Compostos Carbonilados - Aldeídos e Cetonas - Reações SNAc

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课程简介

本课程涵盖了碳酰基化合物,重点介绍了醛和酮。 **第一部分:酰基-杂原子化合物** * **导论**:介绍碳酰基化合物,包括碳酰基的构成、酰胺、酯、羧酸、酸酐、酰卤、内酯、内酰胺和腈。 * **命名法**:详细讲解羧酸、酰卤、酸酐、羧酸盐和酯的命名规则,以及内酯和内酰胺的命名(包括使用希腊字母)。 * **结构和性质**:探讨酯、羧酸和酰胺的共振结构,解释它们羰基碳较低的亲电性。同时,解释羧酸和酰胺因氢键而形成的物理性质,如高熔沸点和在极性溶剂中的溶解度。 * **亲核酰基取代反应 (SNAc)**: * ** général mecanizam**:展示亲核试剂进攻羰基碳的通用反应方程式,包括杂化变化和键的形成与断裂。 * **反应顺序和产物预测**:解释在 SNAc 反应中,离去基团的强弱顺序(弱碱是更好的离去基团),并预测反应产物。 * **能量图和分子轨道理论**:通过能量坐标图和分子轨道理论,解释反应的活化能和反应机理。 * **不同衍生物的反应性**: * **水解**:讨论哪些碳酰基衍生物可以水解,以及水作为亲核试剂的作用。 * **酰卤**:强调酰卤是反应性最高的碳酰基衍生物,可用于制备其他衍生物。 * **酸酐**:介绍酸酐作为第二高反应性的衍生物,可以形成多种产物。 * **酯**:详细介绍酯的水解、酯交换和氨解反应,包括酸催化水解和涉及叔酯的快速水解机理。还讲解了通过质子化活化羰基。 * **酰胺**:描述酰胺的水解(需要酸催化和加热)以及脱水生成腈。 * **腈**:讨论腈的水解比酰胺更困难,以及其水解产物。 * **其他反应**:介绍 Gabriel 合成法制备伯胺,以及用同位素氧追踪 SNAc 反应机理。 * **应用**: * **脂肪和油**:解释甘油三酯的结构,以及肥皂是甘油酯碱性水解的产物。 * **合成规划**:使用所学知识进行合成规划,预测反应产物,包括内酯和苯酮的形成,以及 Williamson 醚合成。 * **活化羧酸**:展示将羧酸转化为更具反应性的酰卤的方法。 * **生物系统中的衍生物**:提及 ATP 活化的羰基在生物化学反应中的作用。 **第二部分:醛和酮** * **导论**:介绍醛酮不发生 SNAc 反应,而是发生亲核加成反应。 * **命名法**:详细讲解醛、酮、二酮、环状酮和多官能团化合物的命名规则,并提供大量示例。 * **相对反应性**:解释醛比酮更具反应性的原因,分析电子效应(诱导效应)和空间位阻效应。 * **亲核加成反应**: * **通用机理**:展示醛酮羰基碳的亲核加成通用方程式,包括羰基活化(质子化)以提高亲电性。 * **与 N 或 O 作为亲核试剂的反应**:讨论氧或氮亲核试剂的加成,以及形成亚胺等产物。 * **格氏试剂**:讲解格氏试剂的制备方法及其作为亲核试剂在增加碳链长度方面的应用。 * **乙炔负离子和氰化氢**:介绍氰化物作为亲核试剂,可以制备氰醇,并进一步转化为其他化合物。 * **氰醇的转化**:展示氰醇在碱性条件下可还原为醛酮。 本课程内容全面,从基础命名法到复杂的反应机理和合成应用,为学习者提供了对碳酰基化合物及其在有机化学中作用的深入理解。

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课程详情

Seção 1 - Compostos Carbonilados Acil-Heteroátomo1 - Introdução aos Compostos CarboniladosApresentação das substâncias carboniladas, constituição da carbonila, amidas, ésteres, ácidos carboxílicos, anidridos, haletos de ácidos, lactonas, lactamas, nitrilas. 2 - Nomenclatura de Ácidos CarboxílicosNomenclatura de ácidos carboxílicos com cadeia aberta, ácidos benzóicos, dicarboxílicos, carbocíclicos, insaturados.3 - Nomenclatura dos Haletos de Acila e Anidridos de ÁcidosNomenclatura e estrutura de anidridos de ácidos e haletos de acila; contendo anel aromático, insaturados; cíclicos.4 - Sais de Ácidos Carboxílicos e ÉsteresNomenclatura e estrutura de sais de ácidos carboxílicos e sua similaridade com os nomes dos ésteres, ésteres aromáticos e com cadeia lateral.5 - Ésteres Cíclicos ou LactonasLactonas são ésteres cíclicos, nomenclatura usual, uso das letras gregas para enumerar a cadeia carbônica6 - Nomenclatura de Amidas e LactamasLactamas são amidas cíclicas, nomenclatura usual de lactamas, uso das letras gregas para enumerar a cadeia carbônica.7 - Nomenclatura de NitrilasEstrutura e nomenclatura das nitrilas, mesmo não sendo um composto carbonilado, guarda certas semelhanças entre a carbonila e a nitrila8 - Ressonância em Ésteres Ác Carboxílicos e AmidasDiferenças e semelhanças entre os ácidos carboxílicos e as amidas, as estruturas de ressonância explicam a menor eletrofilia dos carbonos carbonílicos de amidas, ainda mais do que ésteres.9 - Propriedades Físicas de Ác Carboxílicos e AmidasÁcidos carboxílicos e amidas estabelecem várias pontes de hidrogênio entre elas e com solventes polares como água, isto explica o estado físico destes compostos e os elevados pontos de ebulição e fusão.10 - Equação Geral da Reação de Substituição Nucleofílica AcílicaA equação genérica para a reação de substituição nucleofílica acílica mostra o passo-a-passo pelo qual um nucleófilo sobre um ataque eletrofílico do carbono carbonílico, as mudanças de hibridação, as ligações que são quebradas e formadas no processo.11 - Ordem de Prioridade nas Reações de Substituição Nucleofílicas AcílicasDurante a Reação de substituição nucleofílica acílica, é importante prever que nucleófilo substitui outro, a base base mais fraca é melhor grupo de saída que a base mais forte. 12 - Diagrama da Coordenada das Reações SNAcO diagrama mostra as barreiras energéticas que os reagentes devem superar para se converter nos produtos, ligações devem ser quebradas, com consumo de energia, e novas ligações são formadas com liberação de energia.13 - Descrição das Reações SNAc pela Teoria dos Orbitais MolecularesDurante uma reação de substituição nucleofílica acílica, o nucleófilo deve colidir com a carbonila, mas deve ter energia e orietação corretas para que a adição seja efetuada, os elétrons do nucleófilo devem colidir com o orbital antiligante vazio do carbono carbonílico.14 - Reatividade Relativa nas Reações de SNAc - HidróliseUm nucleófilo é uma espécie com pelo menos um par de elétrons não compartilhado, a água pode atuar como nucleófilo ao ter oxigênio com dois pares de elétrons não compartilhado, a questão aqui é saber quais derivados carbonilados podem sofrer hidrólise.15 - Reações de Haletos de Acila - Ésteres - Anidridos - Ácidos - AmidasOs haletos de acila são os compostos carbonilados mais reativos, justamente por isso eles podem ser utilizados para preparação de todos os outros deribados carbonilados.16 - Formação de Amidas a Partir de Haletos de AcilaNesta aula vamos descrever a preparação de amidas a partir de aminas primárias ou secundárias e haletos de acila, também mostramos que as aminas terciárias não podem formar amidas.17 - Reações de Anidridos de ÁcidoOs anidridos são a segunda classe de compostos carbonilados mais reativos, nesta aula vamos ver os diversos tipos de produtos que podem ser formados a partir de anidridos.18 - Reações de Ésteres - Hidrólise - Transesterificação - AminóliseNesta aula mostramos algumas das reações que podem ser realizadas com ésteres, entre eles temos a hidrólise, transesterificação e Aminólise19 - Mecanismo de Hidrólise de Ésteres Catalisada por ÁcidoNesta aula mostramos o passo-a-passo do mecanismo da reação de hidrólise de um éster até a formação de ácido e álcool.20 - Equilíbrio Químico - Nucleófilos com o mesmo PKa - Ativação da CarbonilaQuando temos um éster e um álcool, ou água, pode haver uma hidrólise ou transesterificação, como a água tem uma acidez similar aos álcoois, a substituição é parcial. Nesta aula também mostramos como ativar a carbonila através da protonação.21 - Hidrólise de Ésteres Terciários - Mecanismo RápidoNesta aula mostramos que existe um mecanismo alternativo, mais rápido, na hidrólise de ésteres de álcoois terciários.22 - Hidrólise de Ésteres - Uso do Íon Hidróxico - MecanismoQuando usamos uma base de Arrnhenius na hidrólise básica de um éster, o íon hidróxido salifica o ácido formado impedindo que a reação seja revertida.23 - Elucidação do Mecanismo das Reações de SNAcNesta aula descrevemos o uso do isótopo do oxigênio para rastrear e esclarecer o mecanismo das Reações de Substituição Nucleofílicas Acílicas24 - Gorduras e Óleos são Triésteres do GlicerolNesta aula vamos descrever a estrutura dos triglicerídeos, que são triésteres de ácidos carboxílicos do glicerol. Vamos saber que os sabões nada mais são do que o produto da hidrólise básica deste óleos ou gorduras.25 - Reações de SNAc de Ác CarboxílicosNesta aula descrevemos duas reações comuns dos ácidos carboxílicos, a salificação com uma amina, que fornece um sal, este sal quando aquecido a altas temperaturas resulta na formação de amidas. Outra reação é a formação de éster catalisada por ácido26 - Hidrólise e Desidratação de Amidas - Catálise Ácida - MecanismoAs amidas podem ser hidrolisadas, para isso é necessário de uso de catalisador ácido e aquecimento por várias horas. As amidas também podem ser desidratadas e se converter em nitrilas.27 - Hidrólise de uma Imida - Síntese de GabrielNesta aula vamos descrever um método para preparar aminas primárias, a Síntese de Gabriel, ela parte de um derivado halogenado, para obter uma amina com a mesma cadeia carbônica alquílica.28 - Nitrilas são Mais Difíceis de Hidrolisar do que AmidasAs amidas podem ser hidrolisadas com uso de calor e catálise ácida, as nitrilas também, só que exige mais tempo e condições mais drásticas, o produto são amidas, que podem seguir sofrendo hidrólise até se converter em aminas e ácidos carboxílicos.29 - Planejamento de Síntese - Ciclação - Lactonas - Friedel-Crafts - BenzofenonaNesta aula vamos utilizar os conhecimentos adquiridos em aulas anteriores para planejar ou prever o produto de algumas reações, podemos planejar a síntese de uma substância problema desejada.30 - Planejamento de Síntese - Éter Cíclico - Reação de WilliamsonNesta aula vamos descrever uma metodologia para a síntese de éteres cíclicos utilizando a reação de Williamson.31 - Ativação de Ácidos CarboxílicosOs ácidos carboxílicos não são os derivados carbonilados mais reativos, porém existe uma maneira de convertê-lo em um haleto de acila, muito mais reativo.32 - Preparação e Uso de Cloretos de Acila - SOCl2Os haletos de acila são os mais reativos entre os derivados carbonilados, nesta aula mostramos como são preparados e usados para a síntese de uma grande variedade de compostos.33 - Derivados de Ácidos Carboxílicos Ativados em Organismos VivosMuitas reações bioquímicas são do tipo substituições nucleofílicas acílicas. A carbonila quando unida a um grupo fosfato, fornecido pelo Trifosfato de Adenosina (ATP), está ativada de forma similar aos anidridos e haletos de acila.Seção 2 - Compostos Carbonilados - Aldeídos e Cetonas1 - Aldeídos e Cetonas - IntroduçãoOs aldeídos e cetonas não sofrem reações de Substituição Nucleofílica Acílicas - SNA, apenas reações de adição nucleofílica ao carbono da carbonila. Nesta seção vamos ver os diversos nucleófilos que se adicionam a carbonila e quais os produtos formados2 - Aldeídos e Cetonas - Nomenclatura de AldeídosNesta aula descrevemos as regras de nomenclatura de aldeídos com diversos exemplos de aldeídos de cadeia aberta saturada e substituída3 - Aldeídos e Cetonas - Nomenclatura de Aldeídos CíclicosNesta aula continuamos a descrever as regras de nomenclatura de aldeídos com diversos exemplos de alguns compostos cíclicos e aromáticos4 - Aldeídos e Cetonas - Nomenclatura de CetonasNesta aula descrevemos as regras de nomenclatura das cetonas com diversos exemplos com cetonas de cadeia aberta saturada e substituída5 - Aldeídos e Cetonas - Nomenclatura de Dicetonas - Cetonas Cíclicas e InsaturadasNesta aula continuamos com a nomenclatura de cetonas, incluindo exemplos de compostos dicetônicos6 - Aldeídos e Cetonas - Nomenclatura de Compostos PolifuncionaisNesta aula descrevemos como dar nome a compostos com diversos grupos funcionais, é mostrado alguns exemplos7 - Aldeídos e Cetonas - Exemplos de Nomenclatura de Compostos PolifuncionaisNesta aula seguimos com mais exemplos de nomenclatura de compostos polifuncionais8 - Aldeídos e Cetonas - Reatividade Relativa de Aldeídos e Cetonas - Efeitos EletrônicosNesta aula mostramos porque os aldeídos são mais reativos que as cetonas, explicamos os efeitos indutivos do grupo metila na redução da nucleofilia do carbono carbonílico.9 - Aldeídos e Cetonas - Reatividade Relativa de Aldeídos e Cetonas - Efeitos EstericosNesta aula explicamos que, além dos efeitos eletrônicos de indução e mesomérico, existe também efeitos estéricos, ou espaciais, que dificultam a formação de alguns produtos10 - Aldeídos e Cetonas - Equação Geral de Adição Nucleofílicas AcílicasNesta aula mostramos a equação geral para as reações de adição nucleofílicas aos carbonos carbonílicos de aldeídos e cetonas.11 - Aldeídos e Cetonas - Equação Geral - Ativação da CarbonilaAldeídos e cetonas são pouco reativos, para aumentar sua eletrofilia, o oxigênio da carbonila pode ser protonado, como consequência, ocorre um aumento da eletrofilia do carbono carbonílico.12 - Aldeídos e Cetonas - Equação Geral - Adição de N ou OQuando o nucleófilo que ataca a carbonila de um aldeído ou cetona é o oxigênio ou um nitrogênio de um composto oxigenado ou nitrogenado, o oxigênio entrante pode formar uma nova carbonila e o nitrogênio uma imina13 - Aldeídos e Cetonas -Preparação dos Compostos de GrignardNesta aula explicamos o procedimento para preparar um composto de Grignard, um importante nucleófilo que permite a formação de produtos com aumento da cadeia carbônica14 - Aldeídos e Cetonas - Compostos de Grignard Como NucleófilosNesta aula mostramos o mecanismo da reação de substituição nucleofílica acílica tendo os compostos de Grignard como nucleófilos15 - Aldeídos e Cetonas - Reações com Íons AcetiletoOutro nucleófilo importante é o cianeto, com ele podemos preparar cianoidrinas, e com estas uma série de outros compostos.16 - Aldeídos e Cetonas - Reações com Íons Cianeto - CianoidrinasOutro nucleófilo importante é o cianeto, com ele podemos preparar cianoidrinas, e com estas uma série de outros compostos17 - Aldeídos e Cetonas - Restituição de Cetonas a partir de CianoidrinasAs cianoidrinas podem ser restituídas às cetonas e aldeídos que lhes deram origem, a reação se dá em meio básico e na presença de água

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