1) O documento apresenta uma lista de exercícios sobre estrutura e reatividade de compostos orgânicos, incluindo questões sobre acidez e basicidade.
2) As questões abordam tópicos como valores de pKa de fenóis, efeitos indutivos, hibridização do nitrogênio em aminas, estabilidade de cicloalquenos, equilíbrio ácido-base em aminoácidos e separação de misturas orgânicas.
3) São propostos exercícios sobre estrutura eletrônica
Sandrogreco Lista De ExercíCios Q. Org Eng. Pet. 2007
1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO
Departamento de Engenharia e Ciências Exatas
LISTA DE EXERCÍCIOS
Química Orgânica – Engenharia de Petróleo – Professor Sandro Greco
Estrutura e reatividade, acidez e basicidade de compostos orgânicos.
1ª Questão: Os fenóis mostrados a seguir possuem valores aproximados de constante de acidez de 4,
7, 9, 10 e 11. Correlacione os valores de pKa com as respectivas estruturas e explique a sua resposta.
OH OH H3C OH OH OH
O2N NO2 O2N H3C CH3
Cl
2ª Questão: O Grupo alquila aumenta a nucleofilicidade da dupla ligação nas reações com eletrófilos.
Identifique e represente a principal interação entre orbitais que justifique essa observação.
CH3 CH3
E
E
H3C K1 H3C
K1/K2 = 2,5 x 104
H H
E
E
H3C K2 H3C
3ª Questão: Em muitas aminas, o átomo de nitrogênio possui hibridação sp3, com uma estrutura
piramidal e ângulos de ligação próximos de 109o. Na formamida, o átomo de nitrogênio encontra-se
num arranjo planar, com ângulos de ligação próximos a 120o.Explique essa observação experimental.
O
H NH2
Formamida
4ª Questão: O composto mostrado a seguir, tem por razões óbvias, sido chamado de ácido quadrático.
O ácido quadrático é um ácido diprótico, com ambos os prótons sendo mais ácido do que o ácido
acético. No diânion obtido após a perda de ambos os prótons, todas as ligações carbono-carbono tem o
mesmo comprimento, bem como todas as ligações carbono-oxigênio. Forneça uma explicação para
essas observações experimentais.
O OH
O OH
ácido quadrático
5ª Questão: A cicloeptatrienona (I) é muito estável, enquanto que a ciclopentadienona (II), ao
contrário, é bastante instável e sofre rapidamente uma reação de Diels-Alder com ela mesma. Explique
a diferença de estabilidade desses dois compostos.
O
O O O
O
+
reação de Diels-Alder O
(I) (II)
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2. UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
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LISTA DE EXERCÍCIOS
Química Orgânica – Engenharia de Petróleo – Professor Sandro Greco
Estrutura e reatividade, acidez e basicidade de compostos orgânicos
6ª Questão: Um aminoácido possui tanto um grupo funcional ácido quanto um básico, portanto,
podendo, em solução aquosa, ocorrer uma reação ácido-base entre eles para produzir uma espécie
chamada zwitterion ou íon dipolar, como mostrado a seguir. Usando uma tabela de pKa diga qual das
duas espécies será favorecida no equilíbrio e justifique a sua resposta.
H NH2 H2O H NH3
OH O
O O
zwitterion
7ª Questão: Os dois compostos a seguir são isômeros, isto é, eles são compostos diferentes com a
mesma fórmula molecular. (a) Por que essas moléculas não se convertem naturalmente uma na outra?
(b) A absorção de luz pela dupla ligação na molécula, favorece a interconversão dessas duas
moléculas, explique essa afirmativa.
H R H H
C C C C
R H R R
trans cis
8ª Questão: O composto mostrado a seguir é o imidazol usado na síntese do aminoácido histidina e
também da histamina, um autacóide usado como protótipo na preparação de anti-histamínicos. Quando
o imidazol é dissolvido em água ocorre uma transferência de próton para formar um cátion. Esse
cátion é melhor representado pela estrutura A ou B? Explique a sua resposta?
H
N N N
+ H2O
N N N
H H H
H
imidazol (A) (B)
9ª Questão: Proponha uma marcha para a separação de uma mistura de ácido benzóico, anilina e
antraceno, usando a extração com variação de pH (extração ácido-base).
CO2H NH2
ácido benzóico anilina antraceno
10ª Questão: A acidez dos compostos 1a e 2a são as mesmas, entretanto, o composto 1b é um ácido
significativamente mais forte do que o 2b. Explique essa afirmativa.
OH OH
1a, X = CN 2a, X = CN
1b, X = NO2 2b, X = NO2
H3C CH3
X X
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Departamento de Engenharia e Ciências Exatas
LISTA DE EXERCÍCIOS
Química Orgânica – Engenharia de Petróleo – Professor Sandro Greco
Estrutura e reatividade, acidez e basicidade de compostos orgânicos
11ª Questão: Foram discutidos previamente, os fatores que contribuem para a tendência de acidez dos
ácidos carboxílicos (X=OH). Esses mesmos fatores também influenciam a acidez dos ácidos fracos
baseados na estrutura das amidas (X=NR). Com os seus conhecimentos sobre efeitos indutivos e
orbitais moleculares, explique por que o composto 1 é quatro unidades de pKa mais ácido do que 2.
O O
H + H
R X R X
X = O (ácido carboxílico), X= NH (amida), X= CH2 (cetona/éster)
O O
H3C CH3
O N H O N
H
1, pKa = 20 2, pKa = 24
12ª Questão: Um ácido carboxílico pode existir tanto na configuração E, quanto na Z, que são
diferentes no ângulo diedro em torno da ligação C-O. Estudos de cálculos teóricos demonstraram que
o isômero Z do ácido fórmico é mais estável cerca de 4,04 kcal/mol. Assumindo que o pKa do isômero
Z do ácido fórmico seja igual a 3,77, calcule o pKa do isômero E do ácido fórmico e diga qual par de
elétrons (A ou B) do ânion carboxilato mostrado a seguir é o mais básico. Explique a sua resposta.
O + 4,04 kcal/mol O
H
H O H O
isômero Z H
isômero E
pKa = 3,77
O
A
H O
B
ânion carboxilato
BOA SORTE !
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