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Material de apoio às aulas_2012-013 (1).pdf

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FACULDADE DE FARMÁCIA DA UNIVERSIDADE DE LISBOA<br />

QUÍMICA ORGÂNICA II<br />

Ano Lectivo <strong>de</strong> <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

1º Semestre<br />

<strong>Material</strong> <strong>de</strong> <strong>apoio</strong> <strong>às</strong> <strong>aulas</strong> práticas e laboratoriais


I – PROGRAMA TEÓRICO<br />

II – PROGRAMA PRÁTICO<br />

III – PROGRAMA LABORATORIAL<br />

IV – AVALIAÇÃO<br />

Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

QUÍMICA ORGÂNICA II<br />

V – ANEXO- Horários das <strong>aulas</strong> teóricas, práticas e laboratoriais<br />

DOCENTE RESPONSÁVEL: Maria José Umbelino Ferreira<br />

OUTROS DOCENTES: Rui Moreira, Carlos Afonso, Maria do Carmo Carreiras, Maria<br />

Alexandra Paulo, Francisca Lopes, Ana Margarida Fernan<strong>de</strong>s, Emília valente<br />

2


I – PROGRAMA TEÓRICO<br />

1. INTRODUÇÃO<br />

Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

1.1. Objectivos da disciplina. Consi<strong>de</strong>rações sobre o seu funcionamento<br />

1.2. A importância da aprendizagem da Química Orgânica<br />

2. ALDEÍDOS E CETONAS: ADIÇÃO NUCLEOFÍLICA AO GRUPO<br />

CARBONILO<br />

2.1. Estrutura e nomenclatura<br />

2.2. Proprieda<strong>de</strong>s físicas<br />

2.3. Síntese <strong>de</strong> al<strong>de</strong>ídos e cetonas<br />

2.3.1. Oxidação <strong>de</strong> álcoois<br />

2.3.2. Ozonólise: clivagem oxidativa <strong>de</strong> alcenos<br />

2.3.3. Hidratação <strong>de</strong> alcinos<br />

2.3.4. Acilação <strong>de</strong> Frie<strong>de</strong>l-Crafts<br />

2.4. Reactivida<strong>de</strong> dos al<strong>de</strong>ídos e cetonas. Adição nucleofílica ao grupo carbonilo.<br />

Factores que afectam a reactivida<strong>de</strong> dos al<strong>de</strong>ídos e cetonas. Reacções reversíveis<br />

e irreversíveis<br />

2.4.1. Adição <strong>de</strong> hidretos metálicos (NaBH4 e LiAlH4) e compostos<br />

organometálicos (RLi e RMgX)<br />

2.4.2. Adição <strong>de</strong> água: formação <strong>de</strong> hidratos<br />

2.4.3. Adição <strong>de</strong> álcoois: formação <strong>de</strong> hemiacetais e acetais. Acetais cíclicos<br />

como grupos protectores. Tioacetais<br />

2.4.4. Adição <strong>de</strong> amónia, aminas e compostos relacionados: formação <strong>de</strong> iminas,<br />

enaminas, oximas, hidrazonas e semicarbazidas. Importância <strong>de</strong>stes<br />

compostos na i<strong>de</strong>ntificação <strong>de</strong> al<strong>de</strong>ídos e cetonas. Redução <strong>de</strong> Wolff-<br />

Kishner<br />

2.4.5. Adição <strong>de</strong> cianeto: formação <strong>de</strong> ciano-hidrinas<br />

2.4.6. Adição <strong>de</strong> iletos <strong>de</strong> fósforo: reacção <strong>de</strong> Wittig<br />

2.4.7. Oxidação <strong>de</strong> al<strong>de</strong>ídos e cetonas<br />

3. ESPECTROSCOPIA DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DO<br />

PROTÃO<br />

3.1. Métodos químicos e métodos espectroscópicos na i<strong>de</strong>ntificação estrutural.<br />

3.2. Espectroscopia <strong>de</strong> ressonância magnética nuclear do protão<br />

3.2.1. A origem do sinal: spine nuclear<br />

3.2.2. Número <strong>de</strong> sinais. Protões equivalentes: equivalência química e magnética.<br />

Protões homotópicos, diastereotópicos e enantiotópicos<br />

3


Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

3.2.3. Posição dos sinais. Deslocamento químico. Blindagem e <strong>de</strong>sblindagem.<br />

Factores que afectam o <strong>de</strong>slocamento químico: <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> electrónica e<br />

efeitos anisotrópicos<br />

3.2.4. Área relativa dos picos. Integração<br />

3.2.5. Desdobramento <strong>de</strong> sinais. Acoplamento <strong>de</strong> spines. Regras <strong>de</strong><br />

multiplicida<strong>de</strong><br />

3.2.6. Constantes <strong>de</strong> acoplamento e a estrutura molecular: acoplamento geminal<br />

( 2 J), vicinal ( 3 J) e à distância<br />

3.2.7. Simplificação <strong>de</strong> espectros: dupla ressonância. O uso <strong>de</strong> <strong>de</strong>utério<br />

4. ESPECTROSCOPIA DE RMN DO CARBONO 13<br />

4.1. Espectroscopia <strong>de</strong> ressonância magnética nuclear do carbono 13.<br />

4.1.1. A abundância natural do isótopo 13C<br />

4.2. Deslocamento químico carbono 13. Factores que afectam o <strong>de</strong>slocamento<br />

químico<br />

4.3. Espectro <strong>de</strong> 13 C-RMN acoplado com o protão. Multiplicida<strong>de</strong> dos sinais<br />

4.4. Espectro <strong>de</strong> 13 C-RMN <strong>de</strong>sacoplado<br />

4.5. Experiências <strong>de</strong> RMN unidimensionais: selecção <strong>de</strong> carbonos com a sequência<br />

DEPT<br />

4.6. Interpretação <strong>de</strong> espectros<br />

5. ARENOS E AROMATICIDADE<br />

5.1. Estrutura e nomenclatura do benzeno e <strong>de</strong>rivados<br />

5.2. Proprieda<strong>de</strong>s físicas<br />

5.3. Estabilida<strong>de</strong> do benzeno: energia <strong>de</strong> ressonância<br />

5.4. Regra <strong>de</strong> Hückel. Anulenos. Iões aromáticos. Compostos aromáticos policíclicos<br />

e heterocíclicos<br />

5.5. Reacções <strong>de</strong> substituição aromática electrofílica no benzeno. Mecanismo<br />

5.5.1. Halogenação. Nitração. Sulfonação. Alquilação e acilação <strong>de</strong> Frie<strong>de</strong>l-<br />

Crafts<br />

5.6. Efeito dos substituintes na orientação e reactivida<strong>de</strong><br />

5.6.1. Efeitos indutivo e <strong>de</strong> ressonância<br />

5.6.2. Orientação e reactivida<strong>de</strong> em benzenos monossubstituídos e<br />

dissubstituídos<br />

5.6.3. Reactivida<strong>de</strong> em hidrocarbonetos aromáticos policíclicos<br />

5.7. Reacções da ca<strong>de</strong>ia lateral <strong>de</strong> alquilbenzenos<br />

5.7.1. Reactivida<strong>de</strong> do carbono benzílico: estabilização por ressonância.<br />

Halogenação. Substituição nucleofílica. Aci<strong>de</strong>z dos hidrogénios benzílicos<br />

5.7.2. Reacção <strong>de</strong> oxidação <strong>de</strong> alquilbenzenos<br />

5.7.3. Redução <strong>de</strong> álcoois e éteres benzílicos: hidrogenólise<br />

6. ALDEÍDOS E CETONAS: ENÓIS E ENOLATOS. COMPOSTOS<br />

CARBONÍLICOS α,β-INSATURADOS<br />

4


Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

6.1. Formação <strong>de</strong> enóis e enolatos: aci<strong>de</strong>z dos protões em α dos aldéidos e cetonas<br />

6.1.1. Tautomerismo: formação <strong>de</strong> enóis por transferência <strong>de</strong> protões<br />

6.1.2. Estabilida<strong>de</strong> dos enóis<br />

6.1.3. Catálise ácida e básica da enolização<br />

6.1.4. Consequências da enolização: troca <strong>de</strong> H por D; isomerização<br />

6.2. Reacções <strong>de</strong> enóis ou enolatos como intermédios<br />

6.2.1. α-Halogenação em meio ácido e em meio básico. Reacção do iodofórmio<br />

6.2.2. Alquilação <strong>de</strong> enolatos. Alquilação via enaminas<br />

6.2.3. Reacção <strong>de</strong> enolatos com o grupo carbonilo <strong>de</strong> al<strong>de</strong>ídos ou cetonas:<br />

con<strong>de</strong>nsação aldólica. Con<strong>de</strong>nsação aldólica cruzada e intramolecular<br />

6.3. Compostos carbonílicos α,β-insaturados<br />

6.3.1. Estabilização por ressonância<br />

6.3.2. Adição conjugada <strong>de</strong> nucleófilos <strong>de</strong> oxigénio e azoto<br />

6.3.3. Adição conjugada <strong>de</strong> cianeto<br />

6.3.4. Adicção <strong>de</strong> reagentes organometálicos: adição 1,2 ou 1,4<br />

6.3.5. Adição conjugada <strong>de</strong> enolatos: adição <strong>de</strong> Michael. Anelação <strong>de</strong> Robinson.<br />

A importância da con<strong>de</strong>nsação aldólica na natureza<br />

7. ÁCIDOS CARBOXILÍCOS<br />

7.1. Estrutura e nomenclatura<br />

7.2. Proprieda<strong>de</strong>s físicas<br />

7.3. Espectroscopia<br />

7.4. Aci<strong>de</strong>z e basicida<strong>de</strong> dos ácidos carboxílicos<br />

7.5. Síntese <strong>de</strong> ácidos carboxílicos<br />

7.5.1. Oxidação <strong>de</strong> álcoois e al<strong>de</strong>ídos<br />

7.5.2. Carbonação <strong>de</strong> reagentes <strong>de</strong> Grignard<br />

7.5.3. Hidrólise <strong>de</strong> nitrilos<br />

7.6. Reactivida<strong>de</strong> dos ácidos carboxílicos. Reacção <strong>de</strong> substituição nucleofilica:<br />

mecanismo <strong>de</strong> adição eliminação<br />

7.6.1. Reacção com SOCl2 e PX3: formação <strong>de</strong> haletos <strong>de</strong> acilo como espécies<br />

activadas dos ácidos carboxílicos<br />

7.6.2. Reacção com haletos <strong>de</strong> acilo: formação <strong>de</strong> anidridos<br />

7.6.3. Reacção com álcoois: formação <strong>de</strong> ésteres. Esterificação intramolecular <strong>de</strong><br />

hidroxiácidos: lactonas<br />

7.6.4. Reacção com aminas: formação <strong>de</strong> amidas. Ciclização intramolecular <strong>de</strong><br />

aminoácidos: lactamas. Formação <strong>de</strong> imidas a partir <strong>de</strong> ácidos<br />

dicarboxílicos<br />

7.7. Redução <strong>de</strong> ácidos carboxílicos com LiAlH4<br />

7.8. α-halogenação dos ácidos carboxílicos. Reacção <strong>de</strong> Hell-Volhard-Zelinsky.<br />

Mecanismo<br />

8. DERIVADOS DOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS<br />

8.1. Estrutura e nomenclatura<br />

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Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

8.2. Proprieda<strong>de</strong>s físicas<br />

8.3. Espectroscopia<br />

8.4. Reactivida<strong>de</strong> relativa dos cloretos, dos anidridos, dos ésteres e das amidas.<br />

Factores que afectam as reacções <strong>de</strong> substituição nucleofilica dos <strong>de</strong>rivados dos<br />

ácidos carboxílicos: efeito indutivo, ressonância e basicida<strong>de</strong> do grupo<br />

abandonante<br />

8.4.1. Hidrólise<br />

8.4.2. Reacção com álcoois<br />

8.4.3. Reacção com amónia e aminas<br />

8.4.4. Reacção com ácidos carboxílicos e seus sais<br />

8.4.5. Reacção com compostos organometálicos<br />

8.5. Rearranjo <strong>de</strong> Hoffman das amidas<br />

8.6. Nitrilos<br />

8.6.1. Estrutura e nomenclatura<br />

8.6.2. Hidrólise<br />

8.6.3. Reacção com compostos organometálicos<br />

8.6.4. Redução com hidretos<br />

8.6.5. Hidrogenação catalítica<br />

9. ENOLATOS DE ÉSTERES. COMPOSTOS β-DICARBONÍLICOS<br />

9.1. Formação <strong>de</strong> enolatos <strong>de</strong> ésteres<br />

9.2. Acilação <strong>de</strong> enolatos <strong>de</strong> ésteres: síntese <strong>de</strong> compostos β-dicarbonílicos<br />

9.2.1. Con<strong>de</strong>nsação <strong>de</strong> Claisen. Comparação com a con<strong>de</strong>nsação aldólica<br />

9.2.2. Con<strong>de</strong>nsação <strong>de</strong> Claisen intramolecular: con<strong>de</strong>nsação <strong>de</strong> Dieckmann<br />

9.2.3. Con<strong>de</strong>nsação <strong>de</strong> Claisen entre dois ésteres diferentes: con<strong>de</strong>nsação <strong>de</strong><br />

Claisen cruzada<br />

9.2.4. Con<strong>de</strong>nsação <strong>de</strong> Claisen cruzada entre cetonas e ésteres: síntese <strong>de</strong> βdicetonas<br />

9.3. Alquilação <strong>de</strong> compostos β-dicarbonílicos: versatilida<strong>de</strong> sintética<br />

9.3.1. Alquilação <strong>de</strong> β-cetoésteres. Hidrólise <strong>de</strong> β-cetoésteres alquilados e<br />

<strong>de</strong>scarboxilação dos β-cetoácidos resultantes<br />

9.3.2. Síntese do éster acetoacético: síntese <strong>de</strong> metil-cetonas substituídas<br />

9.3.3. Síntese do éster malónico: síntese <strong>de</strong> ácidos acéticos substituídos<br />

9.4. Adição 1,4 <strong>de</strong> compostos β-dicarbonílicos a compostos carbonílicos α,βinsaturados:<br />

adição <strong>de</strong> Michael. Anelação <strong>de</strong> Robinson<br />

9.5. A importância da con<strong>de</strong>nsação <strong>de</strong> Claisen na natureza<br />

10. ESPECTROMETRIA DE MASSA<br />

10.1. O espectro <strong>de</strong> massa<br />

10.1.1. Ionização por impacto electrónico. Outros processos <strong>de</strong> ionização.<br />

10.1.2. O ião molecular. O pico base. Espectrometria <strong>de</strong> massa <strong>de</strong> alta resolução:<br />

<strong>de</strong>terminação da fórmula molecular<br />

10.1.3. Picos <strong>de</strong> isótopos. Compostos com cloro e bromo<br />

10.2. Fragmentação: formação <strong>de</strong> carbocatiões estáveis<br />

6


Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

10.3. Clivagem <strong>de</strong> uma ligação<br />

10.3.1. Formação <strong>de</strong> iões estabilizados por efeito indutivo. Fragmentação <strong>de</strong><br />

alcanos lineares e ramificados<br />

10.3.2. Formação <strong>de</strong> iões estabilizados por ressonância: fragmentação <strong>de</strong> alcenos,<br />

álcoois, aminas, éteres, tiois, compostos carbonílicos e aromáticos<br />

10.4. Clivagem <strong>de</strong> duas ligações. Eliminação <strong>de</strong> uma molécula neutra<br />

10.4.1. Eliminação <strong>de</strong> H2O pelos álcoois<br />

10.4.2. Rearranjo <strong>de</strong> McLafferty dos compostos carbonílicos com um hidrogénio<br />

no carbono γ<br />

10.4.3. Fragmentação <strong>de</strong> retro-Diels-Al<strong>de</strong>r dos cicloalcenos<br />

11. AMINAS E DERIVADOS<br />

11.1. Estrutura e nomenclatura<br />

11.2. Proprieda<strong>de</strong>s físicas<br />

11.3. Espectroscopia das aminas<br />

11.4. Basicida<strong>de</strong> <strong>de</strong> aminas alifáticas, aromáticas e heterocíclicas aromáticas<br />

11.5. Síntese <strong>de</strong> aminas<br />

11.5.1. Alquilação. Síntese <strong>de</strong> Gabriel<br />

11.5.2. Aminação redutiva <strong>de</strong> al<strong>de</strong>ídos e cetonas<br />

11.5.3. Redução <strong>de</strong> amidas<br />

11.5.4. Rearranjo <strong>de</strong> Hofmann<br />

11.5.5. Reactivida<strong>de</strong> das aminas<br />

11.5.6. Eliminação <strong>de</strong> Hofmann<br />

11.5.7. Reacção <strong>de</strong> Mannich<br />

11.5.8. Reacções com ácido nitroso: N-nitrosoaminas e sais <strong>de</strong> diazónio<br />

11.5.9. Substituição electrofílica nas aminas aromáticas<br />

11.6. Reactivida<strong>de</strong> dos sais <strong>de</strong> diazónio: estabilização por ressonância<br />

11.6.1. Reacções <strong>de</strong> substituição. Reacção <strong>de</strong> Sandmeyer<br />

11.6.2. Reacções <strong>de</strong> acoplamento. Síntese <strong>de</strong> corantes azo<br />

11.7. Importância biológica das aminas<br />

BIBLIOGRAFIA<br />

Bibliografia <strong>de</strong> base<br />

K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore −−−− Organic Chemistry: Structure and Function, 5 th edition,<br />

Freeman and Company, New York, 2007.<br />

N. E. Schore −−−− Study Gui<strong>de</strong> and Solutions Manual for Organic Chemistry Structure and<br />

elucidation, 5 th edition, Freeman and Company, New York, 2007.<br />

Bibliografia complementar<br />

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Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

A. Streitwieser, C. H. Heathcock, E. M. Kosower −−−− Introduction to Organic Chemistry, 4 th<br />

edition, Macmillan Publishing Company, New York, 1992.<br />

J. Clay<strong>de</strong>n, N. Greeves, S. warren, P. Wothers −−−− Organic Chemistry, 1 th edition, Oxford<br />

University Press Inc, New York, 2001.<br />

R. M. Silverstein, G. G. Bassler, T. C. Morril −−−− Spectrometry I<strong>de</strong>ntification of Organic<br />

Compounds, 7 th edition, John Wiley & Sons New York, 2005.<br />

II - PROGRAMA PRÁTICO: PROBLEMAS<br />

As <strong>aulas</strong> práticas <strong>de</strong>stinam-se à resolução <strong>de</strong> problemas previamente fornecidos aos alunos,<br />

ilustrativos dos conhecimentos expostos nas <strong>aulas</strong> teóricas. Os alunos <strong>de</strong>vem proce<strong>de</strong>r à<br />

resolução prévia <strong>de</strong>sses problemas sendo as <strong>aulas</strong> apenas <strong>de</strong>stinadas, essencialmente, ao<br />

esclarecimento <strong>de</strong> dúvidas. O docente po<strong>de</strong>rá solicitar aos alunos a resolução <strong>de</strong> problemas<br />

adicionais.<br />

Os enunciados dos problemas apresentados na Tabela 1, encontram-se na 5ª edição do livro:<br />

Vollhardt e Schore (2007). Na Tabela 2 apresenta-se a correspondência entre os enunciados<br />

dos problemas apresentados na 5ª edição e na 6ª edição (2011) do mesmo livro <strong>de</strong> texto. Este<br />

livro, existente na biblioteca, é acompanhado por um manual <strong>de</strong> soluções dos problemas.<br />

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Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

Tabela 1: Enunciados dos problemas apresentados no livro <strong>de</strong> texto Vollhardt e Schore, 2007 (5ª<br />

edição).<br />

Aula Matéria Capítulo<br />

Problemas<br />

1 Número<br />

1ª<br />

Al<strong>de</strong>ídos e cetonas<br />

17 20, 21, 25, 26<br />

2ª Al<strong>de</strong>ídos e cetonas<br />

3ª Espectroscopia <strong>de</strong> 1 H-RMN<br />

4ª Espectroscopia <strong>de</strong> 1 H-RMN<br />

5ª Espectroscopia <strong>de</strong> 1 H-RMN e 13 C-<br />

RMN<br />

6ª Arenos e aromaticida<strong>de</strong><br />

7ª Arenos e aromaticida<strong>de</strong><br />

8ª Enóis e enolatos <strong>de</strong> al<strong>de</strong>ídos e<br />

cetonas. Compostos carbonílicos α,<br />

β-insaturados<br />

17 27, 28, 29, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 38,<br />

42, 50, 51, 52, 53<br />

10 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 37,<br />

10 40, 41, 42, 43, 44, 45<br />

11 7, 8, 28, 29<br />

13 4<br />

10 15, 16, 18, 20, 46, 47, 48, 49,<br />

50, 51<br />

11 31, 32<br />

15 33, 34, 35, 37, 39, 42, 43, 44, 45,<br />

60<br />

16 28, 29, 30<br />

16<br />

31, 33, 38, 40, 41, 46, 49, 50, 51<br />

22 34, 35, 37<br />

18 28, 29, 31, 34, 37, 39, 40, 41, 47i,<br />

48, 49a), 49b), 51, 52<br />

9ª Ácidos carboxílicos 19 23, 25, 27, 28, 29, 30, 31, 39a, 39b,<br />

43, 48<br />

10ª Derivados dos ácidos carboxílicos 20 26, 28, 31a, 31c, 31d, 35, 41a, 41b,<br />

41c, 48, 52, 55, 58<br />

11ª Enolatos <strong>de</strong> ésteres. Compostos βdicarbonílicos<br />

12ª Espectrometria <strong>de</strong> massa<br />

13ª Aminas e <strong>de</strong>rivados<br />

1 Números dos capítulos do livro <strong>de</strong> texto.<br />

23 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 39<br />

11 11, 12, 13, 14<br />

15 41<br />

17 4<br />

19 35<br />

21 6<br />

21 25, 27, 33, 34, 35, 40, 47<br />

22 26, 28<br />

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Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

Tabela 2: Correspondência entre os enunciados dos problemas apresentados nos livros <strong>de</strong> texto<br />

Vollhardt e Schore, 2007 (5ª edição) e 2011 (6ª edição).<br />

Matéria Capítulo 2 5ª Edição<br />

6ª Edição<br />

Al<strong>de</strong>ídos e cetonas 17 20, 21, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 25, 26, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,<br />

32, 35, 36, 37, 38, 42, 50, 51, 52, 38, 41, 43, 44, 46, 50, 58, 59, 60,<br />

53<br />

61<br />

Espectroscopia <strong>de</strong><br />

1<br />

H RMN<br />

10 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 37,<br />

40, 41, 42, 43, 44, 45<br />

32, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 45,<br />

47, 48, 49, 50, 51, 52<br />

11 7, 8, 28, 29 7, 8, 34, 35<br />

13 4 5<br />

Espectroscopia <strong>de</strong><br />

1 13<br />

H e C RMN<br />

10 15, 16, 18, 20, 46, 47, 48, 49,<br />

50, 51<br />

19, 20, 22, 24, 53, 54, 55, 56, 57,<br />

58<br />

11 31, 32 51, 52<br />

Arenos e<br />

15 33, 34, 35, 37, 39, 42, 43, 44, 45, 36, 37, 38, 40, 42, 45, 46, 48, 49,<br />

aromaticida<strong>de</strong><br />

60<br />

66<br />

16 28, 29, 30, 31, 33, 38, 40, 41, 30, 32, 33, 34, 36, 43, 45, 46, 51,<br />

46, 49, 50, 51<br />

54, 55, 56<br />

22 34, 35, 37 38, 39, 41<br />

Enois e enolatos <strong>de</strong> 18 28, 29, 31, 34, 37, 39, 40, 41, 47i, 32, 33, 35, 38, 41, 43, 44, 45, 55i,<br />

al<strong>de</strong>ídos e cetonas<br />

48, 49a), 49b), 51, 52<br />

56, 57a, 57b, 59, 60<br />

Ácidos carboxílicos 19 23, 25, 27, 28, 29, 30, 31, 39a, 39b, 27, 30, 33, 34, 37, 38, 39, 47a, 47b,<br />

43, 48<br />

51, 56<br />

Derivados <strong>de</strong> Ác. 20 26, 28, 31a, 31c, 31d, 35, 41a, 41b, 28, 30, 34a, 34c, 34d, 38, 45a, 45b,<br />

carboxílicos<br />

41c, 48, 52, 55, 58<br />

45c, 53, 57, 60, 63.<br />

Enolatos <strong>de</strong> ésteres 23 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 39 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 45<br />

Espectrometria <strong>de</strong> 11 11, 12, 13, 14 19, 20, 21, 22, 23<br />

massa<br />

15 41 44<br />

17 4 5<br />

19 35 43<br />

21 6 5<br />

Aminas e <strong>de</strong>rivados 21 25, 27, 33, 34, 35, 40, 47 28, 31, 37, 39, 40, 45, 53<br />

22 26, 28 30, 32<br />

2 Números dos capítulos do livro <strong>de</strong> texto.<br />

10


III – PROGRAMA LABORATORIAL<br />

Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

As <strong>aulas</strong> laboratoriais realizar-se-ão nas últimas 4 semanas do ano lectivo (26 <strong>de</strong> Novembro a<br />

21 <strong>de</strong> Dezembro).<br />

1. Reacção <strong>de</strong> substituição electrofílica no anel benzénico: síntese da p-bromoacetanilida;<br />

2. Con<strong>de</strong>nsação aldólica: con<strong>de</strong>nsação do benzal<strong>de</strong>ído com a acetona.<br />

Trabalho 1 – Substituição electrofílica aromática: síntese da p-bromoacetanilida.<br />

Objectivo do trabalho:<br />

Efectuar uma reacção <strong>de</strong> substituição electrofílica aromática.<br />

Operações unitárias a preparar previamente:<br />

Filtração sob vácuo<br />

Recristalização por gradiente térmico<br />

Determinação do ponto <strong>de</strong> fusão<br />

<strong>Material</strong>:<br />

1 Erlenmeyer <strong>de</strong> 100 mL com rolha<br />

1 Erlenmeyer <strong>de</strong> 100 mL<br />

Proveta <strong>de</strong> 50 mL<br />

Agitador magnético.<br />

Bureta para a solução <strong>de</strong> bromo na hotte<br />

Copo <strong>de</strong> 100 mL<br />

1 funil <strong>de</strong> vidro <strong>de</strong> haste curta<br />

Buchner e Kitasato para filtração em vácuo<br />

Vidro <strong>de</strong> relógio<br />

Banho <strong>de</strong> gelo<br />

Placa <strong>de</strong> aquecimento com agitação magnética.<br />

Aparelho <strong>de</strong> ponto <strong>de</strong> fusão e capilares.<br />

Reagentes:<br />

Acetanilida (M = 135,17g/mol)<br />

Ácido acético glacial<br />

Solução <strong>de</strong> bromo a 56% em ácido acético glacial - já preparada na hotte<br />

Solução etanol: água 1:1<br />

Solução <strong>de</strong> metabissulfito <strong>de</strong> sódio a 10%<br />

Água fria<br />

Técnica:<br />

- Num erlenmeyer <strong>de</strong> 100 mL com rolha, dissolver 1,35 g (0,01mol) <strong>de</strong> acetanilida (M =<br />

135,17g mol -1 ) em 4,5 mL <strong>de</strong> ácido acético glacial.<br />

11


Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

- Colocar o erlenmeyer num banho <strong>de</strong> gelo e adicionar, lentamente e sob agitação na hotte,<br />

3 mL <strong>de</strong> uma solução <strong>de</strong> bromo em ácido acético glacial a 56 % previamente colocada numa<br />

bureta.<br />

Com a adição da solução <strong>de</strong> bromo, a mistura reaccional apresentará uma coloração alaranjada<br />

que irá <strong>de</strong>saparecendo à medida que o bromo vai reagindo.<br />

- Após a adição total da solução <strong>de</strong> bromo, <strong>de</strong>ixar a mistura reaccional à temperatura ambiente<br />

por mais 30 minutos sob agitação. A mistura começará a cristalizar.<br />

- Verter a mistura reaccional para um copo <strong>de</strong> 100 mL com 40 mL <strong>de</strong> água fria lavando bem o<br />

erlenmeyer com mais 10 mL água fria <strong>de</strong> modo a arrastar totalmente a mistura reaccional.<br />

Agite bem a mistura reaccional.<br />

- Recuperar o resíduo obtido por filtração em vácuo, lavando-o bem com água fria e<br />

pressionando o sólido <strong>de</strong> modo a eliminar a maior quantida<strong>de</strong> possível <strong>de</strong> água.<br />

- Recristalizar o resíduo sólido por gradiente térmico <strong>de</strong> uma solução <strong>de</strong> etanol:água 1:1,<br />

levando os cristais a peso constante.<br />

- Determine o ponto <strong>de</strong> fusão dos cristais obtidos.<br />

- Calcule o rendimento do processo.<br />

- Escreva o mecanismo da reacção.<br />

N.B.<br />

- Se o filtrado apresentar uma coloração alaranjada forte <strong>de</strong>vido à presença <strong>de</strong> excesso <strong>de</strong><br />

bromo, adicionar uma solução <strong>de</strong> metabissulfito <strong>de</strong> sódio a 10 % <strong>de</strong> modo a <strong>de</strong>struir o excesso<br />

<strong>de</strong> bromo.<br />

- Todos os resíduos <strong>de</strong>verão ser colocados em frasco <strong>de</strong> recolha apropriado.<br />

- Solução <strong>de</strong> bromo a 56 % - na hotte: 1,7 g (0,53 mL, 0,106 mol) <strong>de</strong> bromo dissolvidos em<br />

2,5 mL <strong>de</strong> ácido acético glacial.<br />

Referências bibliográficas:<br />

- Furniss, B.S., Hannaford, A.J., Smith, P.W.O., Tatchel, A.R., “Vogel’s textbook of Pratical<br />

Organic Chemistry”, pg 918-919, 5 th Ed. Longman, London, (1989).<br />

-Gonçalves, D., Wal, E., Almeida, R.R., “Química Orgânica Experimental”, Experiência 59 –<br />

Síntese da p-bromoacetanilida, pg 217-218, Mc Graw-Hill, SP –Brasil, (1988).<br />

Trabalho 2 - Con<strong>de</strong>nsação aldólica: Síntese da dibenzalacetona por reação <strong>de</strong> acetona<br />

com benzal<strong>de</strong>ído em solução <strong>de</strong> hidróxido <strong>de</strong> sódio e etanol.<br />

Objetivo do trabalho:<br />

Efectuar uma reacção <strong>de</strong> con<strong>de</strong>nsação aldólica.<br />

Operações unitárias a preparar previamente:<br />

12


Filtração sob vácuo<br />

Recristalização por gradiente térmico<br />

Determinação do ponto <strong>de</strong> fusão<br />

<strong>Material</strong>:<br />

1 Erlenmeyer <strong>de</strong> 125 mL com rolha<br />

1 Erlenmeyer <strong>de</strong> 100 mL<br />

Agitador magnético<br />

1 Proveta <strong>de</strong> 25 mL<br />

2 Provetas <strong>de</strong> 50 mL<br />

3 Funis <strong>de</strong> vidro<br />

1 Funil <strong>de</strong> vidro <strong>de</strong> haste curta<br />

Buchner e Kitasato para filtração em vácuo<br />

Vidro <strong>de</strong> relógio<br />

Aparelho <strong>de</strong> ponto <strong>de</strong> fusão e capilares<br />

Placa <strong>de</strong> aquecimento com agitação<br />

Reagentes:<br />

Benzal<strong>de</strong>ído <strong>de</strong>stilado<br />

Acetona p.a.<br />

Etanol a 95%<br />

Solução <strong>de</strong> hidróxido <strong>de</strong> sódio a 10%<br />

Solução a 5% <strong>de</strong> ácido acético glacial em etanol a 95%.<br />

Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

Técnica:<br />

Num erlenmeyer <strong>de</strong> 125 mL com agitador magnético, colocar 3,0 mL (3,2g; 0,030mol) <strong>de</strong><br />

benzal<strong>de</strong>ído <strong>de</strong>stilado, 1,0 mL (0,80g; 0,014mol) <strong>de</strong> acetona e 25 mL <strong>de</strong> etanol a 95%.<br />

Homogeneizar a mistura com agitação magnética.<br />

Adicionar, lentamente e sob agitação, 30 mL <strong>de</strong> uma solução <strong>de</strong> hidróxido <strong>de</strong> sódio a 10%.<br />

Esperar 30 minutos mantendo a mistura reaccional sob agitação. A mistura reaccional,<br />

límpida e homogénea inicialmente, torna-se leitosa com visíveis partículas sólidas do produto.<br />

Após 30 minutos <strong>de</strong> reacção, arrefecer a mistura no banho <strong>de</strong> gelo. Recolher o sólido amarelo<br />

por filtração em vácuo arrastando todo o precipitado com água fria e lavando-o com cerca <strong>de</strong><br />

3 porções <strong>de</strong> 50 mL <strong>de</strong> água fria pressionando o sólido <strong>de</strong> modo a remover a maior quantida<strong>de</strong><br />

<strong>de</strong> água.<br />

Desligar o vácuo e partir a massa sólida com a espátula adicionando ao sólido no buchner<br />

5,5mL <strong>de</strong> uma solução gelada <strong>de</strong> ácido acético glacial a 5 % em etanol a 95 %. Deixar em<br />

repouso cerca <strong>de</strong> 1 minuto, removendo então o líquido ligando o vácuo. Repetir este<br />

procedimento mais uma vez. Remover todo o solvente da massa sólida assim obtida.<br />

Transferir o produto bruto obtido para um erlenmeyer <strong>de</strong> 100 mL e recristalizar <strong>de</strong> etanol a 95<br />

% por gradiente térmico. Levar os cristais a peso constante.<br />

- Determinar o ponto <strong>de</strong> fusão dos cristais obtidos.<br />

13


Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

- Calcular o rendimento obtido.<br />

- Escrever o mecanismo do processo.<br />

- Indicar quais os possíveis contaminantes explicando as reacções para a formação <strong>de</strong>sses<br />

produtos.<br />

NB:<br />

Todos os resíduos <strong>de</strong>verão ser colocados em frascos <strong>de</strong> recolha apropriados.<br />

Referências bibliográficas:<br />

- Eaton, D.C., “Laboratory Investigation in Organic Chemistry” - Experience 23 – Aldol<br />

con<strong>de</strong>nsation, pg 461-471, Mc Graw-Hill Book Company, USA (1989).<br />

- Williamson, K.L., “Macroscale and Microscale Organic Experiments” 4 th Ed., – Experience<br />

37 - Dibenzalacetone by the Aldol Con<strong>de</strong>nsation, pg 454-460, Houghton Miffin Company<br />

USA (2003).<br />

- Afonso, C., Simão, D., Ferreira, L.P., Serra, M.E., Raposo, M.M., “100 Experiências <strong>de</strong><br />

Química Orgânica” – Experiência 47 – Con<strong>de</strong>nsação Aldólica, pg 193-197, IST Press,<br />

Portugal 2011.<br />

V- AVALIAÇÃO<br />

Metodologia <strong>de</strong> avaliação do ensino teórico<br />

A avaliação dos conhecimentos do ensino teórico é realizada através <strong>de</strong> duas modalida<strong>de</strong>s à<br />

escolha do aluno:<br />

– Exame final;<br />

– Duas frequências, eliminatórias <strong>de</strong> matéria.<br />

Metodologia <strong>de</strong> avaliação do ensino prático/laboratorial<br />

Na avaliação prática/laboratorial é consi<strong>de</strong>rada a assiduida<strong>de</strong> e a participação nas <strong>aulas</strong>. Para<br />

ser admitido a exame teórico é necessário que o limite legal <strong>de</strong> faltas não tenha sido excedido.<br />

Classificação final<br />

A classificação final da disciplina será dada pelo resultado do exame final ou das frequências,<br />

<strong>de</strong> acordo com a escolha feita antecipadamente pelo aluno.<br />

A frequência das <strong>aulas</strong> práticas é obrigatória para todos os alunos inscritos<br />

na unida<strong>de</strong> curricular.<br />

V- ANEXO: Horário das <strong>aulas</strong> teóricas, práticas e laboratoriais<br />

14


Aulas Teóricas – Anfiteatro F (Pavilhão F)<br />

Aulas Práticas – Sala 217, Sala 225 (Pavilhão F)<br />

Aulas Laboratoriais – Sala 202-204 (Pavilhão F)<br />

Horários das Aulas Teóricas<br />

Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

15


Química Orgânica II, <strong>2012</strong>-2<strong>013</strong><br />

As <strong>aulas</strong> laboratoriais realizar-se-ão nas últimas 4 semanas do ano lectivo (26 <strong>de</strong> Novembro a<br />

21 <strong>de</strong> Dezembro).<br />

16

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