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Período Atual
2017/2


Disciplina - Listagem de Ementa/Programa
Disciplina: 114707 - Reações Orgânicas e seus Mecanismos 1
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Graduação

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Órgão: IQD - Instituto de Química
Código: 114707
Denominação: Reações Orgânicas e seus Mecanismos 1
Nível: Graduação
Vigência: 2014/1
Pré-req: IQD-114685 FUND DE QUIMICA ORGANICA OU
IQD-114219 INTRODUCAO A QUIMICA ORGANICA OU
IQD-114669 QUI ORGAN P/ CIEN BIOLOGICAS
Ementa:

Conceitos fundamentais associados ao estudo de reações orgânicas e seus mecanismos. Aspectos termodinâmicos e cinéticos das reações orgânicas. Descrição dos mecanismos dos principais tipos de reações orgânicas: substituições, adições à ligações múltiplas, eliminações e rearranjos. Correlação dos aspectos estruturais das moléculas com a reatividade e orientação experimentalmente observados. Introdução à síntese orgânica: interconversões funcionais, grupos protetores, análise retrossintética, exemplos da literatura corrente de sínteses com várias etapas. Aplicações e interfaces da química orgânica com a biologia e a indústria química.

Programa:

1. Visão geral das reações orgânicas e mecanismos. Classificação das reações orgânicas. Tipos de clivagens de ligação: homolítica, heterolítica, concertada. Fatores termodinâmicos e cinéticos das reações orgânicas. Teoria das Colisões. Teoria do Estado de Transição. Controle cinético e termodinâmico de reações químicas. O Postulado de Hammond. O Princípio da Reversibilidade Microscópica. Diagramas de Energia. Introdução aos métodos de determinação de mecanismos: identificação de produtos, determinação da presença de um intermediário, estudo de efeitos catalíticos, marcação isotópica, evidências estereoquímicas, evidências cinéticas, efeito isotópico. Intermediários reativos em química orgânica.

2. Teoria de Bronsted-Lowry e Teoria de Lewis. Ácidos e bases em Química Orgânica. Conceito de ácidos e bases moles e duros. Força relativa de ácidos e bases. Catálise ácida e básica. Conceito de oxidação e redução em química orgânica.

3. Reações via radicais. Energia de dissociação de ligações e formação de radicais. Geometria e estabilidade relativa dos radicais alquila. Halogenação de alcanos. Halogenação de alquenos: Adição anti-Markovnikov de brometo de hidrogênio e bromação alílica. Polimerização de alquenos.

4. Adições eletrofílicas às ligações múltiplas carbono-carbono - Reatividade relativa de alcenos substituídos. Orientação do ataque eletrofílico: regioquímica e estereoquímica das reações de adição. Regra de Markovnikov, estabilidade relativa dos carbocátions e ocorrência de rearranjos. Ataque eletrofílico a dienos conjugados. Adições eletrofílicas a ciclopropanos. Adições de H2, X2, HX e outros eletrófilos. Reações de Adição anti-Markovnikov. Hidroxilação sin e hidroxilação anti. Clivagem oxidativa da dupla ligação carbono-carbono. Reações de fechamento de múltiplos anéis: biosíntese de sistemas esteroidais.

5. Substituições nucleofílicas - Reações SN1 e SN2. Cinética e estereoquímica das reações de substituições nucleofílicas. Fatores que afetam a velocidade de reações do tipo SN1 e SN2: estrutura do substrato, força relativa de nucleófilos, estabilidade relativa dos grupos de partida, solvente. O uso de catalisadores de transferência de fase e ultrasom em reações orgânicas. Transformações de grupos funcionais por meio de reações SN1 e SN2.

6. Eliminações - Reações de eliminações E1, E2 e E1cB. Cinética e estereoquímica das reações de eliminação. Fatores que afetam a velocidade de reações de eliminação: estrutura do substrato, força relativa de bases, estabilidade relativa dos grupos de partida, solvente. Desidroalogenação e desidratação de álcoois e derivados.

7. Substituições eletrofílicas aromáticas -Mecanismo via íon arênio e via benzino. Introdução de grupos funcionais em anéis aromáticos por halogenação, nitração, alquilação, acilação, sulfonação, diazotação. Efeito dos substituintes na reatividade e orientação das substituições eletrofílicas. Análise retrosintética e aplicações sintéticas.

8. Adições nucleofílicas a ligações múltiplas carbono-heteroátomo. Adições de nucleófílos oxigenados, nitrogenados e sulfurados ao grupo carbonila. Hidrólise de iminas, nitrilas, isocianatos. Reduções por hidretos complexos. Formação da ligação carbono-carbono (adição de organometálicos, de ilídios de fósforo e de enxofre). Condensações aldólicas, de Claisen e correlatas.

9. Substituições nucleofílicas no grupo acila - Substituição por nucleófílos oxigenados, nitrogenados e sulfurados no grupo acila. Reações de esterificação.

10. Reações pericíclicas - Orbitais Moleculares de Fronteira e a Regra de Woodward-Hoffmann. Rearranjos eletrocíclicos. Rearranjos sigmatrópicos. Reações de cicloadição. A reação de Diels-Alder.

11. Síntese orgânica - Análise retrossintética. Transformações de grupos funcionais. Grupos protetores. Exemplos da literatura corrente de síntese com várias etapas.

Bibliografia:

Solomons, T.W.G., "Organic Chemistry" (ou versão em português), 6th edição, Jonh Willey, New York (1996).

Sykes, P. ; "A Guidebook to Mechanism in Organic Chemistry"; 6th ed., Longman Singapore Publishers, Singapore (1992).

Morrison, R.T. e Boyd, R.N., "Organic Chemistry", 7th edição, Prentice Hall (1997).

Edenborough, M.; "Organics Reactions Mechanisms - A Step by Step Approach"; 2 th ed., T. J. International Ltd; Great Britain (1999).

Fox, M.A. e Whitesell , J.K., "Organic Chemistry", 2nd edição, John Bartlett (1997).

Jacobs, A.; "Understanding Organic Reaction Mechanisms"; 1st ed., Cambridge University Press, New York (1997).

Carey, F. A., "Organic Chemistry", 2nd edição, McGraw Hill, New York (1995).



McMurray, J. "Química Orgânica" , 4ª edição, LTC, Rio de Janeiro (1997).





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