Química Orgânica - Vol. 1

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Frontispício GEN Página de rosto Página de créditos Sumário Geral Sumário Prefácio Agradecimentos Sobre os Autores Aos Estudantes Material Suplementar 1 O Básico: Ligação e estrutura molecular 1.1 A Vida e a Química dos Compostos de Carbono – Somos Poeira Estelar A química de… Produtos Naturais 1.2 Estrutura Atômica 1.3 Ligações Químicas: a Regra do Octeto 1.4 Como Escrever Estruturas de Lewis 1.5 Cargas Formais e como Calculá-las 1.6 Isômeros: Compostos Diferentes com a Mesma Fórmula Molecular 1.7 Como Escrever e Interpretar Fórmulas Estruturais 1.8 Teoria da Ressonância 1.9 Mecânica Quântica e Estrutura Atômica 1.10 Orbitais Atômicos e Configuração Eletrônica 1.11 Orbitais Moleculares 1.12 As Estruturas do Metano e do Etano: Hibridização sp3 A química de… Modelos Moleculares Calculados: Superfícies de Densidade Eletrônica 1.13 A Estrutura do Eteno (Etileno): Hibridização sp2 1.14 A Estrutura do Etino (Acetileno): Hibridização sp 1.15 Resumo de Conceitos Importantes que Surgiram da Mecânica Quântica 1.16 Como Predizer a Geometria Molecular: o Modelo de Repulsão dos Pares de Elétrons na Camada de Valência 1.17 Aplicações dos Princípios Básicos [Por que esses tópicos são importantes?] 2 Famílias de Compostos de Carbono: Grupos funcionais, forças intermoleculares e espectroscopia noinfravermelho (IV) 2.1 Hidrocarbonetos: Alcanos, Alquenos, Alquinos e Compostos Aromáticos Representativos 2.2 Ligações Covalentes Polares 2.3 Moléculas Polares e Apolares 2.4 Grupos Funcionais 2.5 Haletos de Alquila ou Haloalcanos 2.6 Álcoois e Fenóis 2.7 Éteres A química de... Éteres como Anestésicos Gerais 2.8 Aminas 2.9 Aldeídos e Cetonas 2.10 Ácidos Carboxílicos, Ésteres e Amidas 2.11 Nitrilas 2.12 Resumo das Famílias Importantes de Compostos Orgânicos 2.13 Propriedades Físicas e Estrutura Molecular A química de... Fluorocarbonetos e Teflon 2.14 Resumo de Forças Elétricas Atrativas A química de… Modelos Orgânicos Projetados para Mimetizar o Crescimento Ósseo 2.15 Espectroscopia no Infravermelho: Método Instrumental para a Detecção de Grupos Funcionais 2.16 Interpretação de Espectros no IV 2.17 Aplicações dos Princípios Básicos [Por que esses tópicos são importantes?] 3 Ácidos e Bases: Uma introdução às reações orgânicas e seus mecanismos 3.1 Reações Ácido-Base 3.2 Como Usar Setas Curvas na Representação de Reações [ Um mecanismo para a reação ] Reação da Água com o Cloreto de Hidrogênio: O Uso de Setas Curvas 3.3 Ácidos e Bases de Lewis 3.4 Heterólise de Ligações com Carbono: Carbocátions e Carbânions 3.5 A Força de Ácidos e Bases de Brønsted–Lowry: Ka e pKa 3.6 Como Prever o Resultado das Reações Ácido–Base 3.7 As Relações entre Estrutura e Acidez 3.8 Variações de Energia 3.9 Relação entre a Constante de Equilíbrio e a Variação de Energia Livre Padrão, ∆G° 3.10 Acidez dos Ácidos Carboxílicos 3.11 Efeito do Solvente na Acidez 3.12 Compostos Orgânicos como Bases 3.13 Um Mecanismo para uma Reação Orgânica [ Um mecanismo para a reação ] Reação do Álcool terc-Butílico com Solução Aquosa de HCl Concentrado 3.14 Ácidos e Bases em Soluções Não Aquosas 3.15 Reações Ácido–Base e a Síntese de Compostos Marcados com Deutério ou Trítio 3.16 Aplicações dos Princípios Básicos [Por que esses tópicos são importantes?] 4 Nomenclatura e Conformações de Alcanos e Cicloalcanos 4.1 Introdução aos Alcanos e Cicloalcanos A química de... Refino de Petróleo 4.2 Formas dos Alcanos 4.3 Como Nomear Alcanos, Haletos de Alquila e Álcoois: O Sistema IUPAC 4.4 Como Nomear os Cicloalcanos 4.5 Como Nomear Alquenos e Cicloalquenos 4.6 Como Nomear os Alquinos 4.7 Propriedades Físicas de Alcanos e Cicloalcanos A química de... Feromônios: Comunicação por Meio de Agentes Químicos 4.8 Ligações Sigma e Rotação das Ligações 4.9 Análise Conformacional do Butano A química de... Ação Muscular 4.10 Estabilidades Relativas dos Cicloalcanos: Tensão de Anel 4.11 Conformações do Ciclo-Hexano: Em Cadeira e em Barco A química de... Motores em Nanoescala e Interruptores Moleculares 4.12 Ciclo-Hexanos Substituídos: Grupos de Hidrogênios Axiais e Equatoriais 4.13 Cicloalcanos Dissubstituídos: Isomerismo Cis–Trans 4.14 Alcanos Bicíclicos e Policíclicos 4.15 Reações Químicas dos Alcanos 4.16 Síntese de Alcanos e Cicloalcanos 4.17 Como Obter Informação Estrutural a Partir de Fórmulas Moleculares e o Índice de Deficiência de Hidrogênio 4.18 Aplicações dos Princípios Básicos [Por que esses tópicos são importantes?] Veja o tópico especial a no GEN-IO, Ambiente Virtual de Aprendizagem do GEN 5 Estereoquímica: Moléculas quirais 5.1 Quiralidade e Estereoquímica 5.2 Isomerismo: Isômeros Constitucionais e Estereoisômeros 5.3 Enantiômeros e Moléculas Quirais 5.4 Moléculas Contendo um Centro de Quiralidade São Quirais 5.5 Mais sobre a Importância Biológica da Quiralidade 5.6 Como Testar a Quiralidade: Planos de Simetria 5.7 Nomenclatura de Enantiômeros: Sistema R,S 5.8 Propriedades dos Enantiômeros: Atividade Óptica 5.9 Formas Racêmicas 5.10 Síntese de Moléculas Quirais 5.11 Fármacos Quirais A química de... Ligação Seletiva de Enantiômeros de Fármacos às Formas do DNA em Espiral Enrolada para a Direita e para a Esquerda 5.12 Moléculas com Mais de um Centro de Quiralidade 5.13 Fórmulas de Projeção de Fischer 5.14 Estereoisomerismo de Compostos Cíclicos 5.15 Relacionando Configurações Através de Reações nas quais Nenhuma Ligação com o Centro de Quiralidade É Quebrada 5.16 Separação de Enantiômeros: Resolução 5.17 Compostos com Centros de Quiralidade Diferentes do Carbono 5.18 Moléculas Quirais que não Possuem Centro de Quiralidade [Por que esses tópicos são importantes?] 6 Reações Nucleofílicas: Propriedades e reações de substituição de haletos de alquila 6.1 Haletos de Alquila 6.2 Reações de Substituição Nucleofílica 6.3 Nucleófilos 6.4 Grupos de Saída 6.5 Cinética de uma Reação de Substituição Nucleofílica: Reação SN2 6.6 Um Mecanismo para a Reação SN2 [ Um mecanismo para a reação ] Mecanismo para a Reação SN2 6.7 Teoria do Estado de Transição: Diagramas de Energia Livre 6.8 A Estereoquímica das Reações SN2 [ Um mecanismo para a reação ] A Estereoquímica de uma Reação SN2 6.9 Reação do Cloreto de terc-Butila com o Íon Hidróxido: Uma Reação SN1 6.10 Um Mecanismo para a Reação SN1 [ Um mecanismo para a reação ] Mecanismo para a Reação SN1 6.11 Carbocátions 6.12 A Estereoquímica das Reações SN1 [ Um mecanismo para a reação ] A Estereoquímica de uma Reação SN1 6.13 Fatores que Afetam as Velocidades das Reações SN1 e SN2 6.14 Síntese Orgânica: Transformações de Grupos Funcionais por Meio de Reações SN2 A química de... Metilação Biológica: Uma Reação de Substituição Nucleofílica Biológica [Por que esses tópicos são importantes?] 7 Alquenos e Alquinos I: Propriedades e síntese. reações de eliminação dos haletos de alquila 7.1 Introdução 7.2 O Sistema (E)–(Z) para Denominação dos Diasteroisômeros dos Alquenos 7.3 Estabilidade Relativa dos Alquenos 7.4 Cicloalquenos 7.5 Síntese de Alquenos Via Reações de Eliminação 7.6 Desidroalogenação 7.7 A Reação E2 [ Um mecanismo para a reação ] Mecanismo para a Reação E2 [ Um mecanismo para a reação ] Eliminação E2 em que Existem Dois Hidrogênios β em Posições Axiais [ Um mecanismo para a reação ] Eliminação E2 em que apenas o Hidrogênio β Axial Está Presente em um Confôrmero de Menor Estabilidade] 7.8 A Reação E1 [ Um mecanismo para a reação ] Mecanismo para a Reação E1 7.9 Competição entre Reações de Eliminação e Reações de Substituição 7.10 Eliminação de Álcoois: Desidratação Catalisada por Ácidos [ Um mecanismo para a reação ] Desidratação de Álcoois Secundários e Terciários Catalisada por Ácido: Uma Reação E1 [ Um mecanismo para a reação ] Desidratação de um Álcool Primário: Uma Reação E2 7.11 Estabilidade do Carbocátion e Ocorrência de Rearranjos Moleculares [ Um mecanismo para a reação ] Formação de um Alqueno que Sofre Rearranjo durante uma Reação de Desidratação de um Álcool Primário 7.12 A Acidez de Alquinos Terminais 7.13 Síntese de Alquinos através de Reações de Eliminação [ Um mecanismo para a reação ] Desidroalogenação de vic-Dibrometos para a Formação de Alquinos 7.14 Substituição do Átomo de Hidrogênio Acetilênico dos Alquinos Terminais 7.15 Hidrogenação de Alquenos A química de... Hidrogenação na Indústria de Alimentos 7.16 Hidrogenação: A Função do Catalisador 7.17 Hidrogenação de Alquinos [ Um mecanismo para a reação ] A Reação de Redução por Dissolução do Metal de um Alquino 7.18 Introdução à Síntese Orgânica A química de... Do Inorgânico para o Orgânico [Por que esses tópicos são importantes?] 8 Alquenos e Alquinos II: Reações de adição 8.1 Reações de Adição a Alquenos 8.2 Adição Eletrofílica de Haletos de Hidrogênio a Alquenos:Mecanismo e Regra de Markovnikov [ Um mecanismo para a reação ] Adição de um Haleto de Hidrogênio a um Alqueno [ Um mecanismo para a reação ] Adição de HBr ao 2-Metilpropeno 8.3 A Estereoquímica da Adição Iônica a um Alqueno [ A estereoquÍmica da reação ] Adição Iônica a um Alqueno 8.4 Adição de Água a Alquenos: Hidratação Catalisada por Ácidos [ Um mecanismo para a reação ] Hidratação de um Alqueno Catalisada por Ácido 8.5 Álcoois a partir de Alquenos por Oximercuração–Desmercuração: Adição de Markovnikov [ Um mecanismo para a reação ] Oximercuração 8.6 Álcoois a partir de Alquenos por Hidroboração–Oxidação: Hidratação Sin Anti-Markovnikov 8.7 Hidroboração: Síntese de Alquilboranos [ Um mecanismo para a reação ] Hidroboração 8.8 Oxidação e Hidrólise de Alquilboranos [ Um mecanismo para a reação ] Oxidação de Trialquilboranos 8.9 Resumo dos Métodos de Hidratação de Alquenos 8.10 Protonólise de Alquilboranos 8.11 Adição Eletrofílica de Bromo e Cloro aos Alquenos [ Um mecanismo para a reação ] Adição de Bromo a um Alqueno A química de... O Mar: Um Tesouro de Produtos Naturais Biologicamente Ativos 8.12 Reações Estereoespecíficas [ A estereoquÍmica da reação ] Adição de Bromo a cis- e trans-2-Buteno 8.13 Formação de Haloidrina [ Um mecanismo para a reação ] Formação de Haloidrina a partir de um Alqueno A química de... Refrigerantes Cítricos 8.14 Compostos de Carbonos Divalentes: Carbenos 8.15 Oxidação de Alquenos: 1,2-Di-hidroxilação Sin A química de... Di-hidroxilação Catalítica Assimétrica 8.16 Quebra Oxidativa de Alquenos [ Um mecanismo para a reação ] Ozonólise de um Alqueno 8.17 Adição Eletrofílica de Bromo e Cloro a Alquinos 8.18 Adição de Haletos de Hidrogênio a Alquinos 8.19 Quebra Oxidativa de Alquinos 8.20 Como Planejar uma Síntese: Algumas Abordagens e Exemplos [Por que esses tópicos são importantes?] 9 Ressonância Magnética Nuclear e Espectrometria de Massa: Ferramentas para determinação estrutural 9.1 Introdução 9.2 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) 9.3 Como Interpretar o Espectro de RMN de Próton 9.4 Blindagem e Desblindagem de Prótons 9.5 Deslocamentos Químicos de Prótons Equivalentes e Não Equivalentes 9.6 Desdobramento de Sinal: Acoplamento Spin–Spin 9.7 Espectros de RMN de Próton e Processos Cinéticos 9.8 Espectroscopia de RMN de Carbono-13 9.9 Técnicas de RMN Bidimensional (2D) A química de... Imagem por Ressonância Magnética na Medicina 9.10 Uma Introdução à Espectrometria de Massa 9.11 Formação de Íons: Ionização por Impacto de Elétrons 9.12 Representação do Íon Molecular 9.13 Fragmentação 9.14 Isótopos em Espectros de Massa 9.15 Análise por CG/EM 9.16 Espectrometria de Massa de Biomoléculas [Por que esses tópicos são importantes?] 10 Reações Radicalares 10.1 Introdução: Como Radicais São Formados e como Eles Reagem [ Um mecanismo para a reação ] Abstração de Átomo de Hidrogênio [ Um mecanismo para a reação ] Adição de um Radical a uma Ligação π A química de... Medicamentos para Acne 10.2 Energias de Dissociação Homolítica de Ligação (DH°) 10.3 Reações de Alcanos com Halogênios 10.4 Cloração do Metano: Mecanismo de Reação [ Um mecanismo para a reação ] Cloração Radicalar do Metano 10.5 Halogenação de Alcanos Superiores [ Um mecanismo para a reação ] Halogenação Radicalar do Metano 10.6 A Geometria dos Radicais Alquila 10.7 Reações que Geram Centros de Quiralidade Tetraédricos [ Um mecanismo para a reação ] A Estereoquímica da Cloração no C2 do Pentano [ Um mecanismo para a reação ] A Estereoquímica da Cloração no C3 do (S)-2-Cloropentano 10.8 Substituição Alílica e Radicais Alílicos 10.9 Substituição Benzílica e Radicais Benzílicos 10.10 A Adição Radicalar aos Alquenos: A Adição Anti-Markovnikov do Brometo de Hidrogênio [ Um mecanismo para a reação ] Adição Anti-Markovnikov do HBr 10.11 Polimerização Radicalar de Alquenos: Polímeros de Crescimento de Cadeia [ Um mecanismo para a reação ] Polimerização Radicalar do Eteno (Etileno) 10.12 Outras Reações Radicalares Importantes A química de... Antioxidantes A química de... Diminuição do Ozônio e os Clorofluorocarbonos (CFCs) [Por que esses tópicos são importantes?] Veja o tópico especial c no GEN-IO, Ambiente Virtual de Aprendizagem do GEN 11 Álcoois e Éteres: Síntese e reações 11.1 Estrutura e Nomenclatura 11.2 Propriedades Físicas dos Álcoois e Éteres 11.3 Álcoois e Éteres Importantes A química de... Etanol como um Biocombustível A química de... O Colesterol e a Doença do Coração 11.4 Síntese de Álcoois a partir de Alquenos 11.5 Reações de Álcoois 11.6 Álcoois como Ácidos 11.7 Conversão de Álcoois em Haletos de Alquila 11.8 Haletos de Alquila a partir da Reação de Álcoois com Haletos de Hidrogênio 11.9 Haletos de Alquila a partir da Reação de Álcoois com PBr3 ou SOCI2 11.10 Tosilatos, Mesilatos e Triflatos: Grupos de Saída Derivados de Álcoois [ Um mecanismo para a reação ] Conversão de um Álcool em um Mesilato (um Metanossulfonato de Alquila) 11.11 Síntese de Éteres [ Um mecanismo para a reação ] Desidratação Intermolecular de Álcoois para Formar um Éter [ Um mecanismo para a reação ] A Síntese de Éteres de Williamson 11.12 Reações de Éteres [ Um mecanismo para a reação ] Clivagem do Éter por Ácidos Fortes 11.13 Epóxidos [ Um mecanismo para a reação ] Epoxidação de Alqueno A química de... A Epoxidação Assimétrica de Sharpless 11.14 Reações de Epóxidos [ Um mecanismo para a reação ] Abertura do Anel de um Epóxido Catalisada por Ácido [ Um mecanismo para a reação ] Abertura do Anel de um Epóxido Catalisada por Base 11.15 A Anti 1,2-Di-hidroxilação de Alquenos Via Epóxidos A química de... Métodos Ecológicos de Oxidação de Alquenos 11.16 Éteres de Coroa A química de... Os Antibióticos de Transporte e os Éteres de Coroa 11.17 Resumo das Reações de Alquenos, Álcoois e Éteres [Por que esses tópicos são importantes?] 12 Álcoois a Partir de Compostos Carbonílicos: Oxidação–redução e compostos organometálicos 12.1 Estrutura do Grupo Carbonila 12.2 Reações de Oxidação–Reduçãoem Química Orgânica 12.3 Álcoois por Redução de Compostos Carbonílicos [ Um mecanismo para a reação ] Redução de Aldeídos e Cetonas por Transferência de Hidreto A química de... Álcool Desidrogenase – Um Hidreto Bioquímico A química de... Reduções Estereosseletivas de Grupos Carbonila 12.4 Oxidação de Álcoois [ Um mecanismo para a reação ] A Oxidação de Swern [ Um mecanismo para a reação ] Oxidação por Ácido Crômico 12.5 Compostos Organometálicos 12.6 Preparação de Compostos Organo-Lítio e Organo-Magnésio 12.7 Reações de Compostos de Organo-Lítio e Organo-Magnésio [ Um mecanismo para a reação ] A Reação de Grignard 12.8 Álcoois a Partir de Reagentes de Grignard 12.9 Grupos de Proteção [Por que esses tópicos são importantes?] Veja o Primeiro conjunto de problemas de revisão no GEN-IO, Ambiente Virtual de Aprendizagem do GEN Glossário