriedades físicas dos Ésteres 1. A presença de um grupo carbonila (C=O) confere na molécula dos ésteres caráter polar 2. Alguns ésteres possuem odor agradável característicos de frutos. 3. São insolúveis em água. 4. Os ésteres com massa molecular baixos são líquidos incolores voláteis e têm cheiro agradável, sendo por isso utilizados frequentemente na preparação de perfumes e essências artificiais. 5. À medida que a massa molecular dos ésteres aumenta eles vão se tornando líquidos viscosos (óleos vegetais e animais) e os que possuem elevadas massa molecular são sólidos (gorduras e ceras). 6. Por não formarem ligações por pontes de hidrogênio, os ésteres possuem valores de pontos de ebulição menores que os dos álcoois e dos ácidos com igual valores de massa molecular.
  24. 24. Nomenclatura Oficial dos Ésteres (IUPAQ)  Os Ésteres nomeiam-se empregando o prefixo grego que indica o número de átomos de carbono do grupo acilo com o sufixo ATO, seguido da preposição de terminando com prefixo grego que indica o número de átomos de carbono do outro Radical com o sufixo ila.  Caso o éster possua cadeia carbônica (R) ramificado, deve-se nomear os radicais de acordo com sua a posição na cadeia; nomear a cadeia (R) quanto ao número de átomos de carbono; determinar a saturação das ligações, colocando o sufixo ATO; a preposição de e complementar com o nome do outro radical (R’), com o o sufixo ila.
  25. 25. a) H3C – CH2 – CH2 – CH2 – C O - CH2 – CH3 O b) H3C – CH = CH – CH2 – C O O - CH3 c) H3C – CH2 – CH – C CH3 O O - CH2 - CH2 – CH3 Pentanoato de etila 3 pentenoato de metila 2 Metil-Butanoato de propila Exemplos:
  26. 26. Nomenclatura Usual dos Ésteres Os ésteres mais comuns recebem determinadas nomeações para o radical R que fogem da nomenclatura oficial: Nome oficial Nome Usual Fórmula metanoato de metila Formiato de metila H-COO-CH3 etanoato de metila Acetato de metila H3C-COO-CH3 propanoato de metila propionato de metila H3C-CH2-COO-CH3 butanoato de metila butirato de metila H3C-CH2-CH2-COO-CH3 pentanoato de metila Valerato de metila H3C-CH2-CH2-CH2-COO-CH3
  27. 27. Metódo de Obtenção dos Ésteres Os ésteres são obtidos usualmente pela reacção de um álcool ou fenol comum ácido ou derivado de ácido: R-CO-OH + R´-OH R-CO-OR´ + H2O Ácido carboxílico Álcool Água Éster R-CO-Cl + R´-OH R-CO-OR´ + HCl(g) Álcool Éster Cloreto de HidrogénioCloreto de Acilo 1. Com álcool e ácidos carboxílicos 2. Com álcool e derivado de ácido carboxílico
  28. 28. R-CO-OR´ + R´´-OH R-CO-OR´´ + R´-OH Éster 1 Éster 2Álcool 1 Álcool 2 Catalisador HCl(aq) 3. Com álcool e éster. (Reacção de transesterificação) A reacção do álcool ou fenol com o ácido carboxílico envolve um equilibrio entre os reagentes e os produtos, e especialmente para o caso do fenol, para que a reacção se completa, requere-se de muito esforço.
  29. 29. Reacções químicas dos ésteres Os ésteres sofrem reacções de substituição nucleofílica típicas dos derivados dos ácidos carboxílicos. O ataque ocorre no átomo de carbono do grupo carbonilo deficiente de electrões e o resultado é o deslocamento (expulsão) do grupo – OR´ pelo grupo - OH ; - OR´´ ou pelo grupo – NH2.
  30. 30. Mecanismo da reacção da reacção de substituição dos ésteres R-C OR´ O + Z + OR´– R - C - Z O - OR´ R-C Z O Z = – OH– ; – OR``– ; – NH2 – Mecanismo da reacção da reacção de substituição dos ésteres
  31. 31. Amidas Amidas são os derivados de oxiácidos no qual é substituída um grupo hidroxila do ácido carboxílico (-OH ) por um grupo amino (-NH2), podem ser chamadas de Carbamidas. As Amidas também podem ser considerado derivados do amoníaco, de uma amina primária ou de uma amina secundária por substituição de um hidrogênio por um radical ácido, Estrutura O R – C NH2 R – CO - NH2
  32. 32. 1. Conforme o número de ligações que o átomo de nitrogênio estabelecer com os radicais alquilicos, amidas podem ser divididas em 3 grupos: Classificação  Amida não-substituída: apresenta 2 hidrogênios ligados ao nitrogênio. Nomenclatura: Prefixo grego + Infixo + sufixo amida  Amida monossubstituída: apresenta 1 hidrogênio substituído por 1 radical (cadeia carbônica). Nomenclatura: N + nome do radical ou N,N + nome dos radicais + prefixo + infixo + sufixo amida  Amida dissubstituída: apresenta 2 hidrogênios substituídos por 2 radicais iguais ou diferentes. Nomenclatura: N + nome do radical ou N,N + nome dos radicais + prefixo + infixo + sufixo amida
  33. 33. 2. Podemos também classificar as amidas quanto ao número de grupos acila ligados ao nitrogênio:  Amida Primária - É aquela que possui somente um grupo acila ligado ao átomo de nitrogênio; --- (R-CO)-NH2  Amida Secundária - É aquela que possui dois grupos acila ligados ao nitrogênio; --- (R-CO)2 -NH  Amida Terciária - É aquela que possui três grupos acila ligados ao nitrogênio; --- (R-CO)3-N
  34. 34. Propriedades físicas da amida • Todas as amidas, exceto a primeira da série, são sólidas a temperatura ambiente e seus pontos de ebulição são elevados, mais altos que os dos ácidos correspondentes. • Isso se deve pelo facto das Amidas formarem maior número de ligações de hidrogênio e maior número de "moléculas dímeras“. • As amidas são muito comuns na natureza, e uma das mais conhecidas é a ureia, que é uma diamida que não contém hidrocarbonetos. • Os pontos de fusão e ebulição diminuem, a medida que aumenta a massa molecular. Estrutura Massa P.E (ͦC) P.F (ͦC) H3C-CO-NH2 59 222 81 H3C-CO-NH(CH3) 73 206 28 H3C-CO-N(CH3)2 87 166 6
  35. 35. 1º Conversão em ácidos e derivados R – CO – NH2 + HZ R – CO – Z + NH3 (l) a) Conversão em ácidos (por hidrólises) PROPRIEDADES QUÍMICAS DAS AMIDAS R – C R – C O O + NH3(l)+ H:OH NH2 OH H3C – CO – NH2 + H2O H3C – COOH + NH3(l) etanoamida Ácido etanóico Ex: As amidas são bases fracas;
  36. 36. b) Conversão em anidridos R – CO NH2 R – COOOC – R´ + NH3(l) c) Conversão em ésteres (por alcoolises) + R´ - OHR – C R – C O O NH2 + NH3 OR´ H3C – CO – NH2 + H3C – COOH H3C – CO OOC– CH3 + NH3(l) H3C – CO –NH2 + H3C – OH H3C – CO – O-CH3 + NH3(l) Etanoamida ácido etanóico Etanoamida metanol Anidrido etanóico Etanoato de metilo + R – COOH Amida ácido Anidrido
  37. 37.  As amidas podem ser obtidas pela reacção entre ácido carboxílico e amoníaco, aminas primárias ou secundárias. R – CO-OH + NH3 (l) R – CO - NH3 + H2O  As amidas podem ser sintetizadas pelo aquecimento de sais de amônio, com a liberação de água;  Também podem ser obtidas pela reação entre os cloretos de ácidos ou anidridos e amônia, aminas primárias ou secundárias;  A uréia, amida derivada do ácido carbônico, presente na urina como produto final do metabolismo das proteínas, é fabricada em escala industrial para utilização como fertilizante e intermediária na síntese de resinas uréia- formaldeído. Métodos de obtenção das Amidas
  38. 38.  As amidas são utilizadas como em muitas sínteses em laboratório e industriais para preparar medicamentos e outros derivados.  O nylon é uma poliamida muito importante dentre os polímeros.  A Ureia (CO(NH2)2), é uma diamida do ácido carbônico, que pode ser encontrada como produto final do metabolismo dos animais superiores, e é eliminada pela urina, é produzida em escala industrial para a sua utilização como fertilizante e na síntese de resinas uréia-formaldeído.  A amida do ácido sulfanílico (sulfanilamida) e outras amidas substituídas relacionadas com ela, têm considerável importância terapêutica e são conhecidas por sulfamidas. Aplicações das Amidas
  39. 39. Fim 2016 manueldamata.blogs.sapo.pt

×