Resolver as Questões de Química Orgânica 2

1 Que haleto de alquila forma cada um dos seguintes alcenos como o único produto em uma reação de eliminação 2 Classifique os seguintes alcenos em ordem crescente de estabilidade 3 Desenhe todos os isômeros constitucionais formados em cada reação E2 e preveja o produto principal usando a regra de Zaitsev 4 Para cada um dos seguintes alcenos desenhe a estrutura de dois halogenetos de alquila diferentes que produzem o alceno em questão como o único produto da desidrohalogenação 5 Considere a seguinte reação E2 a Desenhe os subprodutos da reação e use setas curvas para mostrar o movimento dos elétrons b O que acontece com a velocidade de reação com cada uma das seguintes alterações 1 O solvente é alterado para DMF 2 A concentração de OCCH3 3 é reduzida 3 A base é alterada para OH 4 O haleto é alterado para CH3CH2CH2CH2CHBrCH3 5 O grupo de saída é alterado para I 6 Qual alceno é o principal produto formado a partir de cada haleto de alquila em uma reação E1 7 Qual é o principal produto de eliminação E2 formado a partir de cada haleto 8 O seguinte composto sofre eliminação E2 com base forte Se sim desenhe o produto Se não sofre eliminação explique por que ele não é reativo 9 Desenhe o estereoisômero principal formado quando cada composto é tratado com NaOH 10Desenhe todos os isômeros constitucionais formados em cada reação de eliminação Identifique o mecanismo como E2 ou E1 11Desenhe os produtos orgânicos formados em cada reação SN1 SN2 E1 ou E2 12Quais reagentes e condições de reação são necessários para cada uma das seguintes conversões 13Desenhe um mecanismo detalhado e em etapas para cada reação 14Desenhe um mecanismo detalhado em etapas que ilustre como quatro produtos orgânicos são formados na reação a seguir 1 Desenhe os produtos formados quando o CH32CCH2 for tratado com cada reagente a HBr b H2O H2SO4 c CH3CH2OH H2SO4 d Cl2 e Br2H2O f 1 BH3 2 H2O2HO 2 Que alceno pode ser usado para preparar cada halogeneto ou dihalogeneto de alquila como o produto exclusivo ou principal de uma reação de adição 3 Desenhe o isômero formado em cada reação 4 Desenhe um mecanismo em etapas para a reação a seguir 5 Desenhe um mecanismo em etapas que mostre como os três álcoois são formados a partir do alceno bicíclico 6 Elabore uma síntese de cada produto a partir do material inicial fornecido É necessária mais de uma etapa a b c 7 Desenhe um mecanismo em etapas para a reação a seguir 8 a Que alceno produz A e B quando é tratado com Br2 em CCl4 b Qual alceno produz C e D sob as mesmas condições 1 Dê o nome IUPAC para cada composto 2 Forneça a estrutura correspondente a cada nome a 3bromo4etilheptano b 11dicloro2metilciclohexano c 1bromo4etil3fluorooctano d S3iodo2metilnonano 3 Desenhe os produtos de cada reação de substituição nucleofílica 4 Quais das seguintes moléculas contêm um bom grupo de saída 5 Por que o átomo de amina N é mais nucleofílico do que o átomo de amida N no composto CH3CONHCH2CH2CH2NHCH3 6 Desenhe os produtos de cada reação SN2 e indique a estereoquímica quando apropriado 7 Identifique M na seguinte sequência de reação usada para preparar o medicamento antiulceroso omeprazol nome comercial Prilosec 8 Classifique os carbocátions como 1 2 ou 3 e classifique os carbocátions em cada grupo em ordem crescente de estabilidade 9 Considere a seguinte reação SN1 a Desenhe um mecanismo para essa reação usando setas curvas b Desenhe um diagrama de energia Identifique os eixos o material inicial o produto Ea e ΔH Suponha que o material de partida e o produto sejam iguais em energia c Desenhe a estrutura de qualquer estado de transição d Qual é a equação de taxa para essa reação e O que acontece com a taxa de reação em cada um dos seguintes casos 1 O grupo de saída é alterado de I para Cl 2 O solvente é alterado de H2O para DMF 3 O haleto de alquila é alterado de CH32CICH2CH3 para CH32CHCHICH3 e 4 As concentrações tanto do haleto de alquila quanto de H2O são aumentadas em um fator de cinco 10a Qual halogêneo no seguinte produto natural marinho reage mais rapidamente na reação SN2 b Qual haleto no seguinte produto natural marinho reage mais rapidamente na reação SN1 11Determine o mecanismo de substituição nucleofílica de cada reação e desenhe os produtos incluindo a estereoquímica 12A difenidramina o antihistamínico do Benadryl pode ser preparada pela seguinte sequência de duas etapas Qual é a estrutura da difenidramina 13Preencha com o reagente ou material inicial apropriado em cada uma das reações a seguir 14Desenhe um mecanismo em etapas para a seguinte sequência de reação Produto majoritário Produto minoritário 15Desenhe um mecanismo detalhado e em etapas para a reação a seguir Use setas curvas para mostrar o movimento dos elétrons RESPOSTA LISTA DE EXERCÍCIOS 1 Que haleto de alquila forma cada um dos seguintes alcenos como o único produto em uma reação de eliminação a O alceno mostrado é um alceno dissubstituído O haleto de alquila precursor seria o 2bromopropano ou 2cloropropano Qualquer outro isômero levaria à formação de mais de um alceno b O alceno mostrado é um cicloexeno O haleto de alquila precursor seria um 1halocicloexano 1bromocicloexano ou 1 clorocicloexano c O alceno mostrado é um cicloexeno Similar ao item b o haleto precursor seria um 1halocicloexano 1bromocicloexano ou 1clorocicloexano Este item é ambíguo pois a posição da dupla ligação não está totalmente definida no desenho Se a dupla ligação estiver entre os carbonos 1 e 2 seria necessário um haleto específico d O alceno mostrado é um alceno trisubstituído O haleto de alquila precursor seria um derivado halogenado do metilciclo pentano onde o halogênio está ligado ao carbono adjacente ao grupo metil A posição exata do halogênio é crucial para garantir a formação do alceno específico como único produto 2 Classifique os seguintes alcenos em ordem crescente de estabilidade A estabilidade dos alcenos é determinada pelo grau de substituição na ligação dupla Alcenos mais substituídos são mais estáveis A ordem crescente de estabilidade é A B C D Para resolver completamente as questões 3 e 4 seria necessário ter os alcenos da questão 4 disponíveis na imagem A imagem fornecida mostra apenas as moléculas reagentes para a questão 3 e o enunciado da questão 4 Portanto só posso fornecer uma resposta parcial focando na questão 3 Questão 3 a A molécula apresenta um haleto de alquila Na reação E2 com CH₃₂CO acetona um solvente aprótico polar ocorrerá eliminação formando vários isômeros constitucionais Para determinar os produtos precisamos analisar as possíveis abstrações de hidrogênios beta átomos de hidrogênio em carbonos adjacentes ao carbono com o cloro Devido à presença de vários hidrogênios beta são possíveis diversos isômeros Aqui apenas um exemplo para ilustrar CH₃ CH₃ CH₃CHCH₂CH₂CHCH₃ CH₃CHCHCH₂CHCH₃ e outros isômeros Cl O produto principal de acordo com a regra de Zaitsev será o alceno mais substituído No exemplo acima o alceno mostrado não é necessariamente o principal mas exemplifica um possível produto Para identificar o produto principal preciso analisar cuidadosamente todas as possibilidades de abstração de hidrogênio e escolher aquele com o maior número de substituintes na dupla ligação b Esta molécula também sofrerá uma reação E2 com DBU uma base forte nãonucleofílica Novamente a regra de Zaitsev se aplica Precisamos analisar os hidrogênios beta disponíveis e determinar quais eliminações levam à formação de alcenos mais substituídos A complexidade da estrutura cíclica influenciará nos produtos podendo 4 Para cada um dos seguintes alcenos desenhe a estrutura de dois halogenetos de alquila diferentes que produzem o alceno em questão como o único produto da desidrohalogenação a O alceno mostrado é um alceno dissubstituído Duas estruturas possíveis de halogenetos de alquila seriam Um haleto de alquila com os halogênios em átomos de carbono adjacentes 12dihalogeno ambos os átomos de carbono com halogênio precisam ter pelo menos um hidrogênio Se houver mais de um hidrogênio ambos os isômeros podem ser possíveis dependendo de qual hidrogênio é removido durante a eliminação E2 Um haleto de alquila com os halogênios em posições que permitam formação do mesmo alceno com eliminação de um único hidrogênio Nesse caso a estereoquímica é importante e será preciso ter certeza que se forme o isômero mais estável b e c A lógica é a mesma que a do item a Desenhe o alceno e adicione átomos de halogênio e hidrogênios de maneira que permita que o alceno seja formado pela eliminação de um haleto de hidrogênio Lembre 5 a O alceno fornecido é um derivado do estireno Duas possibilidades de haletos de alquila são 1 1bromo1fenilpropano 2 2bromo1fenilpropano 1bromo1fenilpropano Desenhe um anel de benzeno C6H5 ligado a um carbono A este carbono ligue um grupo metil CH3 um átomo de hidrogênio e um átomo de bromo 2bromo1fenilpropano Desenhe um anel de benzeno ligado a um carbono A este carbono ligue um grupo CH2CH3 No carbono do grupo etil ligue um átomo de hidrogênio e um átomo de bromo b O alceno fornecido é um ciclopenteno com uma substituição metil Duas possibilidades são 1 1bromo1metilciclopentano 2 1bromo2metilciclopentano 1bromo1metilciclopentano Desenhe um anel de ciclopentano Num dos carbonos do anel adicione um grupo metil CH3 e um átomo de bromo 1bromo2metilciclopentano Desenhe um anel de ciclopentano Num dos carbonos do anel adicione um grupo metil CH3 Num carbono adjacente a este adicione um átomo de bromo c O alceno fornecido é um derivado de um ciclohexeno com substituições no anel e uma cetona Duas possibilidades são Aqui está a resposta para as suas perguntas sobre a reação E2 a Subprodutos e movimento dos elétrons A reação E2 é uma reação de eliminação bimolecular que envolve a remoção de um grupo de saída e um próton de átomos de carbono adjacentes Na reação fornecida o grupo de saída é o bromo Br e a base é o tertbutóxido de potássio tBuOK implícito pela estrutura do t butóxido e a formação do tbutanol como subproduto O produto principal é o alceno O subproduto é o tbutanol CH₃₃COH O mecanismo e o movimento dos elétrons são os seguintes CH3CH2CH2CH2CH2Br CH33CO CH3CH2CH2CHCH2 CH33COH Br V seta curva do par de elétrons da ligação CH para o carbono adjacente seta curva do par de elétrons da ligação CBr para o Bromo b Efeito das alterações na velocidade da reação Vamos analisar o efeito de cada alteração na velocidade da reação E2 1 O solvente é alterado para DMF O DMF dimetilformamida é um solvente aprótico polar Solventes apróticos polares geralmente aumentam a velocidade de reações E2 pois estabilizam a carga negativa desenvolvida no estado de transição 2 A concentração de OCCH33 é reduzida A concentração de tert butóxido é diretamente proporcional à velocidade da reação Uma redução na concentração de tertbutóxido diminuirá a velocidade da reação porque há menos moléculas de base disponíveis para reagir com o haleto de alquila A reação é de primeira ordem em relação a base 3 A base é alterada para OH O íon hidróxido OH é uma base mais fraca que o tertbutóxido Bases mais fortes levam a velocidades de reação E 6 Qual alceno é o principal produto formado a partir de cada haleto de alquila em uma reação E1 A reação E1 eliminação unimolecular ocorre em duas etapas A primeira etapa é a ionização do haleto de alquila para formar um carbocátion A segunda etapa é a remoção de um próton do carbocátion por uma base formando um alceno O produto principal será o alceno mais estável geralmente o alceno mais substituído regra de Zaitsev a O haleto de cicloexila produzirá o cicloexeno como produto principal b O haleto de alquila produzirá principalmente o E2hexeno c O haleto de alquila produzirá principalmente o E2hepteno 7 Qual é o principal produto de eliminação E2 formado a partir de cada haleto A reação E2 eliminação bimolecular é concertada A base ataca um próton β ao mesmo tempo em que o grupo de saída sai O produto principal normalmente segue a regra de Zaitsev formando o alceno mais substituído A estereoquímica é importante a eliminação E2 ocorre preferencialmente com orientação antiperiplanar grupos que saem em lados opostos do plano a O produto principal será o E2metil2hexeno b O produto principal será o E23dimetil2penteno 8 O seguinte composto sofre eliminação E2 com base forte Se sim desenhe o produto Se não sofre eliminação explique por que ele não é reativo O composto mostrado não sofrerá uma reação E2 fácil Isso ocorre porque o átomo de hidrogênio β necessário para a eliminação E2 não Questão 9 A reação de compostos A e B com NaOH é uma reação de eliminação SN2 onde o íon hidróxido OH atua como uma base forte O produto principal será o alceno mais substituído seguindo a regra de Zaitsev Como ambos os reagentes são enantiômeros o produto principal será o mesmo porém o enantiômero final será o oposto inversão de configuração Abaixo está desenhado o estereoisômero principal para A e B Para ambos A e B CH3 CH3 CH3CCHCH2CH2CH2CH3 NaOH CH3CCHCH2CH2CH3 Cl H Questão 10 E1 Eliminação unimolecular Um mecanismo em duas etapas onde primeiro o haleto de alquila deixa a molécula formando um carbocátion que subsequentemente perde um próton para formar um alceno Favorecido por haletos terciários e solventes polares próticos E2 Eliminação bimolecular Um mecanismo de uma etapa onde a base remove um próton e simultaneamente o haleto deixa a molécula para formar o alceno Favorecido por haletos terciários secundários e bases fortes a Reação com CH₃ONa Metóxido de Sódio Esta base é forte e estéricamente pouco impedida A reação ocorrerá preferencialmente via E2 levando à formação de um alceno Como temos um haleto de alquila secundário podemos ter eliminação em dois sentidos diferentes levando à formação de dois isômeros constitucionais CH3 CH3CHCH3 CH3ONa CH3CHCH2 CH2CHCH3 E1 Eliminação unimolecular Se considerarmos que a reação ocorre via um mecanismo E1 o haleto de alquila primeiro se ioniza formando um carbocátion A seguir o carbocátion perde um próton para formar o alceno Em geral o produto será o alceno mais estável que normalmente é o mais substituído regra de Zaitsev Desenho para E1 1 Ionização CH3CHCH2Br CH3CH CH2 Br 2 Eliminação CH3CH CH2 CH3CHCH2 O produto principal formado seria propileno CH₃CHCH₂ E2 Eliminação bimolecular A reação E2 com uma base forte como o metóxido de sódio CH₃ONa resulta em uma eliminação direta Como mencionado anteriormente a base remove um próton β e o haleto sai simultaneamente Desenho para E2 Base CH3ONa CH3CHCH2Br H Br CH3 Eliminação CH3CHCH2 NaBr O produto formado será também propileno CH₃CHCH₂ Resumo dos Produtos Produto da reação E1 Propileno principalmente Produto da reação E2 Propileno principalmente Ambos os mecanismos levam à formação do mesmo produto final mas os caminhos são diferentes O que diferencia as reações é a natureza do mecanismo e as condições de reação Se houver mais alguma dúvida ou outra questão que você gostaria de resolver é só me avisar Questão 11 Aqui estão as estruturas dos produtos orgânicos formados em cada reação A previsão do mecanismo SN1 SN2 E1 ou E2 é apresentada abaixo de cada estrutura Observe que dependendo das condições de reação solvente temperatura etc mais de um produto pode ser formado Essas reações são apresentadas como exemplos Condições diferentes podem levar a produtos diferentes eou proporções de produtos diferentes a CH3CH2CH2OCCH33 Mecanismo SN2 O íon alcóxido é um nucleófilo forte e o haleto de alquila é um haleto de alquila primário favorecendo uma reação SN2 b CH3CH2CH2CH2 CH3CH2CHCH2CH2CH2CH3 CH2CH3 Mecanismo SN2 Novamente um nucleófilo forte reagindo com um haleto de alquila primário favorecendo SN2 Note que o nucleófilo pode atacar por ambos os lados do carbono quiral criando um composto racémico c CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CCCH2CH2CH2CH3 NH2 NH2 Mecanismo SN2 A amônia é um nucleófilo e o composto di halogenado pode sofrer duas reações SN2 substituindo os átomos de cloro por grupos aminos d CH3 CH3CCHCH2CH3 CH3 Mecanismo E2 O DBU 18diazabiciclo540undec7eno é uma base forte que promove eliminação E2 O produto é um alceno Um alceno é favorecido porque a base é uma base forte e há um hidrogênio β disponível Questão 12 a Para converter o haleto de alquila bromociclohexano em um éter ciclohexil etil éter é necessário usar um álcool etanol neste caso e uma base forte como hidreto de sódio NaH ou hidreto de potássio KH em um solvente aprótico polar como dimetilformamida DMF ou dimetilsulfóxido DMSO Essa reação é uma reação SN2 Reagentes Etanol NaH ou KH Condições Solvente aprótico polar DMF ou DMSO b Para converter o haleto de alquila bromociclohexano em um alceno ciclohexeno é necessário usar uma base forte que também é um nucleófilo fraco como o tercbutóxido de potássio tBuOK em um solvente aprótico como o DMF ou DMSO Isso favorece uma eliminação E2 Reagentes tBuOK ou base forte semelhante Condições Solvente aprótico DMF ou DMSO aquecimento pode ser necessário É importante notar que dependendo das condições de reação pode haver competição entre reações SN2 e E2 em ambas as conversões A escolha cuidadosa dos reagentes e das condições garante o produto desejado predominantemente Questão 13 A reação mostrada é uma eliminação unimolecular E1 O mecanismo detalhado em etapas é o seguinte Etapa 1 Ionização O grupo hidroxila OH é protonado pelo ácido provavelmente H₂SO₄ ou HCl em excesso embora não esteja explicitamente mostrado na reação Isso forma um bom grupo de saída a água A água então se dissocia do carbono formando um carbocátion terciário Este carbocátion é relativamente estável devido à ressonância e à presença de três grupos alquila doadores de elétrons Imagem Desenhe a estrutura do haleto de alquila Mostre o ataque do próton em OH formando OH₂ Mostre a saída da molécula de água resultando no carbocátion terciário com a carga positiva no carbono terciário Etapa 2 Eliminação Uma base a molécula de água ou outra base presente na solução abstrai um próton de um carbono β carbono adjacente ao carbocátion Isso leva à formação de uma dupla ligação alceno e à regeneração do ácido Como o carbocátion é terciário pode haver mais de um produto alceno possível dependendo de qual próton β é removido A reação mostraria uma mistura dos dois alcenos isoméricos como produtos Imagem Mostre a estrutura do carbocátion terciário Mostre a abstração de um próton de um carbono β por uma base H₂O por exemplo formando uma dupla ligação e regenerando H₃O Produtos A reação resulta na formação de dois alcenos isoméricos um mais substituído que o outro e HCl A proporção dos dois alcenos dependerá do controle termodinâmico e cinético da reação O alceno mais substituído mais estável geralmente é favorecido termodinamicamente enquanto o alceno menos substituído pode ser favorecido cineticamente Observações A reação exige calor ou um ácido forte para facilitar a ionização e a eliminação Um mecanismo E2 também é possível dependendo das condições da reação concentração de base temperatura etc Questão 14 Etapa 1 Ataque nucleofílico do metanol O metanol CH₃OH atua como um nucleófilo e ataca o átomo de carbono eletrofílico ligado ao cloro no anel cicloexeno O par de elétrons do oxigênio do metanol forma uma ligação com o carbono enquanto a ligação carbonocloro se rompe Isso resulta na formação de um intermediário carbocátion e a saída do íon cloreto Cl Etapa 2 Rearranjo carbocátion primeira possibilidade O carbocátion formado na etapa 1 é um carbocátion terciário relativamente estável No entanto ele pode sofrer um rearranjo para formar um carbocátion ainda mais estável através de um rearranjo 12 hidreto Um átomo de hidrogênio de um carbono adjacente se move para o carbono carregado positivamente formando uma nova ligação CH e deixando um novo carbocátion terciário mas em uma posição diferente no anel Etapa 3 Ataque nucleofílico e formação de dois produtos O metanol ataca os dois carbocátions possíveis o inicial e o rearranjado formando um éter Um dos produtos terá o grupo OCH₃ na mesma posição que o Cl no reagente original enquanto o outro terá o grupo OCH₃ em uma posição diferente devido ao rearranjo Etapa 4 Desprotonação O intermediário carregado formado na etapa anterior é desprotonado por uma base presente no meio provavelmente o íon cloreto Cl formando os dois éteres como produtos neutros Etapa 5 Eliminação duas outras possibilidades Ao invés de formar o éter o carbocátion tanto o original quanto o rearranjado podem perder um próton em posição beta Isso resulta em uma eliminação E1 formando um alceno como produto Os dois carbocátions possíveis levam à formação de dois isômeros de alceno diferentes em termos de posição da dupla ligação Resumo dos Produtos A reação resulta na formação de quatro produtos orgamigos Questão 15 Aqui estão os produtos formados quando o CH₃₂CCH₂ é tratado com cada reagente Não posso desenhar diretamente mas descreverei as estruturas para que você possa desenhálas Lembrese que a nomenclatura IUPAC é importante para a representação correta a HBr Ocorre uma adição eletrofílica O Br se adiciona ao carbono mais substituído carbono terciário resultando em 2bromo2 metilpropano b H₂O H₂SO₄ Adição eletrofílica de água O H adicionase ao carbono menos substituído carbono secundário e o OH adicionase ao carbono mais substituído gerando um álcool O produto é o 2 metilpropan2ol c CH₃CH₂OH H₂SO₄ Reação de adição eletrofílica semelhante à reação com água O CH₃CH₂O atua como nucleófilo adicionandose ao carbono mais substituído O produto será o éter 2etoxi2 metilpropano d Cl₂ Adição eletrofílica de cloro resultando em 12dicloro2 metilpropano Observe que a adição não é Markovnikov como nos casos de HBr e H₂O porque a adição de halogênio é uma reação em que a ligação dupla se quebra e dois átomos de halogênio são adicionados à molécula e Br₂ H₂O Adição eletrofílica de bromo com hidratação subsequente Formase um haloidrina O produto principal será o 2bromo2 metilpropan1ol A adição do Br ao carbono mais substituído é favorecida f 1 BH₃ 2 H₂O₂HO Hidroboraçãooxidação O BH₃ adicionase de forma antiMarkovnikov e a oxidação com peróxido de hidrogênio leva à formação de um álcool O Questão 16 A questão pergunta qual alceno pode ser usado para preparar cada haleto ou dialeto de alquila mostrado como produto exclusivo ou principal de uma reação de adição Vamos analisar cada opção a O produto mostra dois átomos de cloro adicionados em átomos de carbono adjacentes em um ciclohexano Isso indica que o alceno precursor é o ciclohexeno A adição de cloro ocorre via adição anti b O produto mostra um átomo de bromo adicionado em um átomo de carbono terciário de um ciclohexano Essa estrutura sugere que não existe um alceno único que possa levar a esse produto como o principal A adição de um halogênio a um alceno segue a regra de Markovnikov o halogênio se adiciona ao carbono mais substituído então teríamos que ter um alceno com uma dupla ligação que possa levar a essa adição específica mas este não é o caso c O produto mostra dois átomos de cloro adicionados em átomos de carbono adjacentes em um ciclopentano com um substituinte metil O alceno precursor seria o 1 metilciclopenteno A adição de cloro ocorreria numa adição anti d O produto mostra um átomo de bromo adicionado em um carbono terciário Similarmente à opção b não existe um único alceno que produza exclusivamente este produto Mais de um isômero poderia ser formado dependendo da regra de Markovnikov Portanto somente as opções a e c apresentam alcenos que levariam aos produtos mostrados como produtos principais ou exclusivos em uma reação de adição de halogênio As opções b e d são ambíguas e não teriam um único precursor alceno para aquela adição específica Questão 17 Aqui estão os isômeros formados em cada reação Lembrese que a estereoquímica pode ser um fator importante e em alguns casos podem ser formados mais de um isômero dependendo das condições da reação Estas respostas mostram o produto principal esperado Para uma análise mais completa seria necessário mais informações sobre a estereoquímica dos reagentes a A adição de HCl a um alceno geralmente segue a regra de Markovnikov O hidrogênio se adiciona ao carbono mais hidrogenado e o cloro ao carbono menos hidrogenado CH3 CH3CHCH2CH3 HCl CH3CHClCH2CH3 b A hidroborataçãooxidação é uma reação antiMarkovnikov que adiciona um grupo hidroxila OH ao carbono menos substituído CH3 CH3CHCHCH2 CH3CHOHCH2CH3 c A adição de bromo Br₂ a um alceno resulta em um dibrometo vicinal CH3 CH3CHCHCH2 Br₂ CH3CHBrCHBrCH3 d A adição de bromo a um anel cicloexeno resultará em um dibrometo vicinal trans Br Br dibrometo trans vicinal no cicloexano e A hidroborataçãooxidação com 9BBN é similar à reação b resultando em uma adição antiMarkovnikov O 9BBN é um reagente volumoso o que pode influenciar a regioseletividade CH3 CH3CHCHCH2 CH3CHOHCH2CH3 produto principal Questão 18 Aqui está um mecanismo passo a passo para a reação de adição eletrofílica do HCl ao alceno bicíclico Passo 1 Ataque eletrofílico O próton do HCl atua como eletrófilo atacando a ligação dupla do alceno Os elétrons da ligação π do alceno formam uma ligação σ com o próton criando um carbocátion Como o carbocátion formado é terciário mais estável este é o produto cinético principal Passo 2 Ataque nucleofílico O íon cloreto Cl agora atuando como nucleófilo ataca o carbocátion A ligação σ entre o átomo de carbono terciário e o Cl é formada resultando no produto de adição um haleto de alquila Resumo A reação é uma adição eletrofílica de Markovnikov onde o próton se adiciona ao carbono menos substituído da dupla ligação levando à formação do carbocátion mais estável Questão 19 Aqui está um mecanismo em etapas mostrando como os três álcoois são formados a partir do alceno bicíclico Etapa 1 Protonação do alceno O ácido sulfúrico H2SO4 protona o alceno bicíclico formando um carbocátion terciário mais estável Este é o passo determinante da velocidade CH₃ CH₃ CC C C C C C C CH₂ CH₂ CH₂ CH₂ C C CH₂ CH₂ C C CH₂ CH₂ C C CH₂ CH₂ Etapa 2 Adição de água Uma molécula de água atua como um nucleófilo atacando o carbocátion terciário formando um íon oxônio CH₃ CH₃ C C H₂O COH C C C C C CH₂ CH₂ CH₂ CH₂ C C CH₂ CH₂ C C CH₂ CH₂ C C CH₂ CH₂ Etapa 3 Desprotonação Uma molécula de água ou um íon bisulfato HSO4 remove um próton do íon ox Questão 20 Aqui estão as sínteses para cada produto requerendo mais de uma etapa como solicitado a 1 Reação de substituição nucleofílica SN2 O haleto de alquilo com iodo reage com um nucleófilo forte como o cloreto em um solvente polar aprótico como dimetilsulfóxido DMSO para formar o produto clorado O iodo atua como um bom grupo de saída b 1 Reação de adição eletrofílica O alqueno reage com um ácido como o HBr para formar um intermediário carbocátion A reação segue a regra de Markovnikov adicionando o átomo de hidrogênio ao carbono mais hidrogenado O Br se liga ao carbocátion formando um haleto de alquilo 2 Reação de eliminação E1 ou E2 O haleto de alquilo sofre uma reação de eliminação para formar o alqueno O tipo de reação de eliminação E1 ou E2 depende das condições de reação temperatura base solvente c 1 Reação de substituição nucleofílica SN2 O haleto de alquilo com bromo reage com um nucleófilo forte como o íon acetileto C C em um solvente polar aprótico como DMSO para formar o produto alquinado O bromo atua como um bom grupo de saída O íon acetileto pode ser gerado a partir de acetileno etino com uma base forte como o NaNH₂ Questão 21 Aqui está um mecanismo em etapas para a reação fornecida Etapa 1 Protonação do álcool O ácido sulfúrico H2SO4 protona o grupo hidroxila OH do álcool tornandoo um melhor grupo de saída Isso forma um íon oxônio Imagem mostrando o álcool protonado com um íon oxônio positivo no oxigênio Etapa 2 Formação do carbocátion A água H2º atua como uma base abstraindo um próton do carbono adjacente ao oxigênio protonado Isso leva à formação de um carbocátion terciário estável e a saída de uma molécula de água Imagem mostrando o carbocátion terciário formado com carga positiva no carbono e a água como produto secundário Etapa 3 Rearranjo de carbocátion O carbocátion terciário sofre um rearranjo através de um deslocamento de hidreto 12hidreto shift Um hidreto migra do carbono adjacente para o carbocátion criando um carbocátion mais estável agora com uma estrutura cíclica fusionada Imagem mostrando o rearranjo do carbocátion com o hidreto migrando Etapa 4 Desprotonação Uma molécula de água H2º atua como base abstraindo um próton do carbocátion formando uma ligação dupla carbonocarbono Isto resulta no produto final um alceno cíclico Imagem mostrando o produto final o alceno cíclico com dupla ligação e a molécula de água como produto secundário Observações A reação é uma desidratação de álcool catalisada por ácido A estabilidade do carbocátion é um fator crucial na determinação do produto da reação O rearranjo ocorre para formar um carbocátion mais estável A estrutura do produto final reflete a estabilidade termodinâmica alcançada após o rearranjo Questão 22 a Que alceno produz A e B quando é tratado com Br₂ em CCl₄ Os compostos A e B são produtos de adição de bromo a um alceno Observe que a adição de Br₂ a um alceno ocorre com adição anti ou seja os dois átomos de bromo se adicionam a lados opostos da dupla ligação Como A e B são diastereoisômeros estereoisômeros que não são imagens especulares um do outro o alceno original deve ter uma dupla ligação que quando rotacionada resulta em um estereoisômero diferente após a adição de bromo O alceno que produz A e B é CH₃CHCCH₃ciclohexano b Qual alceno produz C e D sob as mesmas condições Similarmente C e D são também diastereoisômeros formados pela adição anti de bromo a um alceno Neste caso o alceno original deve ser CH₃CH₂CHCHCH₂CH₃ A adição de bromo a este alceno pode gerar dois diastereoisômeros C e D dependendo de qual lado o bromo se liga na dupla ligação Em resumo a O alceno que produz A e B é um alceno com uma dupla ligação substituída por um grupo metil e um ciclohexil b O alceno que produz C e D é 3hexeno ou um isômero similar Questão 23 1 Dê o nome IUPAC para cada composto a 22dimetil4fluoropentano b 5etil27dimetiloctano c 22dimetil36dicloroheptano d 1bromo2metilciclopentano Observação A estrutura precisa ser revisada para confirmar a correta numeração da cadeia principal e 3cloro6fluoro55dimetilheptano 2 Forneça a estrutura correspondente a cada nome Estas estruturas são complexas para serem desenhadas utilizando apenas texto Recomendo usar um programa de desenho químico como o ChemDraw MarvinSketch ou similar ou um software de modelagem molecular para desenhar as estruturas No entanto posso dar uma descrição textual para auxiliáloa na construção a 3bromo4etilheptano Uma cadeia de sete carbonos heptano com um átomo de bromo no carbono 3 e um grupo etil no carbono 4 b 11dicloro2metilciclohexano Um anel de seis carbonos ciclohexano com dois átomos de cloro no carbono 1 e um grupo metil no carbono 2 c 1bromo4etil3fluorooctano Uma cadeia de oito carbonos octano com um átomo de bromo no carbono 1 um grupo etil no carbono 4 e um átomo de flúor no carbono 3 d S3iodo2metilnonano Uma cadeia de nove carbonos nonano com um átomo de iodo no carbono 3 e um grupo metil no carbono 2 O S indica a configuração estereoquímica quiralidade específica do carbono 3 Você precisará determinar a estereoquímica correta para desenhar a estrutura Questão 24 a Reação com NaCN Cianeto de sódio O grupo de saída se manterá o mais estável que puder e o cianeto atuará como nucleófilo O resultado seria um composto onde o grupo de saída é substituído pelo grupo cianeto b Reação com H₂O Água Aqui o nucleófilo é a água O produto resultante seria um álcool onde a água substitui o grupo de saída c Reação com NaOH Hidróxido de sódio O hidróxido de sódio fornece íons OH como nucleófilos O produto seria um álcool obtendo a substituição pelo grupo de saída com hidróxido d Com um NaOCH₃ Metóxido de sódio O nucleófilo seria o íon metóxido OCH₃ e o grupo de saída seria substituído pelo metóxido resultando em um éter ou álcool dependendo da estrutura do substrato Questão 25 a O grupo hidroxila OH é um grupo de saída ruim Requer condições ácidas para se tornar um bom grupo de saída H₂O b O cloro Cl é um excelente grupo de saída Forma o íon cloreto Cl que é muito estável c Não há nenhum grupo de saída aparente nesta molécula d O grupo hidroximetil CH₂OH é um grupo de saída ruim similar ao grupo hidroxila Requer condições para se tornar um melhor grupo de saída Portanto a única molécula que contém um bom grupo de saída é a b 5 Por que o átomo de amina N é mais nucleofílico do que o átomo de amida N no composto CH3CONHCH2CH2CH2NHCH3 O átomo de nitrogênio da amina é mais nucleofílico do que o átomo de nitrogênio da amida porque o par de elétrons não compartilhado na amina está mais disponível para reagir No grupo amida o par de elétrons não compartilhado do nitrogênio está deslocalizado para o grupo carbonila tornandoo menos disponível para a ligação com outro átomo A deslocalização de elétrons do nitrogênio para o grupo carbonila reduz a densidade eletrônica no nitrogênio da amida diminuindo sua nucleofilicidade Em contraste o nitrogênio da amina possui o par de elétrons não compartilhado mais disponível para atuar como um nucleófilo a O reagente é um haleto de alquila quiral A reação com OCH₃ leva à inversão de configuração no carbono quiral CH₃ HCCl OCH₃ HCOCH₃ CH₃ CH₃ b O reagente é um haleto de alquila aquiral A reação com OCH₂CH₃ não resulta em nenhum centro quiral CH₃CH₂CH₂CHCH₂Cl OCH₂CH₃ CH₃CH₂CH₂CHCH₂OCH₂CH₃ Cl OCH₂CH₃ c O reagente é um haleto de alquila quiral A reação com CN leva à inversão de configuração no carbono quiral Br CN C CN C Questão 7 A estrutura M é um intermediário na síntese do omeprazol Para identificá lo precisamos observar a transformação química que ocorre O reagente de partida sofre uma hidrólise básica NaOH para remover o grupo metil éster Essa reação transforma o éster em um grupo ácido carboxílico Portanto M é o composto com o grupo ácido carboxílico no lugar do grupo metil éster Questão 8 Aqui está a classificação dos carbocátions como 1º 2º ou 3º e a classificação em ordem crescente de estabilidade a Carbocation 1 Carbocátion 1º Menos estável Carbocation 2 Carbocátion 2º Estabilidade intermediária Carbocation 3 Carbocátion 3º Mais estável Ordem crescente de estabilidade a 1º 2º 3º b Carbocation 1 Carbocátion 3º Mais estável hiperconjugação adicional devido aos grupos metila Carbocation 2 Carbocátion 2º Estabilidade intermediária Carbocation 3 Carbocátion 3º Estabilidade intermediária menor hiperconjugação comparado ao carbocátion 1 Ordem crescente de estabilidade b 2º 3º 3º hiperconjugado Questão 9 Aqui estão as respostas para as perguntas sobre a reação SN1 a Mecanismo com setas curvas O mecanismo SN1 envolve duas etapas Etapa 1 Ionização CH3 CH3CCH2CH3 CH3CCH2CH3 I I Uma seta curva começa no par de elétrons do carbonoiodo e aponta para o iodo Outra seta curva começa na ligação entre o carbono carbocátion e o carbono vizinho e aponta para o carbono carbocátion mostrando a formação do carbocátion Etapa 2 Ataque nucleofílico CH3 CH3CCH2CH3 H₂O CH3COH₂CH2CH3 Uma seta curva começa no par de elétrons não ligantes do oxigênio da água e aponta para o carbono carbocátion CH3 CH3COH₂CH2CH3 CH3COHCH2CH3 H Uma seta curva começa na ligação OH e aponta para o hidrogênio mostrando a desprotonação do íon oxônio para dar o produto álcool b Diagrama de energia O diagrama de energia terá dois picos estados de transição correspondentes às duas etapas do mecanismo O primeiro pico será mais alto do que o segundo refletindo a etapa determinante da velocidade ionização Como o material de partida e o produto têm a mesma energia a linha de energia do material de partida e do produto estarão no mesmo nível ΔH será zero Ea energia de ativação será a diferença de energia entre o material de partida e o primeiro estado de transição c Estrutura do estado de transição Existem dois estados de transição Um para a formação do carbocátion etapa 1 e outro para a protonação da água etapa 2 O primeiro estado de transição SN1 1 Estado de transição da ionização etapa 1 Neste estado a ligação entre o carbono e o grupo de saída I está parcialmente quebrada enquanto o carbocátion está se formando O carbono está em um estado híbrido onde ele possui uma carga positiva e a ligação CI é mais longa do que uma ligação simples mas não completamente quebrada A estrutura pode ser representada assim CH3 CH3CI CH2CH3 2 Estado de transição do ataque nucleofílico etapa 2 Aqui a água está se aproximando do carbocátion e formando uma nova ligação O oxigênio da água tem um par de elétrons que está sendo utilizado para formar uma nova ligação com o carbono A estrutura pode ser representada assim CH3 CH3COH₂ CH2CH3 Neste estado a ligação OH está prestes a ser formada enquanto a ligação OH da água está sendo rompida Resumo do Mecanismo SN1 Etapa 1 Ionização do substrato para formar um carbocátion e um íon de saída I Esta etapa é a mais lenta e determina a velocidade da reação Etapa 2 Um nucleófilo neste caso água ataca o carbocátion levando à formação de um produto intermediário íon oxônio que em seguida se desprotona para dar o produto final A principal característica da reação SN1 é que ela ocorre em duas etapas sendo que a formação do carbocátion é o passo limitante Isso resulta em uma mistura racêmica quando o carbocátion é quiral devido à natureza não estereoespecífica do ataque nucleofílico Questão 10 a Reação SN2 O halogênio que reage mais rapidamente em uma reação SN2 é o cloro Cl Reações SN2 preferem substratos menos impedidos e o cloro é menor que o bromo resultando em menos impedimento estérico e uma taxa de reação mais rápida b Reação SN1 O haleto que reage mais rapidamente em uma reação SN1 é o bromo Br Reações SN1 envolvem a formação de um carbocátion intermediário O bromo é um melhor grupo abandonador do que o cloro devido à sua maior polarizabilidade estabilizando melhor a carga positiva do carbocátion e portanto aumentando a velocidade da reação Logo Design Logo design is the process of designing a graphical representation or symbol for a brand product or company The goal of logo design is to create a memorable and visually appealing graphic that effectively communicates the brands identity and values A welldesigned logo should be simple unique scalable and versatile enough to be used across different mediums and sizes The logo design process typically involves several stages including research sketching conceptualization refinement and finalization During the research phase designers gather information about the brand its target audience industry trends and competitors This helps to understand the brands personality and identify design opportunities In the sketching phase designers create rough sketches or thumbnails to explore different ideas and concepts This stage encourages creativity and allows for multiple iterations before moving on to the next steps Conceptualization involves selecting the most promising concepts and developing them further using design software Designers refine the shapes typography colors and other elements to create a cohesive logo that aligns with the brands identity Once the logo design is finalized it can be presented to the client or stakeholders for feedback and approval Revisions may be made based on their input before delivering the final logo files in various formats for use in print digital media and other applications Successful logo design requires a combination of artistic skills creativity and understanding of branding principles A strong logo can enhance brand recognition establish credibility and create a lasting impression on customers By investing time and effort into logo design businesses can effectively communicate their unique value proposition and differentiate themselves in a competitive market