Ácidos Carboxílicos e Derivados - Nomenclatura, Estrutura, Propriedades e Reações

Aula 11 Ácidos Carboxílicos e Seus Derivados Prof Pedro Gregório Vieira Aquino Universidade Federal do Agreste de Pernambuco GaranhunsPE Brasil Sumário Ácidos Carboxílicos Nomenclatura Estrutura e Ligação Propriedades Físicas Acidez Sais Fontes Síntese Reações Derivados de Ácidos Carboxílicos Nomenclatura Estrutura e Reatividade Substituição Nucleofílica Acílica Ésteres Amidas Lactamas Nitrilas 1 HCO2H Ácido metanoico Ácido fórmico 2 CH3CO2H Ácido etanoico Ácido acético 3 CH3CH216CO2H Ácido octadecanoico Ácido esteárico 4 CH3CHCO2H Ácido 2hidroxipropanoico Ácido láctico 5 Ácido 2hidroxi2feniletanoico Ácido mandélico 6 H2CCHCO2H Ácido propenoico Ácido acrílico 7 Ácido Z9octadecenoico ou ácido Z9octadec9enoico Ácido oleico 8 Ácido benzenocarboxílico Ácido benzoico 9 Ácido ohidroxibenzenocarboxílico Ácido salicílico Ácidos Carboxílicos 10 HO2CCH2CO2H Ácido propanodioico Ácido malônico 11 HO2CCH2CH2CO2H Ácido butanodioico Ácido succínico 12 Ácido 12benzenodicarboxílico Ácido ftálico Estrutura e Ligações Distâncias de ligação CO 120 pm CO 134 pm Ângulos de ligação HCO 124 HCO 111 OCO 125 Estrutura e Ligações a b Propriedades Físicas pe 1 atm 2Metil1buteno 31 C 2Butanona 80 C 2Butanol 99 C Ácido propanoico 141 C Ionização do etanol Etanol Água íon etóxido íon hidrônio Ionização do ácido acético Ácido acético Água Íon acetato Íon hidrônio O carbono polarizado positivamente atrai elétrons do oxigênio com carga negativa O grupo CH2 tem efeito desprezível sobre a densidade eletrônica no oxigênio com carga negativa a Etóxido b Acetato A Equação de HendersonHasselbalch H O H H A H O H A Kₐ H₃Obase conjugada ácido Ácido Base conjugada Sais de Ácidos Carboxílicos O RC O H OH K 10¹¹ RC O H OH Água Ácido carboxílico ácido mais forte íon hidróxido base mais forte íon carboxilato base mais fraca ácido mais fraco Sais de Ácidos Carboxílicos CH₃COLi Cl COONa HOCCH₂₄COK Acetato de lítio pClorobenzoato de sódio Hidrogenohexanodioato de potássio Lipofílico hidrofóbico Hidrofílico Estearato de sódio CH3CH216CO2Na Sais de Ácidos Carboxílicos Laurilsulfato de sódio dodecilsulfato de sódio TABELA 192 Efeito dos substituintes na acidez dos ácidos carboxílicos Nome do ácido Estrutura pKa Padrão de comparação Ácido acético CH3CO2H 47 Os substituintes alquila têm um efeito desprezível sobre a acidez Ácido propanoico CH3CH2CO2H 49 Ácido 2metilpropanoico CH32CHCO2H 48 Ácido 22dimetilpropanoico CH33CCO2H 51 Ácido heptanoico CH3CH25CO2H 49 Os substituintes halogênios em α aumentam a acidez Ácido fluoroacético FCH2CO2H 26 Ácido cloroacético ClCH2CO2H 29 Ácido bromoacético BrCH2CO2H 29 Ácido dicloroacético Cl2CHCO2H 13 Ácido tricloroacético Cl3CCO2H 09 Os grupos atratores de elétrons aumentam a acidez Ácido metoxiacético CH3OCH2CO2H 36 Ácido cianoacético NCCH2CO2H 25 Ácido nitroacético O2NCH2CO2H 17 Efeito do Substituinte na Acidez Efeito do Substituinte na Acidez Ácido 2clorobutanoico pKa 28 Ácido 3clorobutanoico 41 Ácido 4clorobutanoico 45 Ionização de Ácidos Benzoicos CH3CO2H Ácido acético pKa47 H2CCHCO2H Ácido acrílico pKa43 CO2H Ácido benzoico pKa42 Acidez de Ácidos Benzoicos TABELA 193 Acidez de alguns ácidos benzoicos substituídos pKa para diferentes posições do substituinte X Substituinte no XC6H4CO2H Orto Meta Para H 42 42 42 CH3 39 43 44 F 33 39 41 Cl 29 38 40 Br 28 38 40 I 29 39 40 CH3O 41 41 45 O2N 22 35 34 Ácidos Dicarboxílicos H O H O C C O H H Água Ácido oxálico O O O H O O C C O H pK112 H Íon hidrônio Íon hidrogenooxalato O O H O C C O H O H O Íon hidrogenooxalato Água Íon oxalato O H O pK243 Íon hidrônio Ácidos Dicarboxílicos HO2CCO2H Ácido oxálico pK1 12 HO2CCH2CO2H Ácido malônico pK1 28 HO2CCH25CO2H Ácido heptanodioico pK1 43 O Ácido Carbônico OCO H2O HOCOH Dióxido de carbono Água Ácido carbônico H O C OH Água Ácido carbônico Íon hidrônio Íon bicarbonato Fontes As formigas não são os únicos insetos que utilizam o ácido fórmico como uma arma Alguns besouros Galerita borrifam seus agressores com uma solução de ácido fórmico a 80 HCO2H O ácido málico e o ácido cítrico contribuem para o gosto azedo de muitas frutas e vegetais HO2CCH2CHCO2H OH HO2CCH2CCH2CO2H OH CO2H UNIVERSIDADE FEDERAL DO AGRESTE DE PERNAMBUCO O etanol é oxidado a ácido acético quando o vinho se transforma em vinagre CH3CO2H O ácido oleico que se forma durante a decomposição de formigas mortas é um sinal químico para que as outras formigas as tirem do ninho Em um experimento no qual formigas vivas foram revestidas com ácido oleico elas também foram removidas CH3CH26CH2 CH2CH26CO2H UNIVERSIDADE FEDERAL DO AGRESTE DE PERNAMBUCO O ácido butanoico e o ácido hexanoico são responsáveis pelo odor desagradável das sementes de ginkgo CH3CH2CH2CO2H CH3CH2CH2CH2CH2CO2H UNIVERSIDADE FEDERAL DO AGRESTE DE PERNAMBUCO Fontes CH3OH CO catalisador de cobalto ou ródio calor pressão CH3CO2H Metanol Monóxido Ácido acético de carbono Síntese ArCHR2 KMnO4 ou ArCO2H K2Cr2O7 H2SO4 H2O Ácido arenocarboxílico Alquilbenzeno CH3 CO2H OCH3 NO2 3Metoxi Ácido 3metóxi 4nitrotolueno 4nitrobenzoico 100 Síntese RCH2OH KMnO4 ou RCO2H K2Cr2O7 H2SO4 Ácido carboxílico Álcool primário CH33CCHCCH33 H2CrO4 CH33CCHCCH33 H2O H2SO4 CH2OH CO2H 2tercButil33 Ácido 2tercbutil dimetil1butanol 33dimetilbutanoico 82 Síntese Aldeído agente oxidante Ácido carboxílico Furano2carbaldeído furfural K2Cr2O7 H2SO4 H2O Ácido furano2carboxílico ácido furoico 75 Síntese O reagente de Grignard age como um nucleófilo diante do dióxido de carbono éter dietílico Carboxilato de halomagnésio Ácido carboxílico CH3CHCH2CH3 1 Mg éter dietílico 2 CO2 3 H3O CH3CHCH2CH3 CO2H 2Clorobutano Ácido 2metilbutanoico 7686 1 Mg éter dietílico 2 CO2 3 H3O CH3 Br CH3 CO2H 9Bromo10metilfenantreno Ácido 10metilfenantreno9carboxílico 82 Síntese Haleto de alquila primário ou secundário íon cianeto SN2 RCN Nitrila cianeto de alquila íon haleto RCN 2H2O H calor RCOH NH4 Nitrila Água Ácido carboxílico Íon amônio Síntese Cloreto de benzila NaCN DMSO Cianeto de benzila 92 H2O H2SO4 calor Ácido fenilacético 77 BrCH2CH2CH2Br NaCN H2O NCC H2CH2CH2CN H2O HCl calor HOCC H2CH2CH2COH Ácido 15pentanodioico 8385 13Dibromopropano 15Pentanodinitrila 7786 Síntese CH3CCH2CH2CH3 1 NaCN 2 H3O CH3CCH2CH2CH3 H2O HCl calor CH3CCH2CH2CH3 CO2H 2Pentanona Cianidrina de 2pentanona Ácido 2hidroxi2metilpentanoico 60 a partir da 2pentanona Reações RCO2H SOCl2 RCCI SO2 HCl Ácido carboxílico Cloreto de tionila Cloreto de acila Dióxido de enxofre Cloreto de hidrogênio CH3O Ácido mmetoxifenilacético SOCl2 calor Cloreto de mmetoxifenilacetila 85 Reações RCO2H 1 LiAlH4 éter dietílico 2 H2O RCH2OH Ácido carboxílico Álcool primário 1 LiAlH4 éter dietílico 2 H2O F3C Ácido ptrifluorometilbenzoico F3C CH2OH Álcool ptrifluorometil benzílico 96 Reações RCO2H ROH RCOR H2O H Ácido carboxílico Álcool Éster Água CO2H CH3OH H2SO4 Benzoato de metila 70 Ácido benzoico Metanol Reações C6H5COH CH3OH C6H5COCH3 H2O Ácido benzoico Metanol Benzoato de metila Água enriquecido com 18O enriquecido com 18O Reações HOCH2CH2CH2COH H2O Ácido 4hidroxibutanoico 4Butanolida Água γbutirolactona HOCH2CH2CH2CH2COH H2O Ácido 5hidroxipentanoico 5Pentanolida Água δvalerolactona Reações CH3CCH2CH2CH2COH 1 NaBH4 2 H3O 5Hexanolida 78 via CH3CHCH2CH2CH2COH Ácido 5oxohexanoico Ácido 5hidroxihexanoico OH Lactonas Mevalonolactona um intermediário na biossíntese de terpenos e esteroides Vernolepina uma substância inibidora de tumores que incorpora uma γlactona e uma δlactona em sua estrutura tricíclica 15Pentadecanolida almíscar herbáceo encontrado na angélica e utilizado em perfumes Eritromicina R e R são unidades de carboidratos um antibiótico macrolídeo a produção do fármaco é feita por processos de fermentação mas a síntese em laboratório dessa complexa substância já foi realizada Reações R2CCO2H Br2 PCl3 R2CCO2H HBr Ácido carboxílico Bromo Ácido αbromocarboxílico Brometo de hidrogênio Ácido fenilacético Br2 PCl3 benzeno 80 C Ácido 2bromo2fenilacético 6062 Reações CH3CH2CH2CO2H Br2 P CH3CH2CHCO2H K2CO3 H2O calor CH3CH2CHCO2H Br OH Ácido butanoico Ácido 2bromobutanoico 77 Ácido 2hidroxibutanoico 69 CH32CHCH2CO2H Br2 PCl3 CH32CHCHCO2H NH3 H2O CH32CHCHCO2H Br NH2 Ácido 3metilbutanoico Ácido 2bromo3metilbutanoico 88 Ácido 2amino3metilbutanoico 48 Reações R2CHCO2H SOCl2 R2CHCCl SO2 HCl Ácido carboxílico Cloreto de tionila Cloreto de acila Dióxido de enxofre Cloreto de hidrogênio Reações R2CCCl H Nhalosuccinimida Cloreto de acila Cloreto de αhaloacila Succinimida N X X H Ácido hexanoico 1 SOCl2 2 NBS Cloreto de 2bromohexanoila 80 H2O Ácido 2bromohexanoico 83 Reações Ácido hexanoico SOCl2 I2 Cloreto de 2iodohexanoila 80 Reações RCO2H RH CO2 Ácido carboxílico Alcano Dióxido de carbono HO2CCH2CO2H 150C CH3CO2H CO2 Ácido malônico ácido propanodioico Ácido acético ácido etanoico Dióxido de carbono Reações lenta Dióxido de carbono Forma enol do ácido acético rápida Ácido acético Reações Ácido 11ciclobutanodicarboxílico 185 ºC Ácido ciclobutanocarboxílico 74 Dióxido de carbono Ácido 22ciclopentenilmalônico 150 ºC160 ºC Ácido 2ciclopentenil acético 9699 Dióxido de carbono Reações βCetoácido calor CO2 rápida Dióxido de carbono Forma enol de cetona Cetona Ácido 22Dimetilacetoacético calor 3Metil2butanona Dióxido de carbono Derivados de Ácidos Carboxílicos Nomenclatura Cloreto de pentanoíla Cloreto de 3butenoíla ou Cloreto de but3enoíla Cloreto de pfluorobenzoíla ou Cloreto de 4fluorobenzoíla Cloreto de ciclopentanocarbonila Anidrido acético Anidrido benzoico Anidrido benzoico e heptanoico Nomenclatura Acetato de etila Propanoato de metila Benzoato de 2cloroetila 3Metilbutanamida NEtil3metilbutanamida NEtilN3dimetilbutanamida Nomenclatura Etanonitrila ou Acetonitrila 5Metilhexanonitrila ou Cianeto de 4metilpentila Ciclopenatanocarbonitrila ou Cianeto de ciclopentila Mais reativo Cloreto de acetila Menos estabilizado Menos reativo Acetamida Mais estabilizado Anidrido acético Acetato de etila CH3CCl CH3COCCH3 CH3COCH2CH3 CH3CNH2 Substituição Nucleofílica Acílica Derivado de ácido carboxílico Nucleófilo Intermediário tetraédrico IT Produto Ácido conjugado do grupo de saída SNA em Cloretos de Acila Ácido carboxílico Cloreto de tionila Cloreto de acila Dióxido de enxofre Cloreto de hidrogênio Ácido 2metilpropanoico calor Cloreto de 2metilpropanoíla 90 Referências Esta aula usa as figuras do livro CAREY Francis A Química orgânica V1 Grupo A 2011 Ebook ISBN 9788580550535 Disponível em httpsintegradaminhabibliotecacombrbooks9788580550535