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.
• 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
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.
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.
