O documento discute reações orgânicas de substituição como halogenação, nitração, sulfonação, alquilação e acilação. Ele explica os mecanismos dessas reações, incluindo substituição por radicais livres e eletrófila. Também aborda efeitos como direcionamento e ressonância em compostos aromáticos.

1. TRABALHO DE QUÍMICA
REAÇÕES ORGÂNICAS DE SUBSTITUIÇÃO

2. INTRODUÇÃO
Reações de Substituição são reações características de composto muito
estáveis, como os composto saturados (alcanos e ciclanos a partir de 5
carbonos) e aromáticos. Nas reações de substituição, ocorre a troca de um
átomo de hidrogênio do hidrocarboneto por outro átomo ou grupo de
átomos. Exemplo:

3. Halogenação
 É a reação de substituição de um ou mais átomos de hidrogênio por
átomos de algum halogênio (Cl, Br, I, F), formando um derivado
halogenado e um ácido halogenídrico.
 Exemplos:

4.  Quando o hidrocarboneto apresentar carbonos primários, secundários e
terciários, a substituição do hidrogênio ocorrerá preferencialmente no
carbono mais reativo.
 Exemplos:

5. Nitração
 Reação de substituição onde um ou mais átomos de hidrogênio são
substituídos pelo radical – NO2, proveniente do ácido nítrico (HNO3 ou HO-
NO2), em presença de ácido sulfúrico quente, formando nitrocompostos.
 Exemplos:

6. Sulfonação
 Reação de substituição onde um ou mais átomos de hidrogênio são
substituídos um ou mais grupos sulfônicos (- SO3H). É realizada na presença
de ácido sulfúrico (H2SO4). Formando-se, então, ácidos sulfônicos.
 Exemplos:

7. Alquilação
 Consiste na reação entre derivados halogenados ou haletos orgânicos e
hidrocarbonetos aromáticos para formar hidrocarbonetos aromáticos
ramificados.
 Exemplos:

8. Acilação
 É a reação entre haletos de ácido carboxílico e hidrocarbonetos
aromáticos, formando cetonas ou aldeído. A reação necessita da
presença de um catalisador (AlCl3). Tanto a alquilação quanto a acilação
são conhecidas por Reações de Friedel-Crafts, método de obtenção de
compostos carboxílicos.
 Exemplos:

9. Dirigência nos compostos aromáticos
 Ao se realizar a segunda substituição num anel aromático, verifica-se,
experimentalmente, que há uma dependência do primeiro grupo
substituinte, ou seja, o primeiro ligante determinará a posição prefencial
da nova substituição. Esse fenômeno, dá-se o nome de dirigência de
radicais.
 Radicais orto-para dirigentes: são radicais presentes no núcleo aromático
que orientam a segunda substituição nos carbonos orto e para.

10.  Esses radicais se caracterizam por apresentar apenas um átomo ou um
grupo de átomos com somente simples ligações.

11.  Exemplos:

12.  Radicais meta dirigentes: orientam a substituição o núcleo aromático nos
carbonos da posição meta, para formar o composto principal.
 Esses radicais caracterizam-se por apresentar, em sua, estrutura, elétrons pi
(duplas ou triplas ligações) ou ligação covalente chamada, comumente,
de coordenada ou dativa.

13.  Exemplos:

14. Mecanismos das reações de substituição
 Quanto à halogenação de alcanos, o mecanismo que explica a
substituição é denominado substituição via radical livre, devido às cisões
homolíticas nas etapas da reação: (X = Halogênio, R = Radical alquila).

15.  Quanto à substituição em compostos aromáticos, que possuem nuvem
eletrônica deslocalizada, será sempre um substituição eletrófila, em que o
primeiro ataque ao núcleo aromático será do grupo que apresenta carga
positiva.

16. Ressonância
 Sempre que, em uma fórmula estrutural, pudermos mudar a posição dos
elétrons sem mudar a posição dos átomos, a estrutura real não será
nenhuma das estruturas obtidas, mas sim um híbrido de ressonância
daquelas estruturas.
 Em 1930, o cientista americano Linus Pauling propôs a teoria da
ressonância. Esta teoria dizia o seguinte:
 “Sempre que, em uma fórmula estrutural, pudermos mudar a posição dos
elétrons sem mudar a posição dos átomos, a estrutura real não será
nenhuma das estruturas obtidas, mas sim um híbrido de
ressonância daquelas estruturas.”

18.  Este efeito é comprovado pelo tamanho das ligações dos carbonos, e
pela distância entre eles. Essa distância é intermediária a da ligação
simples (1,54 Å) e a da ligação dupla (1,34 Å); sendo, portanto, de 1,39 Å,
em virtude do efeito de ressonância.
 Este efeito também pode ser visto na estrutura da molécula de ozônio
(O3), conforme mostrado abaixo:

19. EQUIPE
 SARAH LUCENA, 32
 PAULA NOGUEIRA, 28
 BEATRIZ ANGELIM, 04
 TALES NOGUEIRA, 33
 ÁDILA ALMINO, 01
 LIA NOGUEIRA, 21