Atividade Orgânica

QUESTÃO 1 A adição de HCl a um dieno conjugado envolve a formação de carbocátions alifílicos Assim a primeira etapa é a protonação das duas extremidades do dieno e representar as estruturas de ressonância dos dois carbocátions alílicos resultantes Em seguida ocorre a reação com o íon cloreto a Considerando as informações fornecidas dê as estruturas dos quatro produtos prováveis da reação de 1 equivalente de HCl com o 2metil13ciclohexadieno Dois produtos têm estruturas equivalentes b Todas as estruturas de ressonância para os carbocátions alílicos são equivalentes Discuta QUESTÃO 2 a Para a reação a seguir proponha o mecanismo e os produtos b Qual o produto de adição 12 e 14 c Qual o produto principal Discuta QUESTÃO 3 a Classifique as substâncias abaixo como aromáticas nãoaromáticas ou antiaromáticas Justifique com base na teoria do orbital molecular e na regar de Hückel b para as espécies I e III justifique por meio do método do círculo de Frost QUESTÃO 4 a Preveja os valores relativos de pKa para o ciclopropeno e para o ciclopropano Justifique b Qual composto apresentaria maior solubilidade em água o 3bromociclopropeno ou bromociclopropano QUESTÃO 5 Escreva a estrutura química do principal produto obtido da nitração de cada um dos seguintes compostos QUESTÃO 6 Observe a Tabela I abaixo e responda às questões formuladas TABELA 1 Velocidade relativa de nitração de alguns arenos C6H5X a Explique o porquê das diferenças na velocidade de reação de nitração para o fenol X OH e benzeno X H Utilizese de estruturas de ressonância na sua explicação b Mostre através de estruturas de ressonância por que a nitração do nitrobenzeno X NO2 não é favorecida em orto c Explique a diferença na velocidade relativa da nitração do iodobenzeno X I e clorobenzeno X Cl d Mostre o mecanismo detalhado da cloração do benzeno QUESTÃO 7 A alquilação FriedelCrafts do benzeno como o 2cloro33dimetilbutano leva a obtenção de dois produtos como descrito na equação a seguir Benzeno 2cloro33dimetilbutano AlCl3 2fenil33dimetilbutano 2fenil23dimetilbutano a Forneça um mecanismo que explique a obtenção destes produtos b Qual é o produto principal desta reação QUESTÃO 8 Proponha a síntese dos compostos abaixo a partir do benzeno QUESTÃO 9 Quando o nitrobenzeno é submetido a condições de nitração a reação fornece uma mistura de três produtos cujas estruturas e proporções são mostradas a seguir Explique o resultado regioquimico dessa reação Em outras palavras explique por que a segunda nitração tem lugar preferencial na posição relativa meta Certifiquese de representar os complexos sigma para o caminho de reação possível ressonância do íon arênio e compare a estabilidade relativa de cada complexo sigma QUESTÃO 10 a A cloração do clorobenzeno requer a utilização de um ácido de Lewis Explique por que ou por que não b Preveja e explique por meio de estruturas de ressonância o resultado regioquímico orientação para a cloração do bromobenzeno Respostas Questoes de Quımica Orgˆanica Respostas detalhadas com mecanismos e esquemas Questao 1 Adicao de HCl a um dieno conjugado Nesta questao ocorre a adicao de HCl ao 2metil13ciclohexadieno A primeira etapa envolve a protonacao que leva a formacao de carbocations alılicos estabilizados por ressonˆancia a Representacao das estruturas ressonantes dos carbocations O carbocation alılico formado tem duas estruturas de ressonˆancia principais CH CH 2 A carga positiva e deslocalizada entre dois carbonos o que estabiliza o in termediario b Discussao sobre a equivalˆencia dos carbocations Os dois car bocations alılicos nao sao equivalentes O carbocation onde a carga positiva esta mais distribuıda entre os atomos mais substituıdos sera o mais estavel Questao 2 Adicao de HBr ao ciclohexeno A adicao de HBr a alquenos como o ciclohexeno segue o mecanismo de Markovnikov onde o hidrogˆenio e adicionado ao carbono menos substituıdo da dupla ligacao e o bromo ao carbono mais substituıdo a Mecanismo de adicao de HBr A protonacao inicial leva a formacao de um carbocation no ciclohexeno Br 1 b Adicao antiMarkovnikov No caso de uma adicao antiMarkovnikov com peroxidos o bromo se adiciona ao carbono menos substituıdo c Produto principal O produto principal esperado da adicao de HBr a baixa temperatura e 1bromociclohexano Questao 3 Classificacao de compostos aromaticos antiaromaticos e naoaromaticos A analise de aromaticidade segue a regra de Huckel 4n 2 eletrons π para compostos aromaticos Vamos classificar cada composto I e antiaromatico pois possui 4n eletrons π II e aromatico pois segue a regra de Huckel com 6 eletrons π III e naoaromatico pois o sistema nao e planar IV e antiaromatico com 4n eletrons π Questao 4 Comparacao de pKa entre ciclopropeno e ciclopropano O ciclopropeno e mais acido que o ciclopropano devido a presenca de res sonˆancia que estabiliza a carga negativa no anel enquanto o ciclopropano nao tem essa estabilizacao b Solubilidade em agua Entre o 3bromociclopropano e o 3bromociclopropeno o 3bromociclopropeno e mais polar e portanto tera maior solubilidade em agua Questao 5 Nitracao de compostos aromaticos A nitracao de compostos aromaticos segue a substituicao eletrofılica aromatica O grupo nitro NO2 e adicionado as posicoes orto e para em compostos com grupos ativadores e a posicao meta em compostos com grupos desativadores a Nitracao do acido benzoico resulta em metanitrobenzoico b Nitracao do clorobenzeno resulta em paranitroclorobenzeno c Nitracao do tolueno resulta em orto e paranitrotolueno 2 Questao 6 Velocidade de nitracao de arenos A velocidade de nitracao varia dependendo do grupo substituinte presente no anel benzˆenico Grupos ativadores como OH aumentam a velocidade enquanto desativadores como NO2 a diminuem drasticamente a Explicacao sobre a diferenca de velocidade Os grupos ativadores estabilizam o carbocation intermediario formado na nitracao facilitando a reacao Os grupos desativadores por outro lado desestabilizam o carbocation Questao 7 Alquilacao de FriedelCrafts A reacao de alquilacao de FriedelCrafts ocorre quando o benzeno reage com cloretos de alquila na presenca de AlCl3 O mecanismo envolve a formacao de um carbocation seguido pela adicao ao anel benzˆenico a Mecanismo detalhado 1 O cloreto de alquila forma um carbocation na presenca de AlCl3 2 O carbocation reage com o benzeno para formar o produto alquilado Questao 8 Sıntese de compostos a partir de benzeno Para realizar a sıntese dos compostos fornecidos utilizamos uma sequˆencia de reacoes de nitracao cloracao e alquilacao controlando a orientacao dos sub stituintes no anel benzˆenico Questao 9 Nitracao do nitrobenzeno Quando o nitrobenzeno e nitrado a reacao ocorre nas posicoes meta devido ao efeito desativador do grupo nitro ja presente no anel A regioseletividade da reacao e explicada pela menor densidade eletrˆonica nas posicoes orto e para Questao 10 Cloracao do clorobenzeno A cloracao do clorobenzeno ocorre na presenca de um acido de Lewis como AlCl3 para gerar o eletrofilo cloro Cl O cloro e um grupo ortopara dire cionador entao a substituicao ocorrera nessas posicoes a Mecanismo detalhado 1 O AlCl3 ativa o cloro formando um com plexo com Cl 2 O Cl ataca o anel aromatico do clorobenzeno substituindo um hidrogˆenio nas posicoes orto ou para 3