Reações Orgânicas

Cartões · 51

O que caracteriza uma reação de substituição?

Um átomo ou grupo de átomos ligado a uma molécula orgânica é trocado por outro átomo ou grupo funcional.

Quais são os três principais tipos de reações de substituição?

Substituição Nucleofílica (SN), Substituição Eletrofílica (SE) e Substituição Radicalar (SR).

O que significa a sigla SN1?

Substituição Nucleofílica Unimolecular, cuja velocidade depende apenas da concentração do substrato.

O que significa a sigla SN2?

Substituição Nucleofílica Bimolecular, cuja velocidade depende da concentração do substrato e do nucleófilo.

Qual é a lei de velocidade de uma reação SN1?

Velocidade = k [Substrato].

Qual é a lei de velocidade de uma reação SN2?

Velocidade = k [Substrato][Nucleófilo].

Quantas etapas ocorrem no mecanismo SN1?

Ocorre em duas etapas: formação do carbocátion (etapa lenta) e ataque nucleofílico subsequente (etapa rápida).

Quantas etapas ocorrem no mecanismo SN2?

Ocorre em uma única etapa concertada, na qual a quebra e a formação de ligações são simultâneas.

Qual intermediário reativo é formado no mecanismo SN1?

Forma-se um carbocátion com geometria planar (hibridização sp2).

Qual é a estereoquímica típica do produto de uma reação SN1?

Mistura racêmica (racemização parcial ou total), devido ao ataque do nucleófilo por ambas as faces do carbocátion.

Qual é o efeito estereoquímico típico de uma reação SN2?

Inversão de configuração absoluta (Inversão de Walden), devido ao ataque pela face oposta ao grupo de saída.

Qual é a ordem de reatividade de haletos de alquila no mecanismo SN1?

Terciário > Secundário >> Primário > Metila (devido à maior estabilidade do carbocátion terciário).

Qual é a ordem de reatividade de haletos de alquila no mecanismo SN2?

Metila > Primário > Secundário >> Terciário (devido ao menor impedimento estérico).

Que tipo de solvente favorece o mecanismo SN1?

Solventes próticos polares (ex: água, álcoois), que estabilizam carbocátions e ânions de saída por pontes de hidrogênio.

Que tipo de solvente favorece o mecanismo SN2?

Solventes apróticos polares (ex: acetona, DMSO, DMF), pois solvatam cátions e deixam o nucleófilo livre e reativo.

Qual o papel de um bom grupo de saída em substituições nucleofílicas?

Sair com facilidade acomodando a densidade eletrônica; bases fracas e conjugadas de ácidos fortes são ótimos grupos de saída.

Qual é a ordem de habilidade de grupo de saída entre os haletos?

Iodo (I-) > Bromo (Br-) > Cloro (Cl-) >> Flúor (F-).

O que caracteriza uma Substituição Eletrofílica Aromática (SEAr)?

O anel aromático atua como nucleófilo rico em elétrons e substitui um próton de hidrogênio por um eletrófilo.

Qual intermediário chave é formado na SEAr?

O complexo sigma (íon arenônio), que perde a aromaticidade temporariamente e é estabilizado por ressonância.

Como o anel aromático recupera a aromaticidade na SEAr?

Pela perda rápida de um próton (H+) do átomo de carbono atacado pelo eletrófilo.

O que é a halogenação de benzeno por SEAr?

Reação do benzeno com Cl2 ou Br2 catalisada por um ácido de Lewis (como FeCl3 ou AlCl3) para formar halobenzeno.

O que é a nitração do benzeno?

Substituição de um hidrogênio pelo grupo nitro (-NO2), usando ácido nítrico (HNO3) e ácido sulfúrico (H2SO4).

Qual é o eletrófilo gerado na nitração do benzeno?

Íon nitrônio (NO2+).

O que é a sulfonação do benzeno?

Reação com ácido sulfúrico concentrado fumegante (SO3 em H2SO4) para formar ácido benzenossulfônico.

Qual é a principal particularidade da sulfonação do benzeno?

É uma reação reversível; o grupo sulfônico pode ser removido por aquecimento em meio ácido aquoso diluído.

O que é a alquilação de Friedel-Crafts?

Introdução de um grupo alquila no anel benzênico reagindo haleto de alquila na presença de ácido de Lewis (AlCl3).

Quais são as limitações da alquilação de Friedel-Crafts?

Rearranjos de carbocátions (formando produtos indesejados) e a polialquilação pelo aumento de reatividade do anel.

O que é a acilação de Friedel-Crafts?

Introdução de um grupo acila (R-C=O) no anel por meio de cloreto de acila e AlCl3, formando uma cetona aromática.

Por que a acilação de Friedel-Crafts não sofre poliacilação?

Porque o grupo acila introduzido é fortemente desativador do anel, impedindo novos ataques eletrofílicos.

Como os grupos ativadores afetam o anel benzênico na SEAr?

Aumentam a densidade eletrônica do anel por efeito indutivo positivo ou ressonância, acelerando a reação.

Como grupos ativadores orientam a entrada de novos substituintes?

Orientam prioritariamente para as posições orto e para.

Dê exemplos de grupos ativadores orto/para-dirigentes fortes.

Grupos amino (-NH2, -NHR, -NR2) e hidroxila (-OH).

Como os halogênios atuam na SEAr em relação à velocidade e orientação?

São desativadores fracos (por efeito indutivo retirador), mas dirigem para orto/para (por efeito de ressonância).

Como os grupos desativadores fortes afetam a SEAr e como orientam?

Diminuem a densidade eletrônica do anel e orientam novos eletrófilos prioritariamente para a posição meta.

Dê exemplos de grupos desativadores meta-dirigentes.

Grupo nitro (-NO2), ciano (-CN), ácido carboxílico (-COOH) e íons amônio quaternário (-NR3+).

O que é uma Substituição Radicalar (SR)?

Reação em que uma ligação quebra homoliticamente gerando radicais livres que promovem a troca de átomos.

Quais são as três etapas fundamentais de uma reação em cadeia por radicais?

Iniciação, propagação e terminação.

Qual é a principal reação industrial via mecanismo de substituição radicalar?

Halogenação de alcanos (ex: cloração ou bromação do metano via luz UV ou calor).

Por que a bromação radicalar é mais seletiva que a cloração?

Porque a etapa endotérmica de abstração de H pelo bromo passa por um estado de transição semelhante ao radical final.

Qual é a ordem de estabilidade dos radicais livres de carbono?

Radical alílico/benzílico > terciário > secundário > primário > metila.

O que é a halogenação alílica com NBS?

Uso de N-bromossuccinimida para bromar especificamente o carbono adjacente a uma ligação dupla via radicais livres.

O que é uma Substituição Nucleofílica Aromática (SNAr)?

Substituição de um grupo de saída em anel aromático por um nucleófilo forte, facilitada por grupos retiradores de elétrons.

Qual é o intermediário típico no mecanismo de adição-eliminação da SNAr?

Complexo de Meisenheimer, um intermediário aniônico estabilizado por ressonância.

Quais condições favorecem o mecanismo SNAr de adição-eliminação?

Presença de grupos fortemente retiradores de elétrons (como -NO2) nas posições orto e/ou para ao grupo de saída.

Qual intermediário altamente reativo é formado no mecanismo de eliminação-adição em aromáticos?

O benzino (ou arino), que possui uma ligação tripla aparente no anel.

O que é a Substituição Nucleofílica Acílica?

Ataque de um nucleófilo ao carbono carbonílico de derivados de ácido carboxílico com expulsão de um grupo de saída.

Qual intermediário é formado na substituição nucleofílica acílica?

Intermediário tetraédrico resultante do ataque do nucleófilo à carbonila planar.

Qual a ordem de reatividade dos derivados de ácido carboxílico na substituição nucleofílica acílica?

Cloretos de acila > Anidridos > Ésteres > Amidas.

O que ocorre quando álcoois reagem com cloreto de tionila (SOCl2)?

Substituição nucleofílica que converte o álcool em cloreto de alquila, liberando SO2 e HCl gasosos.

O que ocorre na hidrólise básica de um éster (saponificação)?

Substituição nucleofílica acílica onde OH- ataca a carbonila, liberando um carboxilato e um álcool.

Como os carbocátions em reações SN1 podem se estabilizar além da solvatação?

Por rearranjos moleculares, como migração de hidreto (H-) ou migração de metila (alquila).