Tipos de Reações Orgânicas (Mecanismos e Intermediários)


As reações da química orgânica, por serem molecu­lares, geralmente são mais lentas e difíceis de ocorrer que as reações inorgânicas, nas quais participam íons. Para que uma reação entre moléculas ocorra, deve haver, primeiramente, a ruptura (quebra) das ligações existentes entre os átomos das moléculas reagentes e, em seguida, a união das espécies químicas resultantes, for­mando novas ligações e, consequentemente, os produtos da reação.
Existem dois tipos de ruptura das ligações entre os átomos das moléculas reagentes, chamados homólise e heterólise.

Tipos de Reações Orgânicas

• Homólise (homo = igual; lise = quebra) – é a quebra de uma ligação covalente em que ocorre a separação do par de elétrons que a constitui, originando-se dois radicais livres.
•       Radicais livres são constituídos por átomos ou grupos de átomos apresentando elétrons desemparelhados.
•       Os radicais livres exercem influência em nos­sa vida diária, muitas vezes de forma destru­tiva. São responsáveis, por exemplo, pelo ran­ço da comida e pela degradação de plásticos em contato com a luz solar. Acredita-se que até o processo de envelhecimento humano deve-se, em parte, à ação de radicais livres.
•       Os danos provocados pelos radicais podem ser prevenidos por antioxidantes (vitaminas C e E), que reagem rapidamente com os radicais, impedindo que causem danos.

• Heterólise (hetero = diferente; lise = quebra) – é a quebra de uma ligação covalente em que o par de elétrons que a constitui permanece em um dos átomos, originando-se um cátion e um ânion.

Observação
O tipo de ruptura de ligações depende de fatores como natureza dos reagentes, temperatura, lu­minosidade, meio utilizado (solvente), pressão.

Tipos de reagentes

Os tipos de reagentes estão relacionados com o tipo de ruptura (quebra) de ligações. Na homólise, os rea­gentes são radicais livres, na heterólise, podem ser ele-trófilos ou nucleófílos.

•        Eletrófilos – são reagentes deficientes de elétrons que, no decorrer de uma reação, procuram rece­ber um par de elétrons, funcionando como um
ácido de Lewis. Exemplos: cátions (como H+, Br+), carbo-cátions (como CH3) ou espécies con­tendo um átomo com deficiência de um par de elétrons (como o BF3, FeBr3, AIC£3).

•        Nucleófilos – são reagentes com um ou mais pares de elétrons não compartilhados que, no decorrer de uma reação, procuram fornecer um par de elé­trons, funcionando como uma base de Lewis. Exemplos: moléculas (como H2O, NH3, H3C – NH2) ou ânions (como o OH~, CN~, Cl~) e carbo-ânions.

Tipos de reação

•    Reação de adição – ocorre quando um reagente é adicionado a uma molécula orgânica, sendo mais comuns os casos em que átomos são adicionados às ligações C-O, C = C e C = C.

Reação de condensação – ocorre quando duas moléculas se unem, dando origem a uma única molécula. Exemplo: aldol (aldeído-alcool) duas moléculas de aldeído

Reações de adição

Adição a alcenos e alcinos

O que caracteriza as reações de adição a alcenos e alcinos é o ataque ao ponto frágil da estrutura, ou seja, à ligação ti existente nesses compostos.
Os carbonos da dupla ligação, nos alcenos, constituem uma região de elevada densidade eletrônica bastante suscetível a um ataque eletrófilo, ou seja, por reagentes ávidos por elétrons. Desse modo, as reações de adição, nos alce­nos, são conhecidas por reações de adição eletrófila.

Adição de ácidos halogenidricos

Ácidos halogenídricos são os hidrácidos de elemen­tos do grupo 17 ou 7A da tabela periódica, tais como clo­ro (Cf), bromo (Br), iodo (I), que são de uso mais co­mum. Como ocorre o “ataque” do ácido? Quem ataca pri­meiro é o hidrogênio ionizado do ácido, que desloca o par de elétrons da dupla para si, criando um carbo-cátion. Esse carbo-cátion vai atrair o halogênio, que possui um par de elétrons disponível, e refazer a ligação. De maneira mais simples, pode-se “abrir” a dupla ligação e refazer as ligações com os reagentes que estão atacando essa dupla.

Observe a seguir como descobrir o produto princi­pal da reação do propeno com ácido bromídrico (HBr): H3C — CH = CH2 + HBr ->

O hidrogênio do ácido pode atacar o composto do ácido de duas maneiras distintas. Em seguida, ocorre a formação do carbo-cátion mais estável, e, nesse caso, o secundário é o de maior percen­tual de formação. O produto formado em maior propor­ção, ou seja, o do carbo-cátion mais estável, é chamado de produto principal.

Regra de Markovnikov

Esta regra indica que o hidrogênio liga-se preferen­cialmente ao carbono mais hidrogenado. Porém, em uma experiência realizada em 1933, por Kharash, na Universidade de Chicago, verificou-se que, em uma reação entre um alceno com ácido bromídrico (HBr), em presença de peróxidos (tais como Na2O2, BaO2, peróxido de benzoíla etc.), o hidrogênio do HBr não se ligou ao carbono mais hidrogenado.

As reações de adição de ácidos halogenídricos, por­tanto, podem ser de dois tipos: em presença de peróxi­dos, acontece por meio dos radicais livres; em sua au­sência, de forma eletrofílica.

Hidratação

As reações de alcenos com água, em presença de ácido sulfúrico (H2SO4) diluído, são chamadas de hidra­tação. São reações de adição eletrofílica e seguem a re­gra de Markovnikov. O hidrogênio que vai ligar-se à du­pla ligação do alceno é o do ácido sulfúrico e não o da água. Como essa reação é complexa, será trabalhada de maneira simplificada. Para as reações, observe que a água é representada por HOH e não como H2O. Anteriormente, viu-se que as reações em presença de peróxidos ocor­rem por meio de radicais livres, por isso o mecanismo da reação foi invertido.

Observação
A reação de Kharash, ou anti-Markovnikov, como alguns autores preferem chamar, ocorre com ácido bromídrico em presença de peróxidos. Para os alcinos, verifica-se as mesmas regras.

Os enóis são muito instáveis e a dupla ligação será “atraída” pelo oxigênio da hidroxila, que vai perder seu hidrogênio para o carbono de onde veio a dupla ligação. A reação, portanto, é feita em duas etapas.

Halogenação

É a reação com elementos do grupo 17 ou 7A da tabela periódica. É também um caso de adição eletro­fílica.

Hidrogenação

É a reação com hidrogênio em presença de catalisa­dores como o níquel (Ni), paládio (Pd) ou platina (Pt). A hidrogenação origina alcanos e é conhecida como rea­ção de Sabatier-Senderens.