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1ª LISTA DE EXERCÍCIOS 1 Qual das afirmações é falsa marque com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida a C6H6 é pouco solúvel em H2O b Naftaleno é bastante solúvel em benzeno c A molécula de CO2 é solúvel em água d A molécula CO2 é polar e NH3 é uma substância covalente polar 2 A tabela a seguir demonstra as constantes de ionização ácida de substâncias orgânicas em água a 25 C A partir dos dados da tabela é INCORRETO dizer que marque com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida a o ácido acético é o ácido mais fraco das substâncias listadas na tabela quando estas estão dissolvidas em água b o etanol é o ácido mais fraco das substâncias listadas na tabela quando estas estão dissolvidas em água c fenol é menos ácido que 2nitrofenol em água d o ácido acético é o ácido mais forte das substâncias listadas na tabela quando estas estão dissolvidas no solvente polar e o etanol é o ácido mais fraco das substâncias listadas na tabela quando estas estão dissolvidas no solvente polar 3 Sobre as afirmações a seguir analise e marque a opção que atenda ao que se pede na questão marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida I O vetor momento de dipolo representa a distribuição das cargas parciais existentes em uma ligação polar Ou seja o dipolo será representado por um vetor direcionado do átomo mais eletronegativo em direção ao átomo menos eletronegativo No átomo mais eletronegativo estará localizada a carga parcial positiva da ligação enquanto que no átomo menos eletronegativo estará localizada a carga parcial negativa do dipolo Portanto um vetor momento dipolo é utilizado para representar a localização das cargas parciais em uma ligação covalente polar Ligação esta que terá sua maior densidade eletrônica posicionada nas vizinhanças do átomo mais eletronegativo II Na molécula do gás carbônico existem duas ligações polares entre átomos de carbono e oxigênio e a maior densidade eletrônica estará próxima aos átomos de oxigênio uma vez que estes são os átomos menos eletronegativos Entretanto a molécula possui geometria linear os dois dipolos se orientam à 180º entre si Tendo em vista que possuem a mesma intensidade Tratamse de duas ligações entre átomos idênticos o dipolo resultante terá intensidade igual a zero e a molécula será considerada apolar III Na molécula do clorometano existem três ligações entre o átomo de carbono e três outros átomos de hidrogênio e uma ligação entre o átomo de carbono e um átomo de cloro Portanto a ligação mais polar será aquela em que está presente o átomo de cloro e por este motivo nela estará localizado o vetor momento de dipolo com maior intensidade O vetor momento de dipolo resultante estará orientado em direção ao átomo de cloro Dentre as afirmações acima estão incorretas a Todas as afirmativas b II e III c Apenas II d I e II e Apenas III UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 2 de 9 4 Analise se as assertivas a seguir são verdadeiras ou falsas e escolha a opção que corresponda ao resultado da sua análise marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida I Um ácido de Lewis pode ser classificado como um eletrófilo uma vez que pode receber um par de elétrons em um dos seus orbitais vazios II Uma base forte estéricamente impedida atua como um eletrófilo em uma reação orgânica III Em uma reação de eliminação um bom grupo abandonador guarda semelhança com o comportamento de uma base fraca em termos de reatividade a Todas as afirmativas são falsas b Todas as afirmativas são verdadeiras c A afirmativa III é verdadeira d A afirmativa II é verdadeira e A afirmativa I é falsa 5 Sobre as três moléculas a seguir analise se as assertivas são verdadeiras ou falsas e escolha a opção que corresponda ao resultado da sua análise marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida NH2 Cl NO2 A B C I Se submetidas à uma reação de substituição nucleofílica aromática apenas a molécula C reage II A molécula B pode ser submetida à reação em presença de CH3ONaCH3OH resultando em um produto de substituição eletrofílica aromática nas posições orto e para III A molécula C possui o grupo nitro como substituinte um desativador do anel aromático para reações de substituição eletrofílica aromática IV A molécula A não sofre reação de substituição nucleofílica aromática a Todas as afirmativas são verdadeiras b Todas as afirmativas são falsas c Apenas a afirmativa II é verdadeira d As afirmativas I e III são verdadeiras e A afirmativa IV é verdadeira UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 3 de 9 6 Analise se as assertivas são verdadeiras ou falsas e escolha a opção que corresponda ao resultado da sua análise marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida I Em uma reação de substituição eletrofílica aromática a presença de um grupo ativador volumoso que cause muito impedimento estérico irá favorecer o produto de substituição em posição meta ao grupo ativador II Em uma reação de nitração da anilina a substituição eletrofílica aromática irá resultar em produtos nas posições orto ou para III Em uma reação de halogenação é necessária a presença de um ácido de Lewis para que ocorra a formação do eletrófilo IV Os átomos de halogênio desativam o anel aromático diante de uma reação de substituição eletrofílica aromática e orientam produtos de substituição em posições orto e para a Todas as alternativas são verdadeiras b A alternativa II é falsa c As alternativas II e IV são verdadeiras d A alternativa IV é falsa e A alternativa I é verdadeira 7 Sobre o esquema reacional a seguir analise se as assertivas são verdadeiras ou falsas e escolha a opção que corresponda ao resultado da sua análise marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida Br HNO3 H2SO4 Cl2 FeCl3 NaOCH3 CH3OH 90ºC A B C I A molécula A é o produto de uma reação de substituição nucleofílica aromática onde o átomo de Bromo será substituído por um grupo OCH3 II A molécula B é o produto de uma reação de nitração onde hum ou mais grupos nitro poderão ser adicionados em posições orto ou para III A molécula C é o produto de uma reação de halogenação onde hum ou mais átomos de Cloro poderão ser adicionados em posição orto ou para IV As moléculas B e C são produtos de uma reação de substituição eletrofílica aromática UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 4 de 9 a A afirmativa I é falsa b As afirmativas II e III são falsas c A afirmativa IV é verdadeira d Somente a afirmativa I é verdadeira e Todas as afirmativas são falsas 8 Descreva os mecanismos de reação envolvidos na rota sintética a seguir Cl HNO3H2SO4 Cl NO2 NO2 NH NO2 NO2 H2N N N H H H H 9 Descreva o mecanismo das seguintes reações Cl2 FeCl3 Cl2 FeCl3 CH3 CH3Cl2 FeCl3 CH3 Br2 FeBr3 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 5 de 9 Br2 H2OH OH 10 Da reação de substituição eletrofílica a seguir dentre as opções identifique aquela que corresponde às substâncias A e B A FeBr3 NO2 B NO2 Br a A Br2 e B FeBr2 b A NaBr e B NaH c A HBr e B H2 d A HBr e B H e A Br2 e B HBr 11 Qual anel benzênico dos compostos a seguir sofreria reação de nitração HNO3H2SO4 Justifique suas respostas O CH3 N Br H CH3 a b c UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 6 de 9 12 Ordene os anéis benzênicos em ordem decrescente de reatividade frente à substituição eletrofílica aromática Justifique UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 7 de 9 13 Mostre o mecanismo para as reações abaixo e explique as posições das substituições 14 Desenhe o mecanismo para obter o seguinte composto intramolecular H2SO4 OCH3 OCH3 15 Quais dos compostos a seguir não sofrem a alquilação de FridelCrafts UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 8 de 9 16 Proponha um mecanismo para as transformações mostradas a seguir explicando a diferença de reatividade da anilina em cada caso Br2 NH2 NO2 Br HOAc 0ºC Br Br NH2 NO2 Br Br Br O O O 1 2 Br2 HOAc 25ºC 3 HCl EtOH H2O refluxo 17 Analise a pergunta a seguir e responda com suas palavras máximo de 15 linhas Quais fatores são determinantes para que uma Reação de Substituição Aromática Eletrofílica ocorra cite e explique 2 dois aspectos estruturais e eletrônicos do material de partida que contribuam para a estabilidade do produto formado 18 Analise a pergunta a seguir e responda com suas palavras máximo de 15 linhas explique o os fatores que afetam a estabilidade de carbocátions e de carbânions 19 Analise a pergunta a seguir e responda com suas palavras máximo de 15 linhas explique em detalhes o mecanismo de uma Reação Radicalar e diferencie o mesmo de uma reação entre um ácido e uma base de Lewis 20 Analise a pergunta a seguir e responda com suas palavras máximo de 15 linhas explique o efeito indutivo doador de elétrons e o fenômeno da hiperconjugação eletrônica UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 9 de 9 21 Explique a diferença entre uma reação endergônica e uma reação exergônica 22 Explique a diferença entre intermediário de uma reação e estado de transição em uma reação 23 Como o efeito indutivo retirador de elétrons atua interferindo no pka de um ácido orgânico 24 Explique como a presença de um grupo nitro interfere na reatividade de um anel aromático frente à uma reação de Substituição Nucleofílica Aromática e à uma reação de Substituição Eletrofílica Aromática 1ª LISTA DE EXERCÍCIOS 1 a A molécula CO2 é polar 2 ácido acético é o ácido mais fraco das substâncias listadas na tabela quando estes estão dissolvidos em água 3 b II e III 4 c a afirmativa III é verdadeira 5 d as afirmativas I e III não verdadeiras 6 c as alternativas II e IV são verdadeiras 7 a a afirmativa I é falsa 10 e A BH2 e B HBr 15 b 8 Ativação do ácido nítrico pelo ácido sulfúrico Mecanismo da nitração ocorre normalmente a nitração na posição orto em relação ao cloro 2H2NNH2 9 C6H6 Cl2 FeCl3 C6H5Cl Ativação do cloro Cl Cl FeCl3 Cl Cl FeCl3 Cl Cl FeCl3 Ataque eletrofílico no benzeno CH3C6H5 Cl2 FeCl3 CH3C6H4Cl CH3C6H4Cl Considerando a entrada do Cl no tolueno orto meta para CH3 orto meta para CH3 CH3 na posição orto e para irá formar uma carbocátion que é melhor estabilizado pelo grupo CH3 por isso o ataque pode ocorrer nestas posições Ataque eletrofílico no benzeno com cloro tende ao ataque ocorre em ambas as posições CH3C6H5 CH3Cl2 FeCl3 CH3C6H4CH3Cl CH3C6H4CH3Cl CH3Cl FeCl3 CH3ClFeCl3 CH3 pode atacar pelos dois lados CH3 Cl FeCl3 CH3 CH3Cl Br2 FeBr3 Br Ativação do bromo Br Br FeBr3 Br Br FeBr3 Br Br FeBr3 Ataque eletrofílico no benzeno Br Br FeBr3 Br Br FeBr3 Br Br HBr FeBr3 OH Br2 H2OH Br Br OH Br Br Considerando a entrada do bromo no fenol OH Bn orto OH Br meta para na posição orto e para uma das estruturas de ressonância é relativamente estável nestas posições quanto o Br entra por isso é preferível a entrada nestas posições OH OH Br Br esse processo se repete até todas as substituições tendo OH Br Br Br S T Q Q S S D 11 b O grupo amino quando está em ressonância para realizar a nitracão a sua reatividade depende dos intermediários catiônicos que serão estabilizados no processo 12 c OH CH2CH3 Br a CF3 CH3 CH3 CH3 d OCH3 SCH3 NCH32 b CH3 COOH NO2 No geral o que governa a ordem para cada uma das letrras os grupos que são doadores de elétrons são melhores para a substituição eletrofílica devido as estruturas de ressonância 13 OH OH OH HNO3 Br2 NO2 Br2 NO2 OH orto meta para OH OH NO2 OH NO2 Quando o NO2 entra para o orto e para uma das estruturas de ressonância é maior estabilidade pois ima a preferência na entrada do grupo O mesmo ocorre na segunda etapa onde o grupo orientador independente de qual for irá orientar em orto pelo OH e meta pelo NO2 OH ONO OH NO2 OSO3H OH NO2 OH NO2 BrBr Br NO2 Br Br NO2 Br Cl Cl Br AlCl3 AlCl3 Cl Cl Br Br Br Br 14 H2SO4 H SO4H H SO4 OCH3 OCH3 OCH3 OCH3 17 Diversos fatores podem influenciar a substituição eletrofílica como a ressonância da estrutura quando ocorre o ataque conseqüentemente com a estabilidade do intermediário haver outros grupos no anel no momento da sintese auxiliam nesta parte na estabilização extra Por exemplo a halogenação da anilina ocorre na ausência de catalisadores e são reações muito rápidas se comparado ao benzeno sem substituente 18 A estabilidade é afetada por uma soma de fatores sendo esses ressonância efeito indutivo e hibridização do carbono Na ressonância O estará deslocalização do na molécula e isso dará mais estabilidade além disso se o carbono que que está o tiver grupos ligados nele carbono secundárioterciário o efeito indutivo pelos grupos estabiliza o Ainda quando o carbono tem maior caráter p sp3 terá uma dispersão da carga sobre os átomos em volta 19 Reações radicais são reações com uma alta energia pois são espécies instáveis que se formam e ela passa por 3 etapas não sendo Iniciação O inserida energética para uma molécula estável onde cada átomo irá ficar com um elétron para compartilhada A2 B Δ A B Propagação os radicais formados vão reagir com outras moléculas estáveis para formar radicais e resulta em uma molécula estável terminação Não é sempre mas os radicais reagem e formam somente moléculas estáveis reagindo com os radicais Por sua vez uma reação de ácido e base de Lewis envolve o compartilhamento de um par de elétrons doação e aceitação 20 O efeito indutivo ocorre em uma molécula quando os átomos dão uma estabilização extra através da doação de elétrons isso pode fazer com que a densidade eletrônica da molécula fique deslocalizada e isso traz uma estabilidade na molécula Agora a hiperconjugação eletrônica ocorre quando uma molécula com orbitais preenchidos e vazios adjacentes estabilizam uma carga em uma molécula pois da mesma forma essa irá deslocalizar a carga e essa ira estabilizar a molécula 23 O efeito indutivo retirador de elétrons vai diminuir a densidade eletrônica do carbono que tem o hidrogênio ácido o que leva a uma maior estabilidade do íon conjugada Por exemplo considerando o ácido acético se for adicionada com um grupo nitro ele irá fazer esse efeito indutivo retirador de elétrons diminuindo a densidade eletrônica do grupo do ácido acético isso aumenta a acidez do ácido acético e com isso diminui o pka 24 Com uma pelo grupo nitro ser um grupo fortemente retirador de elétrons ele vai deslocar a densidade eletrônica para fora do anel aromático e isso irá aumentar a sua reatividade eletrofílica para uma a preferência pela substituição eletrofílica aromática 21 Uma reação endotérmica possui algumas características como Absorver energia do ambiente para poder ocorrer também a energia dos produtos é maior do que dos reagentes Esse tipo de reação ocorrem em sistemas que absorvem energia do ambiente um exemplo desse tipo é a fotossíntese Já uma reação exotérmica ela irá liberar energia para o ambiente com isso a energia dos reagentes é maior do que dos produtos Um exemplo disso é no processo de combustão libera energia para o ambiente 22 A principal diferença entre um intermediário e um estado de transição em uma reação está na sua duração Um intermediário é uma molécula relativamente estável para ser detectada muitas vezes até isolada Já um estado de transição é algo mais teórico ele não dura suficiente na reação para ser detectado
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1ª LISTA DE EXERCÍCIOS 1 Qual das afirmações é falsa marque com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida a C6H6 é pouco solúvel em H2O b Naftaleno é bastante solúvel em benzeno c A molécula de CO2 é solúvel em água d A molécula CO2 é polar e NH3 é uma substância covalente polar 2 A tabela a seguir demonstra as constantes de ionização ácida de substâncias orgânicas em água a 25 C A partir dos dados da tabela é INCORRETO dizer que marque com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida a o ácido acético é o ácido mais fraco das substâncias listadas na tabela quando estas estão dissolvidas em água b o etanol é o ácido mais fraco das substâncias listadas na tabela quando estas estão dissolvidas em água c fenol é menos ácido que 2nitrofenol em água d o ácido acético é o ácido mais forte das substâncias listadas na tabela quando estas estão dissolvidas no solvente polar e o etanol é o ácido mais fraco das substâncias listadas na tabela quando estas estão dissolvidas no solvente polar 3 Sobre as afirmações a seguir analise e marque a opção que atenda ao que se pede na questão marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida I O vetor momento de dipolo representa a distribuição das cargas parciais existentes em uma ligação polar Ou seja o dipolo será representado por um vetor direcionado do átomo mais eletronegativo em direção ao átomo menos eletronegativo No átomo mais eletronegativo estará localizada a carga parcial positiva da ligação enquanto que no átomo menos eletronegativo estará localizada a carga parcial negativa do dipolo Portanto um vetor momento dipolo é utilizado para representar a localização das cargas parciais em uma ligação covalente polar Ligação esta que terá sua maior densidade eletrônica posicionada nas vizinhanças do átomo mais eletronegativo II Na molécula do gás carbônico existem duas ligações polares entre átomos de carbono e oxigênio e a maior densidade eletrônica estará próxima aos átomos de oxigênio uma vez que estes são os átomos menos eletronegativos Entretanto a molécula possui geometria linear os dois dipolos se orientam à 180º entre si Tendo em vista que possuem a mesma intensidade Tratamse de duas ligações entre átomos idênticos o dipolo resultante terá intensidade igual a zero e a molécula será considerada apolar III Na molécula do clorometano existem três ligações entre o átomo de carbono e três outros átomos de hidrogênio e uma ligação entre o átomo de carbono e um átomo de cloro Portanto a ligação mais polar será aquela em que está presente o átomo de cloro e por este motivo nela estará localizado o vetor momento de dipolo com maior intensidade O vetor momento de dipolo resultante estará orientado em direção ao átomo de cloro Dentre as afirmações acima estão incorretas a Todas as afirmativas b II e III c Apenas II d I e II e Apenas III UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 2 de 9 4 Analise se as assertivas a seguir são verdadeiras ou falsas e escolha a opção que corresponda ao resultado da sua análise marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida I Um ácido de Lewis pode ser classificado como um eletrófilo uma vez que pode receber um par de elétrons em um dos seus orbitais vazios II Uma base forte estéricamente impedida atua como um eletrófilo em uma reação orgânica III Em uma reação de eliminação um bom grupo abandonador guarda semelhança com o comportamento de uma base fraca em termos de reatividade a Todas as afirmativas são falsas b Todas as afirmativas são verdadeiras c A afirmativa III é verdadeira d A afirmativa II é verdadeira e A afirmativa I é falsa 5 Sobre as três moléculas a seguir analise se as assertivas são verdadeiras ou falsas e escolha a opção que corresponda ao resultado da sua análise marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida NH2 Cl NO2 A B C I Se submetidas à uma reação de substituição nucleofílica aromática apenas a molécula C reage II A molécula B pode ser submetida à reação em presença de CH3ONaCH3OH resultando em um produto de substituição eletrofílica aromática nas posições orto e para III A molécula C possui o grupo nitro como substituinte um desativador do anel aromático para reações de substituição eletrofílica aromática IV A molécula A não sofre reação de substituição nucleofílica aromática a Todas as afirmativas são verdadeiras b Todas as afirmativas são falsas c Apenas a afirmativa II é verdadeira d As afirmativas I e III são verdadeiras e A afirmativa IV é verdadeira UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 3 de 9 6 Analise se as assertivas são verdadeiras ou falsas e escolha a opção que corresponda ao resultado da sua análise marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida I Em uma reação de substituição eletrofílica aromática a presença de um grupo ativador volumoso que cause muito impedimento estérico irá favorecer o produto de substituição em posição meta ao grupo ativador II Em uma reação de nitração da anilina a substituição eletrofílica aromática irá resultar em produtos nas posições orto ou para III Em uma reação de halogenação é necessária a presença de um ácido de Lewis para que ocorra a formação do eletrófilo IV Os átomos de halogênio desativam o anel aromático diante de uma reação de substituição eletrofílica aromática e orientam produtos de substituição em posições orto e para a Todas as alternativas são verdadeiras b A alternativa II é falsa c As alternativas II e IV são verdadeiras d A alternativa IV é falsa e A alternativa I é verdadeira 7 Sobre o esquema reacional a seguir analise se as assertivas são verdadeiras ou falsas e escolha a opção que corresponda ao resultado da sua análise marcando com um X sobre a letra que identifica a alternativa escolhida Br HNO3 H2SO4 Cl2 FeCl3 NaOCH3 CH3OH 90ºC A B C I A molécula A é o produto de uma reação de substituição nucleofílica aromática onde o átomo de Bromo será substituído por um grupo OCH3 II A molécula B é o produto de uma reação de nitração onde hum ou mais grupos nitro poderão ser adicionados em posições orto ou para III A molécula C é o produto de uma reação de halogenação onde hum ou mais átomos de Cloro poderão ser adicionados em posição orto ou para IV As moléculas B e C são produtos de uma reação de substituição eletrofílica aromática UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 4 de 9 a A afirmativa I é falsa b As afirmativas II e III são falsas c A afirmativa IV é verdadeira d Somente a afirmativa I é verdadeira e Todas as afirmativas são falsas 8 Descreva os mecanismos de reação envolvidos na rota sintética a seguir Cl HNO3H2SO4 Cl NO2 NO2 NH NO2 NO2 H2N N N H H H H 9 Descreva o mecanismo das seguintes reações Cl2 FeCl3 Cl2 FeCl3 CH3 CH3Cl2 FeCl3 CH3 Br2 FeBr3 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 5 de 9 Br2 H2OH OH 10 Da reação de substituição eletrofílica a seguir dentre as opções identifique aquela que corresponde às substâncias A e B A FeBr3 NO2 B NO2 Br a A Br2 e B FeBr2 b A NaBr e B NaH c A HBr e B H2 d A HBr e B H e A Br2 e B HBr 11 Qual anel benzênico dos compostos a seguir sofreria reação de nitração HNO3H2SO4 Justifique suas respostas O CH3 N Br H CH3 a b c UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 6 de 9 12 Ordene os anéis benzênicos em ordem decrescente de reatividade frente à substituição eletrofílica aromática Justifique UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 7 de 9 13 Mostre o mecanismo para as reações abaixo e explique as posições das substituições 14 Desenhe o mecanismo para obter o seguinte composto intramolecular H2SO4 OCH3 OCH3 15 Quais dos compostos a seguir não sofrem a alquilação de FridelCrafts UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 8 de 9 16 Proponha um mecanismo para as transformações mostradas a seguir explicando a diferença de reatividade da anilina em cada caso Br2 NH2 NO2 Br HOAc 0ºC Br Br NH2 NO2 Br Br Br O O O 1 2 Br2 HOAc 25ºC 3 HCl EtOH H2O refluxo 17 Analise a pergunta a seguir e responda com suas palavras máximo de 15 linhas Quais fatores são determinantes para que uma Reação de Substituição Aromática Eletrofílica ocorra cite e explique 2 dois aspectos estruturais e eletrônicos do material de partida que contribuam para a estabilidade do produto formado 18 Analise a pergunta a seguir e responda com suas palavras máximo de 15 linhas explique o os fatores que afetam a estabilidade de carbocátions e de carbânions 19 Analise a pergunta a seguir e responda com suas palavras máximo de 15 linhas explique em detalhes o mecanismo de uma Reação Radicalar e diferencie o mesmo de uma reação entre um ácido e uma base de Lewis 20 Analise a pergunta a seguir e responda com suas palavras máximo de 15 linhas explique o efeito indutivo doador de elétrons e o fenômeno da hiperconjugação eletrônica UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO UFMT INSTITUTO DE CIÊNCIAS NATURAIS HUMANAS E SOCIAIS ICNHS CURSO DE LICENCIATURA EM MATEMÁTICA E CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA 2 Semestre 20232 04042024 Página 9 de 9 21 Explique a diferença entre uma reação endergônica e uma reação exergônica 22 Explique a diferença entre intermediário de uma reação e estado de transição em uma reação 23 Como o efeito indutivo retirador de elétrons atua interferindo no pka de um ácido orgânico 24 Explique como a presença de um grupo nitro interfere na reatividade de um anel aromático frente à uma reação de Substituição Nucleofílica Aromática e à uma reação de Substituição Eletrofílica Aromática 1ª LISTA DE EXERCÍCIOS 1 a A molécula CO2 é polar 2 ácido acético é o ácido mais fraco das substâncias listadas na tabela quando estes estão dissolvidos em água 3 b II e III 4 c a afirmativa III é verdadeira 5 d as afirmativas I e III não verdadeiras 6 c as alternativas II e IV são verdadeiras 7 a a afirmativa I é falsa 10 e A BH2 e B HBr 15 b 8 Ativação do ácido nítrico pelo ácido sulfúrico Mecanismo da nitração ocorre normalmente a nitração na posição orto em relação ao cloro 2H2NNH2 9 C6H6 Cl2 FeCl3 C6H5Cl Ativação do cloro Cl Cl FeCl3 Cl Cl FeCl3 Cl Cl FeCl3 Ataque eletrofílico no benzeno CH3C6H5 Cl2 FeCl3 CH3C6H4Cl CH3C6H4Cl Considerando a entrada do Cl no tolueno orto meta para CH3 orto meta para CH3 CH3 na posição orto e para irá formar uma carbocátion que é melhor estabilizado pelo grupo CH3 por isso o ataque pode ocorrer nestas posições Ataque eletrofílico no benzeno com cloro tende ao ataque ocorre em ambas as posições CH3C6H5 CH3Cl2 FeCl3 CH3C6H4CH3Cl CH3C6H4CH3Cl CH3Cl FeCl3 CH3ClFeCl3 CH3 pode atacar pelos dois lados CH3 Cl FeCl3 CH3 CH3Cl Br2 FeBr3 Br Ativação do bromo Br Br FeBr3 Br Br FeBr3 Br Br FeBr3 Ataque eletrofílico no benzeno Br Br FeBr3 Br Br FeBr3 Br Br HBr FeBr3 OH Br2 H2OH Br Br OH Br Br Considerando a entrada do bromo no fenol OH Bn orto OH Br meta para na posição orto e para uma das estruturas de ressonância é relativamente estável nestas posições quanto o Br entra por isso é preferível a entrada nestas posições OH OH Br Br esse processo se repete até todas as substituições tendo OH Br Br Br S T Q Q S S D 11 b O grupo amino quando está em ressonância para realizar a nitracão a sua reatividade depende dos intermediários catiônicos que serão estabilizados no processo 12 c OH CH2CH3 Br a CF3 CH3 CH3 CH3 d OCH3 SCH3 NCH32 b CH3 COOH NO2 No geral o que governa a ordem para cada uma das letrras os grupos que são doadores de elétrons são melhores para a substituição eletrofílica devido as estruturas de ressonância 13 OH OH OH HNO3 Br2 NO2 Br2 NO2 OH orto meta para OH OH NO2 OH NO2 Quando o NO2 entra para o orto e para uma das estruturas de ressonância é maior estabilidade pois ima a preferência na entrada do grupo O mesmo ocorre na segunda etapa onde o grupo orientador independente de qual for irá orientar em orto pelo OH e meta pelo NO2 OH ONO OH NO2 OSO3H OH NO2 OH NO2 BrBr Br NO2 Br Br NO2 Br Cl Cl Br AlCl3 AlCl3 Cl Cl Br Br Br Br 14 H2SO4 H SO4H H SO4 OCH3 OCH3 OCH3 OCH3 17 Diversos fatores podem influenciar a substituição eletrofílica como a ressonância da estrutura quando ocorre o ataque conseqüentemente com a estabilidade do intermediário haver outros grupos no anel no momento da sintese auxiliam nesta parte na estabilização extra Por exemplo a halogenação da anilina ocorre na ausência de catalisadores e são reações muito rápidas se comparado ao benzeno sem substituente 18 A estabilidade é afetada por uma soma de fatores sendo esses ressonância efeito indutivo e hibridização do carbono Na ressonância O estará deslocalização do na molécula e isso dará mais estabilidade além disso se o carbono que que está o tiver grupos ligados nele carbono secundárioterciário o efeito indutivo pelos grupos estabiliza o Ainda quando o carbono tem maior caráter p sp3 terá uma dispersão da carga sobre os átomos em volta 19 Reações radicais são reações com uma alta energia pois são espécies instáveis que se formam e ela passa por 3 etapas não sendo Iniciação O inserida energética para uma molécula estável onde cada átomo irá ficar com um elétron para compartilhada A2 B Δ A B Propagação os radicais formados vão reagir com outras moléculas estáveis para formar radicais e resulta em uma molécula estável terminação Não é sempre mas os radicais reagem e formam somente moléculas estáveis reagindo com os radicais Por sua vez uma reação de ácido e base de Lewis envolve o compartilhamento de um par de elétrons doação e aceitação 20 O efeito indutivo ocorre em uma molécula quando os átomos dão uma estabilização extra através da doação de elétrons isso pode fazer com que a densidade eletrônica da molécula fique deslocalizada e isso traz uma estabilidade na molécula Agora a hiperconjugação eletrônica ocorre quando uma molécula com orbitais preenchidos e vazios adjacentes estabilizam uma carga em uma molécula pois da mesma forma essa irá deslocalizar a carga e essa ira estabilizar a molécula 23 O efeito indutivo retirador de elétrons vai diminuir a densidade eletrônica do carbono que tem o hidrogênio ácido o que leva a uma maior estabilidade do íon conjugada Por exemplo considerando o ácido acético se for adicionada com um grupo nitro ele irá fazer esse efeito indutivo retirador de elétrons diminuindo a densidade eletrônica do grupo do ácido acético isso aumenta a acidez do ácido acético e com isso diminui o pka 24 Com uma pelo grupo nitro ser um grupo fortemente retirador de elétrons ele vai deslocar a densidade eletrônica para fora do anel aromático e isso irá aumentar a sua reatividade eletrofílica para uma a preferência pela substituição eletrofílica aromática 21 Uma reação endotérmica possui algumas características como Absorver energia do ambiente para poder ocorrer também a energia dos produtos é maior do que dos reagentes Esse tipo de reação ocorrem em sistemas que absorvem energia do ambiente um exemplo desse tipo é a fotossíntese Já uma reação exotérmica ela irá liberar energia para o ambiente com isso a energia dos reagentes é maior do que dos produtos Um exemplo disso é no processo de combustão libera energia para o ambiente 22 A principal diferença entre um intermediário e um estado de transição em uma reação está na sua duração Um intermediário é uma molécula relativamente estável para ser detectada muitas vezes até isolada Já um estado de transição é algo mais teórico ele não dura suficiente na reação para ser detectado