Alcoois e Eteres, reações orgânicas e mecanismo de reações, Notas de estudo de Química Orgânica. Universidade Católica de Santos (UNISANTOS)
michele-leite
michele-leite

Alcoois e Eteres, reações orgânicas e mecanismo de reações, Notas de estudo de Química Orgânica. Universidade Católica de Santos (UNISANTOS)

PDF (771 KB)
57 páginas
19Número de visitas
Descrição
Alcoois e Eteres, reações orgânicas e mecanismo de reações.
20 pontos
Pontos de download necessários para baixar
este documento
Baixar o documento
Pré-visualização3 páginas / 57
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 57 páginas
Baixar o documento
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 57 páginas
Baixar o documento
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 57 páginas
Baixar o documento
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 57 páginas
Baixar o documento
Microsoft PowerPoint - Aula 14 Alcoois e Eteres [Modo de Compatibilidade]

Álcoois e Éteres

Aula 14

QO-427 Prof. José Augusto

Monensin é um antibiótico poli-éter que tem a habilidade de transportar íons através da parede celular., é um carregador ionóforo que interage com íons sódio.

0,96 A

104,5o

O H H

1,10 A

1,43 A

sp3

sp3

110o 108,9o

C H

H H

O

H

O CH2 CH2

R R' O H

CH2 R

Álcoois

Importância dos alcoóis: Solventes Medicamentos Bebidas Combustíveis Alcoóis comuns: metanol, etanol, propanol e butanol

H

HH H

sp3

sp3

barreira de rotação: 1,1 kcal/mol

metanol

Nomenclatura trivial de alcoóis: CH3CH2CH2CH2OH álcool n-butílico álcool β-cloroétílico álcool γ-bromobutílico álcool neopentílico

Nomenclatura IUPAC Regra: substituir o "o" do alcano correspondente pelo sufixo "ol“, ou seja, alcano → alcanol.

regra da senioridade: álcool tem preferência sobre halogênios

cis-4-(hidroximetil)cicloexanol

2-(2-bromoetil)-3-metil-pentan-1-ol

cis-4-(hidroximetil)ciclo-hexanol

5 4

3 2

1

Br

OH OH

H H

H

CH2OH

H

H H

H

H H

H

2-butil-1-heptan-1-olciclo-hexanol1-metilciclopentanol

OHOH CH3

OH

(2-clorometil)butan-1-ol2-cloropropan-1-olbutan-2-ol

CH3CHCH2CH3

OH

H3CCH2CHCH2OH

CH2Cl

H3CCHCH2OH

Cl

Tabela 10.1 Propriedades Físicas de Alcoóis

Composto Nome IUPAC p. fusão oC

p. ebulição oC

Densidade d20

Solubilidade em água g/100 mL

CH3OH Metanol -97,8 65 0,791 ∞

CH3CH2OH etanol -114,7 78,5 0,789 ∞

CH3CH2CH2OH 1-propanol -126,5 97,4 0,803 ∞

CH3CHOHCH3 2-propanol -89,5 82,4 0,786 ∞

CH3(CH2)2CH2OH 1-butanol -89,5 117,3 0,810 8,0

CH3CH2CHOHCH3 2-butanol -114,7 99,5 806 12,5

(CH3)2CHCH2OH 2-metil-1-propanol 107,9 0,802 11,1

(CH3)3COH 2-metil-2-propamol 25,5 82,2 0,789 ∞

CH3(CH2)3CH2OH 1-pentanol -79 138 0,814 2,2

CH3(CH2)2CHOHCH3 2-pentanol 119,3 0,809 4,9

CH3CH2CHOHCH2CH3 3-pentanol 115,6 0,815 5,6

(CH3)3CH2OH 2,2-dimetil-1-propanol 53 114 0,812 ∞

CH3(CH2)4CH2OH 1-hexanol -46,7 158 0,814 0,7

Figura 10.1 Pontos de ebulição de 1-alcanóis em função da massa molecular.

Momento dipolar: CH 3OH CH3CH2OH µ = 1,71 D µ = 1,70 D

CH3Cl CH3CH2Cl µ = 1,94 D µ = 2,04

C Cl

H

H H

C Cl

H

H H

interação eletrostática intermolecular polo positivo adjacente ao polo negativo

C O

H

H H

H

O C H H

H H

interação intermolecular ligação hidrogênio

Devido ao tamanho de van der Vaals do carbono, o polo negativo e positivo do dipolo não tem uma maior aproximação e a energia eletrostática da atração dipolo- dipolo é relativamente pequena.

Álcoois geram ligações hidrogênios formando atrações intermoleculares que seguram as moléculas entre si.

H O

R

H O

R

H O

R

O

R

H

1,69-1-79 A

0,96 A

2,65-275A

Tabela 10.2 Constantes Dielétricas de Alcoóis

composto Constante dielérica

Massa molecular

H2O 78,5 18

CH3OH 32.6 32

CH3CH2OH 24,3 42

CH3(CH2)3OH 17,1 56

CH3(CH2)4OH 13,9 70

CH3(CH2)11OH 6,5 186

Fig. 10.2 Vista espacial de metanol na forma de um cubo, mostrando as interações hidrogênio. Os círculos maiores representam grupos metilas, os círculos menores são hidrogênios, e os círculo intermediários são oxigênios. Os oxigênios coloridos descrevem uma cadeia e um ciclo de moléculas.

Tetrâmero de MeOH

HCH3 O

Devido às suas altas polaridades, metanol e etanol são bons solventes para compostos parecidos com sais. Quando a cadeia hidrocarbônica de um álcool torna-se grande (> C10), o composto começa a parecer com um alcano.

Acidez de álcoois: Efeitos Indutivos

CH3O -

pKa = - log Ka[ROH]

[H3O +][RO-]

Ka =

++ H3O + RO-ROH H2O

+ CH3OH2CH3OH CH3OH

= 3,25 x 10-18

(55,5) (55,5)

(10-7) (10-7) K =

Kw = [H3O +][HO-] = 1,0 x 10-14 mol2L-2

++

+

HO-H3O +H2O H2O

= 1,2 x 10-17 M2][]CH3OH2= [CH3OH K CH3O

-

Acidez relativa H2O > ROH > H2 > NH3 > R-H Basicidade relativa R- > -NH2 > H- > RO- > HO-

R-O- íon alcóxido Metanol e etanol são tão ácidos quanto a água. Álcoois superiores são menos ácidos.

Tabela. pKa de álcoois e de alguns ácidos

Composto pKa Composto pKa

H2O 15,7 HCl -2,2

CH3OH 15,5 H2SO4 -5

EtOH 15,9 H3PO4 2,15

(CH3)3COH 18 HF 3,18

ClCH2CH2OH 14,3 H2S 6,97

CF3CH2OH 12,4 HOCl 7,53

C6H5OH 10,0 H2O2 11,64

CH3COOH 4,4

Acidez e Basicidade de Alcoóis

São fracamente básicos e fracamente ácidos

Alcoóis são bases fracas de Bronsted Alcoóis protonados por ácidos fortes formam íons oxônios, ROH2+

um fenol

Alcoóis simples possuem acidez semelhante a da água

Grupos alquilas tornam a acidez de um álcool mais fraca

Tanto mais facilmente um íon alcóxido for solvatado pela água tanto mais sua

formação será ergeticamente favorecida

Efeitos estéricos (interação com grupos vizinhos) são importantes

Efeitos Indutivos

 Grupos retiradores de elétrons tornam um álcool num ácido mais forte pela

estabilização de sua base conjugada (alcóxido)

Reações com metais alcalinos: Na ou K

CH3OH Na CH3O - Na+ H2

metanol 1/2+ + +

Reações com bases fortes: NaH (hidreto de sódio)

+++ metanol

CH3O - Na+ H2CH3OH Na

+H-

CH3OH H -

CH3O - H2

metanol + +

Íons alcóxidos são bases fortes:

CH3O- Na+ metóxido de sódio alcoolato: MeOH + CH3O-Na+

CH3CH2O-Na+ etóxido de sódio

t-butóxido de potássio:

1/2+H3C C

CH3

CH3

OH K H3C C

CH3

CH3

O- K+ H2+

Alcoolato: + +CH3CH2OH NaOH CH3CH2O - Na+ H2O

pKa 15,9 pKa 15,7 sólido

Como a água, alcoóis não são apenas ácidos, mas são também bases.

H2O HCl H3O + Cl-+ +

ROH + HCl ROH2 Cl - ROH2 Cl

- +

par iônico

Exercício 10.5 Para cada um dos pares seguintes, qual é o mais ácido?

+

d)

c)

b)

a)

CH3CH2CH2CH2OH e CH3OCH2CH2OH

ClCH2CH2CH2OH e CH3CHClCH2OH

e

e

OHCl OH

Cl

Cl

Cl

OHOH

Cl

C

F

F

F

CH2 OH C

F

F

F

CH2 O - H+

+

+

pKa = 12,4

Cl CH2 CH2 OH Cl CH2 CH2 O - H+

pKa = 14,3

H O Cl -O Cl H++

pKa = 4,8

H3C C

O

O H H3C C

O

O-

H3C C O

O-

H++

Preparação de Alcoóis

Alternativa para evitar a eliminação concorrente: Temos um preço a pagar: a reação é em duas etapas

E2

SN2

ramificação no C-β

++ H2O(CH3)2C CH2 H2O

HO-(CH)2CHCH2 Br

++CH3CH2CH2CH2 Cl OH -

100oC

H2O CH3CH2CH2CH2 OH Cl

-

Br-+

SN2

saponificação

esterificação

+++ H2O H2OCH3C

O

O- CH3CH2CH2CH2 OH HO -

CH3CH2CH2CH2 OCCH3

O

um éster

K+ Br-CH3CH2CH2CH2 OCCH3

O

CH3C

O

O- K+ ++CH3CH2CH2CH2 Br

"um sabão"

Limitação do uso de haletos de alquila para preparação de alcoóis: Em geral haletos de alquilas são preparados a partir de alcoóis!

Preparação de metanol “álcool de madeira”: destilação seca de madeira Metanol é tóxico! Importante solvente

CO H2 CH3OH 300-400 oC

200-300 atm ZnO-Cr2O3

+2

gás de síntese

C

CH3

CH3

ClH3C HO -+ C

CH3

H3C CH3

HO-

C

CH3

CH3

OHH3C

(CH3)C CH2

+

C

CH3

CH3

OCCH3H3C

O

AcO-mecanismo unimolecular ramificação favorece eliminação

Etanol: fermentação de sacarose, hidratação de etileno ou eteno Etanol é tóxico em grandes quantidades, uso como solvente e combustível

Reações de Alcoóis

Solubilização de meio ácido sulfúrico

RCH2 OH H+ RCH2 OH

H

H2SO4 +

solúvel

30%

C6H12OH CH3CH2OH CO2 Saccharomyces cerevisiae

2 2+

açúcar de cana (sacarose)

Reações de alcóxidos com haletos de alquila

+

C

CH2CH3

CH2CH3

OHH3CCH2 + K H2 C

CH2CH3

CH2CH3

O- K+H3CCH2+1/2

C

CH2CH3

CH2CH3

O- K+H3CCH2 H3C I C

CH2CH3

CH2CH3

OH3CCH2 CH3 -KI

SN2

C

CH2CH3

CH2CH3

ClH3CCH2 CH3O - K+ (C2H5)2C CHCH3

KCl CH3OH

+

+

+

base forte E1

Exercício 10.7 Quais dos seguintes éteres podem ser preparados a partir de um álcool e de um haleto de alquila?

CH3CHCH2CH3

OCH3

(CH3)3COCH(CH3)2 CH3CH2OCH2C(CH3)3a) b) c)

Conversões de alcoóis em haletos de alquila

C2H5OH Br - C2H5Br HO

-++

K = [C2H5Br][HO

-]

[C2H5OH][Br -]

= 10-19

+ + H2OC2H5BrHBrC2H5OH

adicionando um pouco de H2SO4

= 102

[C2H5OH][HBr]

[C2H5Br][H2O] K =

Até o momento nenhum comentário
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 57 páginas
Baixar o documento