Essas transformações químicas são representadas de forma equacional, de modo que se apresentem dois membros separados por uma seta simples. Antes da seta, encontram-se os compostos reagentes (substâncias iniciais que vão ser rearranjadas e, portanto, modificadas); depois dela, podem ser identificados os produtos (substâncias finais) dessa reação química. Se alguma substância aparecer acima ou abaixo dessa seta, dizemos que esse composto faz o papel de catalizador da reação. No entanto, quando percebemos a representação de algum símbolo embaixo da seta, indica-se alguma condição externa ao sistema para o desenvolvimento reacional. O símbolo Δ indica aquecimento, já γ representa a presença de luz contribuindo para que a reação ocorra, por exemplo.
1A + 1B → 1C
A: reagente;
B: reagente;
C: produto.
As reações químicas (espontâneas) ocorrem para promover um dos mais valiosos princípios que envolvem as trocas de energia da natureza: a estabilidade, ou seja, uma condição de baixo nível energético. Ao analisarmos a química geral, especificamente a inorgânica, podemos indicar alguns tipos de reações recorrentes. Elas estão classificadas, genericamente, de quatro formas:
1. Síntese: A + B → C
2. Decomposição (análise): A → B + C
3. Simples troca (deslocamento): A + BC → AC + B
4. Dupla troca: AB + CD → CB + AD
Na química orgânica, as reações - em sua maioria - podem ser classificadas dessa forma:
1.0. Adição
2.0. Substituição
3.0. Condensação
4..0. Oxirredução
4.1. Combustão
4.2. Oxidação Branda
4.3. Oxidação Enérgica
4.4. Ozonólise
Nessa postagem, vamos analisar o comportamento de adição em compostos orgânicos.
1. REAÇÃO DE ADIÇÃO EM COMPOSTOS ORGÂNICOS
Essas reações ocorrem nos compostos orgânicos que possuem ligações do tipo π (aquelas que são mais fracas, por conta de uma sobreposição lateral de orbitais) ou em compostos que são ao mesmo tempo saturados, cíclicos e instáveis (cicloalcanos com poucos carbonos) por conta da tensão de Bayer. O mecanismo reacional é relativamente simples. Em primeiro lugar, é promovida a cisão da ligação π, criando-se no composto orgânico duas novas valências. Essas novas valências serão completadas com o reagente subsequente. Vejamos uma adição de halogênios a um composto orgânico (halogenação):
1CH2=CH2 + 1Br2 → 1Br–CH2–CH2–Br
Temos, nessa reação, o bromo molecular sendo adicionado ao etileno (eteno)
eteno + bromo molecular → dibromoetano
No entanto, casos em que os carbonos se diferenciam em números de hidrogênio podem causar um certo desconforto no momento de se adicionar novos compostos. Agora, dependendo de onde ocorra a adição, compostos diferentes poderão ser formados. Vale lembrar, porém, que por mais que uma reação de adição possua mais de um produto possível, sempre haverá um predominante, que é chamado de produto principal. Para isso aplicamos a regra de Markovnikov, em que o hidrogênio do composto inorgânico é colocado no carbono mais hidrogenado da dupla ligação orgânica. O composto que seguir as localidades indicadas por Markovnikov assumirá o papel de produto principal. Essa regra se baseia nas estabilidades de estruturas denominadas de carbocátions. Carbocátions terciários possuem alta estabilidade, seguido dos secundários e primários. Os carbonos mais hidrogenados darão origem, durante os percursos intermediários da reação, a carbocátions terciários e a isso deve a sua maior estabilidade e predominância em relação a outras estruturas que poderiam vir a ser formadas. Observe o seguinte exemplo de uma reação de adição de água (hidratação), em que existem dois produtos possíveis, sendo o primeiro predominante por seguir a regra de Markovnikov.
1CH3–CH=CH2 + 1H–OH → 1CH3–CH2–CH2–OH
Temos, nessa reação, uma hidratação do prop-1-eno.
prop-1-eno + água → propan-1-ol *produto principal (em maior quantidade)
1CH3–CH=CH2 + 1H–OH → 1CH3–CH(OH)–CH3
Temos, nessa reação, uma hidratação do prop-1-eno.
prop-1-eno + água → propan-2-ol
Obs1.: em presença de peróxidos, entra em ação a regra anti-Markovnikov. Ao invés do hidrogênio entrar no carbono mais hidrogenado, o produto principal será o resultado da reação em que o hidrogênio for adicionado no carbono menos hidrogenado.
Obs2.: cicloalcanos com baixo número de carbonos, por mais que saturados, sofrem reação de adição. Isso pode ser explicado pelas consequências advindas de uma tensão criada entre as ligações desse compostos, devido a alta diferença de angulação ideal e real. O nome dessa fenômeno é dado por tensão de Bayer. Observe a seguinte situação: o ciclopropano possui uma angulação de 60º entre os seus carbonos. No entanto, por possuir apenas carbonos híbridos sp³, ambos os ângulos deveriam ser de 109º28''. Note que a diferença entre o ângulo formado e o ideal é muito alta. Isso gera uma grande instabilidade nessa substância, que tende a se romper e formar um composto de cadeia não mais fechada, e sim aberta. A reação de adição, portanto, pode se aproveitar da fragilidade das ligações desses compostos, adicionando outras substâncias às duas valências formadas a partir da quebra gerada pela tensão de Bayer.
Obs3.: compostos aromáticos, tipo o núcleo/anel benzênico, por mais que possuam ligações do tipo π, não sofrem reação de adição. Devido a presença de ligações π alternadas (conjugadas), esses compostos criam uma alta condição de estabilidade a partir do fenômeno conhecido como ressonância. Estruturas aromáticas, portanto, tendem a sofrer reação de substituição.
Continua...
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