Reactividade dos compostos orgánicos

Relator: Enric Ripoll Mira. 2019

Alcanos

As moléculas mantense unidas a causa das forzas de dispersión (o de London)

Son compostos apolares e, polo tanto, insolubles en auga.

Unicamente posúen enlaces sinxelos, σ

Os seus puntos de fusión e ebulición aumentan conforme aumenta o seu peso molecular

  • Os primeiros membros da serie son gases a temperatura e presión habituais: metano, etano, propano, butano.
  • A partir do pentano temos membros en estado líquido: pentano, hexano, heptano, octano, nonano...
  • A partir de 20 átomos de carbono adoitan ser sólidos

Alcanos. Reaccións

  1. Oxidación
  2. Haloxenación. Mecanismos da reacción:
    1. Iniciación: hf + Cl2 → 2 Cl·
    2. Propagación:
      1. R-CH3 + Cl· → R-CH2Cl + H· (moi pouco probable)
      2. R-CH3 + Cl· → R-CH2· + HCl
      3. R-CH2· + Cl2 → R-CH2Cl + Cl·
    3. Finalización:
      1. H· + Cl· → HCl (pouco probable)
      2. H· + H· → H2 (moi pouco probable)
      3. Cl· + RCH2· → R-CH2Cl
      4. 2 R-CH2· → R-CH2-CH2-R
      5. Cl· + Cl· → Cl2

Cicloalcanos. Reaccións

  1. Oxidación
  2. Haloxenación. Mecanismos da reacción:
    1. Iniciación: hf + Cl2 → 2 Cl·
    2. Propagación:
      1. R-H + Cl· → R-Cl + H· (moi pouco probable)
      2. R-H + Cl· → R· + HCl
      3. R· + Cl2 → RCl + Cl·
    3. Finalización
      1. H· + Cl· → HCl (pouco probable)
      2. H· + H· → H2 (moi pouco probable)
      3. R· + Cl· → RCl
      4. R· + R· → R-R
      5. Cl· + Cl· → Cl2
  3. Os membros máis pequenos (ciclo propano e ciclobutano), abren o seu anel

Alcanos. Reaccións

  1. Nitración

 

 

 

 

 

 

 

  1. Ciclación

Alquenos ou olefinas

As moléculas mantense unidas a causa das forzas de dispersión (o de London)

Son compostos apolares e, polo tanto, insolubles en auga.

Posúen enlaces sinxelos, σ e dobres, π

Os seus puntos de fusión e ebulición aumentan conforme aumenta o seu peso molecular

  • Os primeiros membros da serie son gases a temperatura e presión habituais:  eteno, propeno, buteno.

Alquenos, reactividade

  1. Reaccións de adición

CH3-CH=CH2 + H2 → CH3-CH2-CH3

CH3-CH=CH2 + Cl2 → CH3-CHCl-CH2Cl

CH3-CH=CH2 + HCl → CH3-CHCl-CH3

CH3-CH=CH2 + H2O → CH3-CHOH-CH3

Regla de Markovnikov

  1. Reaccións de oxidación e redución:
    1. O2 Combustión
    2. O3 Formación do ozónido e descomposición final en aldehídos

Alquinos

As moléculas mantense unidas a causa das forzas de dispersión (o de London)

Son compostos apolares e, polo tanto, insolubles en auga.

Posúen enlaces sinxelos, σ e triplos, π

Os seus puntos de fusión e ebulición aumentan conforme aumenta o seu peso molecular

  • Os primeiros membros da serie son gases a temperatura e presión habituais:  etino (acetileno), propino, butino.

Alquinos, reactividade

  1. Adición ao triplo enlace:
    1. H2
    2. HCl
    3. H2O
    4. Polimerización e ciclación etino ---> Benceno

Hidrocarburos aromáticos

  1. Adición ao dobre enlace:
    1. H2
  2. Substitución
    1. Haloxenación
    2. Nitración
    3. Sulfonación
    4. Síntese de Friedels-Crafts
      1. Benceno + cloruro de etilo (AlCl3)---> etilbenceno + HCl

Tipos máis importantes de reaccións

  1. Adición ao dobre enlace:
    1. Electrófila
  2. Substitución
    1. Radicálica
    2. Electrofílica
    3. Nucleofílica
      1. SN1
      2. SN2
  3. Eliminación
  4. Transposición
  5. Condensación
  6. Oxido-redución

Mecanismos

Mecanismos

Substitución nucleofílica SN2

Desprazamentos electrónicos

1. Efecto indutivo, I

Cando se unen dous átomos de diferente electronegatividade mediante un enlace sigma, a parella de electróns estará máis desprazada cara o máis electronegativo

 

2. Efecto mesómero

Dáse nos enlaces múltiples e consiste no desprazamentodo dobre enlace sobre o átomo máis electronegativo.

Efecto indutivo

Efecto indutivo.
O hidróxeno tómase como referencia
(no provoca efecto indutivo)

  •  —l : Grupos que retiran electróns.
    • Exemplos: -NO2, - COOH, -X (halóxeno), -OH, -CN, -OCH3
  • +I: Grupos que aportan electróns.
    • Exemplos: -CH3, -CH2-CH3, -C(CH3), -COO-, -O-

Transmítese ao longo da cadea a enlaces adxacentes, aínda que cada vez máis debilmente.


    Reaccións dos derivados de alquilo

    1. Substitución nucleofílica
      1. CH3-CH2-Cl + NaOH (H2O) → CH3-CH2OH
    2. Eliminación
      1. CH3-CH2-Cl (OH, etanol) → CH2=CH2 + HCl

    Reaccións de alcohois e fenois

     

    1. Propiedades:
      1. Poden formar pontes de hidróxeno coa auga e consigo mesmo. Os de baixo peso molecular, son líquidos
      2. Conforme aumenta o peso molecular, diminúe a solubilidade en auga e aparecen os sólidos (ceras)
      3. Os fenois son máis solubles en auga e presentan comportamento ácido

    Reaccións de alcohois


    1. Substitución:
      1. R-CH2-OH + HBr → R-CH2-Br
    2. Eliminación:
      1. R-CH 2-OH → R'-CH=CH2 + H2O
      2. R-CH2-CHOH-CH3 → R-CH=CH-CH3 + H2O; En alcohois secundarios: regra de Sayteff (retiramos o H ao C que menos ten)
      3. Formación de éteres (H2SO4)
    3. Oxidación e redución
    4. Formación de ésteres


      Reaccións de fenois

       

      1. Ácido-base
        1. Ph-OH + NaOH → PhO- Na+ + H2O
      2. Entrada en orto e para:
        1. Nitración
        2. Cloración (haloxenación)

       

      Reaccións de fenois. A nitración

      Nitración do clorobenceno

      Nitración do tolueno

      Nitración do nitrobenceno

      Reaccións de aldehídos e cetonas

      Grupo carbonilo:

       

      1. Reaccións de adición:
        1. Alcohois
        2. HCN
        3. Amoníaco
      2. Reaccións de oxidación e redución

      Reaccións de Fehling e Tollens

      O reactivo de Fehling (e o de Tollens) dá reacción positiva con aldehidos e alfahidroxicetonas (cetonas cun grupo hidroxi adxacente), pero dá reacción negativa coas cetonas que non son α-hidroxicetonas. Os azucres chamados "cetosas" (a fructosa, por exemplo) son α-hidroxicetonas e, dan reacción positiva co Fehling, pero non así a propanona.

      Reaccións de Fehling (Cu2O) e de Tollens (Ag):
      Propanaldehido (propanal) Positiva (formación de precipitado de Cu2O) Positiva (formación de espello de prata, Ag)
      Propanona Negativa
      Negativa
      Glucosa (aldosa): Positiva (formación de precipitado de Cu2O) Positiva (formación de espello de prata, Ag)
      Fructosa (cetosa): Positiva (formación de precipitado de Cu2O) Positiva (formación de espello de prata, Ag)

      Reaccións de ácidos carboxílicos

      O seu enlace é moi polar e pode formar pontes de hidróxeno, polo tanto serán solubles en auga

      1. Reaccións de esterificación
      2. Reaccións de oxidación e redución
      3. Formación de amidas: Ácido + NH3 → Amida + Auga

      Reaccións dos compostos nitroxenados

      Nas aminas, o seu enlace no nitróxeno é polar e pode formar pontes de hidróxeno, polo tanto serán solubles en auga se o seu peso molecular é pequeno. Son ácidos débiles fronte a auga e son bases débiles fronte aos ácidos

      Reactividade das aminas

      1. Ácido base: amina primaria + ácido carboxílico → amida sec + H2O
      2. Reaccións con haluros de alquilo: amina + cloruro alquilo → amina sec + HCl

      Reactividade amidas

      1. Hidrólise: Amida + H2O → Ácido + NH3
      2. Redución: Amida + H2 → Amina; amida sec + H2 → amina sec
      3. Degradación (reacción de Hofmann): O tratamento con bases fortes conduce a aminas cun átomo de carbono menos (CO2)
      4. Deshidratación: Amida + desecante (P2O 5) → R-C≡N + H2O

      Reaccións dos nitrilos

      O seu triplo enlace no nitróxeno é polar e prodúcese un desprazamento por efecto mesómero

      Reactividade dos nitrilos

      1. Hidrólise:
        1. R-C≡N + 2H2O → R-COOH + NH3
        2. R-C≡N + R-OH + H2O → R-COO-R' + NH3
      2. Redución.

       

      • Polímeros

      • Definición

      • Un polímero é unha macromolécula formada pola unión de moléculas de menor tamaño que se coñecen como monómeros
      • Polímeros naturais

      • Entro os polímeros naturais máis importantes encontramos:
      • - Proteínas
      • - Polisacáridos
      • - O DNA
      • -Lípidos
      • Polímeros sintéticos

      • Os polímeros sintéticos o artificiales son os fabricados porlo home. Clasifícanse en:
      • Termoplásticos: polietileno, PVC, PS
      • Elastómeros: caucho
      • Termorrígidos: baquelita
      • Fibras: poliéster, nylon (poliamida)
      • Plásticos

      • Un plástico é un material polimérico. O termo vén do grego πλαστικός ( plastikos), "apto para moldaxe", de πλαστός ( plastos) "moldeado". Isto refírese á súa plasticidade durante o procesado, que permite o uso dunha gran cantidade de métodos de conformado, porén moitos plásticos xa procesados non presentan comportamento plástico (isto é, rompen sen se deformaren previamente).
      • Clasificación segundo o comportamento fronte a temperatura

      • Termoplásticos

      • Un termoplástico é un plástico que a temperatura ambiente é plástico ou deformábel, derrétese cando é quentado e endurécese nun estado vítreo cando é suficientemente arrefriado.
      • Os principais son:
      • Polietilenos e derivados: empregan como materia prima o etileno obtido do craqueo do petróleo, o PVC, o polistireno, o metacrilato etc.
      • Termoestábeis

      • Os plásticos termoestábeis son materiais que unha vez que sufriron o proceso de aquecemento-fusión e formación-solidificación, convértense en materiais ríxidos que non volven fundirse.
      • Baquelita.
      • Poliésteres
      • Clasificación segundo o método de síntese

      • Polímeros de adición
      • Implican sempre a ruptura ou apertura dunha unión do monómero para permitir a formación dunha cadea. (PE, CH2=CH2; PVC,ClHC=CH2;PS,Phe-CH=CH2;Caucho)
      • Exemplo:
      •     2n H2C=CH2 → [-CH2-CH2-CH2-CH2-]n
      • Polímeros de condensación
      • Son aqueles nos que a reacción ten lugar entre grupos funcionais reactivos presentes nos monómeros. Debe ter, cando menos, dous grupos reactivos por monómero para darlle continuidade á cadea. (poliamidas, poliésteres,PET)
      • Exemplo:
      •     R-COOH + R'-OH → R-CO-OR' + H2O
      • Codificación

      • Existe unha grande variedade de plásticos e para clasificalos existe un sistema de codificación que se mostra na Táboa 1.
      • Os produtos levan unha marca que consiste no símbolo internacional de reciclaxe co código correspondente no medio segundo o material específico.

      2º Bacharelato. Propiedades e reactividade dos compostos orgánicos

      By zorro2002

      2º Bacharelato. Propiedades e reactividade dos compostos orgánicos

      • 548