Alcadienos - Dienos
Alcadienos são hidrocarbonetos com a cadeia carbônica principal, contendo pelo menos duas duplas ligações entre seus carbonos. Também podem ser chamados de dienos, por possuir duas duplas ligações entre os carbonos da cadeia principal e polienos os que tem várias duplas ligações na cadeia carbônica principal.
Os alcadienos não são comuns na natureza. No entanto acontece com alguns alcadienos presentes nos vegetais, que aparecerem com mais de duas duplas ligações na cadeia carbônica.
Estados Físicos - Propriedades Físicas
O propadieno e o butadieno, esses dois compostos possuem cadeia carbônica de três e quatro carbonos, são gasosos.
Os alcadienos com 5 até 15 carbonos na cadeia principal são líquidos.
Os alcadienos com 16 ou mais carbonos na cadeia principal são sólidos.
Já as propriedades físicas características, depende individualmente de cada composto do grupo funcional dos alcadienos.
Exemplos dos Alcadienos Mais Comuns
Os compostos alcadienos começam a sua estrutura molecular a partir de três carbonos na cadeia principal, por exemplo; o propadieno é o menor dos alcadienos.
Propadieno
Buta-1,3-dieno IUPAC
Penta-1,4-dieno IUPAC
Os compostos alcadienos começam a sua estrutura molecular a partir de três carbonos na cadeia principal, por exemplo; o propadieno é o menor dos alcadienos.
Propadieno
Octa-1,6-dieno IUPAC
4-metil-octa-2,5-dieno, IUPAC
A mesma molécula do 4-metil-octa-2,5-dieno representado na forma estrutural plana.
O limoneno
Classificação Dos Alcadienos
O limoneno substância encontrada na casca do limão laranja, é um óleo essencial cuja fórmula estrutural plana está representada logo abaixo. Por ter duas duplas ligações, poderia (não é regra oficial) também ser incluído no grupo dos alcadienos.
A estrutura do limoneno possui um carbono quiral, o carbono 2, esse carbono possui a letra d identificando-o de dextrogiro, desvia o plano da luz polarizada para a direita. existe limoneno dextrogiro e levogiro, o destrogiro com símbolos R - (+) - possui o aroma de laranja e o levogiro com símbolo L - (-) - possui o cheiro de limão. Os dois são enantiômeros.
Classificação Dos Alcadienos
Alcadienos Acumulados (Alênicos), Alcadienos Conjugados e Isolados
Obs: Lembrar que a ligação de um carbono com outro carbono em uma cadeia é representada por traços, como você pode observar nas moléculas representativas.
Alcadienos Acumulados (Alênicos)
A estrutura molecular loga abaixo mostra um exemplo de alcadieno acumulado Também chamado de alênico. Os alcadienos alênicos são os que possuem as duas duplas ligações no mesmo carbono como a seguir.
Alcadienos Conjugados
Os alcadienos conjugados - o mesmo que eritrênicos, são aqueles formados pelas duas duplas ligações separadas por uma única simples ligação.
Alcadienos Isolados
Outros Compostos com Mais de Duas Duplas Ligações Entre os Carbonos da Cadeia Principal
Polienos - Várias Duplas Ligações.
Existem outros compostos que possuem na sua cadeia carbônica principal, mais de duas duplas ligações. Há compostos com três duplas ligações, como o hepta-2,3,5-trieno, IUPAC.
Licopeno
A seguir é representada a estrutura do licopeno, um polieno, substância da família dos carotenoides, presente no tomate e outras frutas de polpa vermelha, a melancia, morango, goiaba, pimentão, pimenta.
A polpa vermelha da melancia contém o carotenoide antioxidante licopeno.
O licopeno do tomate (foto acima) e outras frutas de polpa vermelha, tem a capacidade de combater a formação do mau colesterol o LDL. Desse modo reduz a taxa desse colesterol no organismo. Outra ação do licopeno é a de neutralizar radicais livres que são os promotores de alterações no DNA celular que pode levar ao câncer. Dessa maneira, o licopeno exerce uma função protetora contra o câncer de mama, boca, esôfago, pulmão, pâncreas, pele, cérvix, próstata, cólon e reto.
A Utilidade Dos Alcadienos - Dienos
Os dienos tem importância na industria e economia. Essa importância consiste na produção de borrachas, a natural e as sintéticas simples ou vulcanizadas.
Tipos de Borrachas
Os tipos de borrachas existentes são, as naturais e as sintéticas.
A Borracha Natural - Isopreno - Obtenção
A borracha natural é obtida pela polimerização do metil-1,3-butadieno ou isopreno que pode ser chamado de cauchu. O látex que forma o cauchu é extraido da seringueira Hevea brasiliensis, originária das matas da Amazônia. O látex é um líquido branco leitoso com 35% de borracha.
A coagulação do látex se dá pela ação do ácido acético. Em recipientes adequados é colocado o látex e se adiciona o ácido acético, esse ácido provoca a coagulação do látex, transformando-o em uma borracha mole.
Coagulação do Látex Pela Fumaça
Coagulação do Látex Pela Fumaça
A coagulação do látex se faz também pela ação da fumaça, é um processo muito rudimentar, ás vezes feito na própria mata, para facilitar o transporte. A fumaça da queima da madeira contém o ácido pirolenhoso ou acético. O modo de obtenção se faz molhando-se um graveto com o látex exposto a uma intensa fumaça, esse processo é chamado de defumação, pelo qual se obtém a coagulação, o processo se repete até ser formado uma bola de borracha no graveto. Essa borracha é o cauchu, é pegajosa de pouca resistência ao desgaste e quebradiça.
Borrachas Sintéticas
A Vulcanização da Borracha
Charles Goodyear foi o inventor do processo de vulcanização da borracha. Seu experimento foi o aprimoramento obtido a partir da borracha comum, que consistia em aquecer a borracha mole a aproximadamente a 130 graus Celsius, com 5 a 8% de enxofre. Atualmente com 3 % de enxofre na presença do catalisador PbO (óxido de chumbo), mais calor, há a promoção da quebra das duas duplas ligações da estrutura do polímero, podendo dessa forma então ligar a cadeia carbônica do poliisopreno por pontes de enxofre a outras moléculas, ou cadeias do mesmo polímero, não permitindo que haja rompimento de suas cadeias, e haja desgastes rápidos, mesmo que a borracha se estique e retorne na posição inicial repetidas vezes. É claro que dentro de limites. Foi a partir das primeiras experiências de Goodyear, que criou-se assim, um tipo de borracha mais rígida e flexível, possibilitando a sua aplicação na industria e fabricação de pneumáticos mais resistentes aos processos de corrosão por atritos e outros processos desgastantes.
Borracha Buna - Simples
Obtenção da Borracha Buna - Uso
A borracha Buna é obtida pela polimerização do monômero buta-1,4-dieno, também chamado de eritreno, em reação catalisada pelo sódio. Esse tipo de borracha pode ser usado na fabricação de luvas, gaxetas de borracha etc.
Borracha Buna – S, Sódio + Butadieno + Stireno
Obtenção da Borracha Buna - S, Utilização
A obtenção da Borracha Buna – S, é feita pela copolimerização do butadieno-1,4 mais estireno (vinil benzeno), mais sódio. É um polímero que forma uma borracha resistente ao atrito, e é usada nas bandas de rodagem dos pneus.
Borracha Neopreno - Policloropreno
O neopreno é obtido pela polimerização do monômero cloropreno, ou ainda o monômero pode provir do acetileno e ácido clorídrico.
O neopreno é utilizado na confecção de trajes de mergulho, botas para surfe e caminhadas em terrenos perigosos, possui multi-aplicações, em ortopedia, são fabricados vários produtos ortopédicos, calçados da moda, e esportes indoor, vestuários em geral como camisetas e outros, bolsas de neopreno, estofamentos, capas de notebook, tablet, estojos de neopreno etc.
Borracha Perbunam – Buna N
A borracha perbunam é obtida pela copolimerização do 1,3-butadieno com acrilonitrila. Essa borracha é muito utilizada na fabricação de tubos de borracha condutores de óleo lubrificante em automóveis e máquinas.
Borracha Ebonite – Borracha Rígida
A ebonite é obtida a partir da adição de 30 % de enxofre no processo de vulcanização, com essa adição há um aumento do número de ligações cruzadas e com isso há um pouco de perda da elasticidade da borracha formada. Essa borracha é resistente a abrasão e a sais e ácidos.
O polímero pode ser usado na fabricação de caixas de baterias de automóveis, em boquilha de caximbo, instrumentos musicais como a clarineta, flautins, fabrica-se rodas de borrachas de carrinhos com o núcleo de ebonite, além de roldanas com núcleo da mesma substância, placas de revestimento de ebonite, isolante termelétrico, flutuador (bóia) de ebonite usado em depósitos de gasolina e também é empregado na fabricação de bolas de boliche etc.
Uso do Limoneno
Uso do Limoneno
O limoneno tem aplicação na cura do câncer gástrico e auxilia no tratamento da síndrome de Crohn, doença inflamatória séria do trato gastrointestinal. É também utilizado como solvente biodegradável de resinas tintas, vernizes e pigmentos, atua também como agente dispersante e umectante, na fabricação de adesivos e como flavorizante de sabor menta para doces e chicletes.
A Estrutura Química Dos Dienos
O Arranjo Dos Elétrons do Carbono Nas Ligações
Como sabemos, o átomo de carbono possui quatro elétrons na camada de ligação que se dispõem nos quatro lados do átomo, ou em apenas dois lados formando duas duplas ligações como na demonstração a seguir.
A representação do propadieno pela estrutura plana.
Fenômeno de Ressonância
No fenômeno de ressonância, os pares de elétrons, principalmente nos dienos eritrênicos, que possuem as duas duplas ligações separadas por uma única ligação simples, ocorre o deslocamento de um par de elétrons da dupla ligação de um carbono para outro.
Deslocamento Para a Direita
Um par de elétrons de cada dupla ligação dos carbonos, se deslocam para a direita, criando um polo positivo e outro negativo, na molécula do dieno.
Deslocamento Para a Esquerda
Posteriormente os mesmos pares de elétrons, se deslocam de volta para a esquerda.
Fórmulas Representativas e Ressonância
O butadieno pode ser representado pela estrutura:
O butadieno pode ser representado pela estrutura:
A estrutura abaixo esquematiza o butadieno num plano que favorece o acontecimento do fenômeno de ressonância. Os orbitais "p" é que formarão as ligações "pi" ressonantes.
Abaixo é representada a estrutura do butadieno que explica o fenômeno de ressonância. Os orbitais "p" formam uma nuvem de elétrons através das ligações "pi" que os ligam e dão a característica de ressonância para a molécula. Observação: entre os carbonos 1 e 3 há duplas ligações.
A Nomenclatura Dos Alcadienos
Podemos fazer a nomenclatura dos dienos semelhante ao dos alcenos.
Podemos fazer a nomenclatura dos dienos semelhante ao dos alcenos.
Escolhe-se a cadeia carbônica principal e numera seus carbonos.
A numeração dos carbonos inicia a partir da extremidade onde a dupla ligação estiver mais próxima do seu final.
Vejamos Exemplos:
Propadieno - é um dieno conjugado de cadeia com três carbonos coloca-se “prop” mais a terminação “dieno”.
Butadieno - Cadeia com quatro carbonos, coloca-se “but” em seguida o número do carbono em que está a dupla ligação, mais a terminação “dieno”. Buta-1,3-dieno IUPAC.
Pentadieno – Cadeia com cinco carbonos, coloca-se “penta” mais o número do carbono em que está a dupla ligação mais a terminação “dieno”. Penta-1,4-dieno IUPAC.
Nomenclatura Dos Alcadienos Ramificados
A nomenclatura para ao alcadienos ramificados é semelhante à dos alcenos, segue-se as mesmas regras, utiliza-se os radicais metil, etil, propil, butil. Escolhe-se a cadeia carbônica principal, numera-se os carbonos a partir da ramificação que estiver mais próxima de uma das extremidades da cadeia carbônica principal, assim por diante.
O dieno possui uma cadeia principal com seis carbonos, o radical metil está no carbono três, uma dupla ligação está no carbono 1 e o outra dupla ligação está no carbono 4. O nome do dieno é 3-metil-hexadieno-1,4 ou 3-metil-hexa-1,4-dieno IUPAC.
Polienos
Mirceno ou 7-metil-3-metileno-1,6-octadieno
Mirceno é encontrado nos óleos essenciais da folha de louro (Laurus nobilis), nas flores da verbena e no pinheiro. É usado na produção de flagrâncias. A sua estrutura molecular é formada por duas unidades isoprênicas, portanto é um dímero do isopreno. A essência pode ser produzida semi sinteticamente a partir do óleo de flores da Myrcia. Convém salientar que se deve ter muito cuidado ao usá-la, pois é pertencente a uma família com aproximadamente 140 espécies. As plantas podem ser encontradas no Brasil, Rio Grande do Sul, entre as quais destacam-se a M. fallax, considerada anti-cancerígena e M. multiflora, planta utilizada na medicina popular e nas pesquisas farmacêuticas por ter ação anti-diabética, inibe a ação da enzima aldose redutase e alfa-glicosidase6.
7-metil-3-metileno-octa-1,6-dieno IUPAC
Os polienos apresentam na sua cadeia carbônica principal três quatro ou mais duplas ligações. Por exemplo:
1,3,5-hexatrieno ou hexa-1,3,5-trieno IUPAC
Beta Caroteno
Outro exemplo de polienos é a estrutura molecular do beta caroteno ou pró-Vitamina A, que possui diversas duplas ligações entre os carbonos da cadeia principal.
O beta caroteno está presente em verduras como a cenoura, abóbora, mamão, manga, pêssego. A pró-vitamina A pode ser encontrada também em verduras como a couve, repolho, espinafre, agrião, brócolis. Insolúvel em água. Solúvel em éter etílico, acetona, benzeno. Está presente em cápsulas de uso como medicamento por via oral, está nas fórmulas de loções protetoras contra raios solares.
Solubilidade e Coloração
O beta caroteno é Insolúvel em água, no entanto é solúvel em éter etílico, acetona e benzeno.
A apresentação da cor alaranjada se dá pelo motivo dos elétrons dos átomos ligados ao β-caroteno absorverem as cores de tonalidade verde azulada e refletirem as ondas na forma da luz de cor alaranjada, de comprimento entre 400 e 500 nm, que é visível à nossa visão.
A figura acima representa a estrutura da molécula do caroteno.
A Polimerização Dos Alcadienos
Polímeros de adição
Polímeros de adição pode ser entendido como: adicionar monômeros iguais entre si, para formar o polímero. É o que acontece com a auto-polimerização da molécula do alcadieno conjugado com ligações 1,4 que origina vários tipos de borrachas.
Polímeros de Adição na Produção da Borracha Natural
Isopreno
Isopreno
A borracha natural é formada pela adição de monômeros, metil-1,3-butadieno (isopreno) que é extraído da seringueira.
Vejamos exemplo:
A molécula do 2-buta1,3-dieno pela ação do catalisador, alta pressão e temperatura, transforma-se na unidade de isopreno.
O isopreno é o polímero da borracha natural do látex, que contém aproximadamente 5000 unidades do monômero. Essa borracha é de constituição mole, é aquela que nós usamos na sala de aula para apagarmos os erros de escritas á lápis. Também é usado na fabricação de luvas cirúrgicas, bicos de chupetas, balões de festa (bexigas) e elásticos.
Monômero Monômero Monômero
Polímero
Borracha isopreno
Forma o polímero da borracha perbunan ou buna-N.
Perbunan ou Buna-N
Luvas de borracha isopreno
Muito utilizadas no setor técnico laboratorial, são descartáveis, servem de proteção e é de uso indispensável contra acidentes de trabalho, especialmente no diagnóstico clínico de patologias, que podem ser contagiantes.
A Polimerização da Borracha Sintética ou Elastômeros
Cloropreno ou Neopreno
O cloropreno também chamado de neopreno é um dos tipos de borracha sintética formada por monômeros do cloro associado com o butadieno. O 2-cloro-buta-1,3-dieno com catalisador, mais alta pressão atmosférica e calor, transforma-se no monômero cloropreno, que se juntará a outros monômeros iguais para formar o polímero.
Vejamos exemplo:
O monômero cloropreno n. vezes forma a borracha sintética cloropreno.
Copolímeros
Os copolímeros aparecem na reação , na presença de um catalisador metálico e de monômeros diferentes alternados, que irão formar o polímero de estrutura variada.
O Que São Monômeros Diferentes?
O monômero buta-1,3-dieno mais o estireno ou vinilbenzeno. Cada qual é um monômero diferente.
A Formação da Borracha Buna-S
Na figura abaixo, o buta-1,3-dieno associa-se com o vinilbenzeno ou estireno e forma um copolímero.
O copolímero buta-1,3-dieno-estyrene com o catalisador sódio com a aplicação de alta pressão e temperatura, associado n. vezes, forma o polímero da borracha buna-S.
A buna-S também é chada de GRS (Government Rubber-Styrene) ou SBR (styrene-butadiene rubber. Tem seu uso na fabricação de pneus de veículos automotores, solas de sapato, correia de (transmissão) de rotação do eixo de motores (conveyor belt), esteiras giratórias similares as usadas no transporte de malas dos aeroportos, ou igual aquelas utilizadas em pedreiras no transporte de pedras que sai do triturador.
A Formação do Polímero da Borracha Perbunan
(Buna-N)
O polímero da borracha perbunan é constituido por dois monômeros (copolímero) o buta-1,3-dieno e acrilonitrila n. vezes.
Forma o copolímero acrilonitrila-buta-1,3-dieno que reage com catalisador, alta pressão e temperatura.
Forma o polímero da borracha perbunan ou buna-N.
Perbunan ou Buna-N
Outras Reações dos Alcadienos
As reações que acontecem com os alcadienos são parecidas com as dos alcenos. Vejamos alguns exemplos dessas reações.
Reação de Preparação ou Desidratação
A reação de preparação por aquecimento e desidratação de um álcool forma um alcadieno, o buta-1,3-dieno e água.
Reação de Adição
Reação de Adição transforma o buta-1,3-dieno por adição de halogênios, em um haleto. A reação pode acontecer com Alcadienos acumulados e isolados. As reações que acontecem com os alcadienos, são parecidas com as dos alcenos. No caso, o butadieno com o ácido bromídrico, por aquecimento se transforma no bromo-buteno.
Reação de Diels-Alder
Reação de Diels-Alder, nessa reação, a estrutura do buta-1,3-buta-dieno as suas extremidades se comportam como um ácido e uma base cada qual. Uma extremidade tem comportamento de base de Lewis e a outra extremidade como um ácido de Lewis. O anidrido maleico também apresentam laterais polarizadas, uma se comportando como base de Lewis e a outra como ácido de Lewis.
Ao se juntarem o butadieno com o ácido maleico, ambos os polos positivo e negativo de cada estrutura molecular dessas duas substâncias se atraem promovendo a ligação, formando um composto cíclico.
Exercícios Simplificados
1) Os alcadienos podem ser definidos como hidrocarbonetos com a cadeia carbônica principal:
a) insaturada contendo pelo menos uma tripla ligação entre os seus carbonos.
b) insaturada contendo pelo menos uma dupla ligação entre os seus carbonos.
c) contendo pelo menos duas duplas ligações entre os seus carbonos.
d) saturada e cíclica, contendo pelo menos uma dupla ligação entre os seus carbonos.
e) contendo apenas ligações saturadas entre os seus carbonos.
2) Alcadienos alênicos ou acumulados são os que possuem as duas duplas ligações:
a) no mesmo carbono.
b) localizadas no carbono um.
c) localizadas nos carbonos de suas extremidades.
d) o separadas por uma única ligação simples.
e) separadas por duas, ou mais ligações simples.
3) O polímero da borracha natural, formado pelo látex extraido da seringueira Hevea brasiliensis, se autopolimeriza com o monômero:
a) butadieno-1,4-stireno.
b) 4-metil-octadieno-2,5.
c) butadieno-1,4 catalisado pelo sódio.
d) butadieno-1,4-com acrilonitrila.
e) metil-1,3-butadieno, ou unidades do isopreno.
4) O limoneno substância encontrada na casca do limão laranja, é um óleo essencial cuja fórmula estrutural plana está representada logo abaixo. Por ter duas duplas ligações, poderia (não é regra oficial) também ser incluído no grupo dos:
b) alcinos.
c) alcanos.
d) alcadienos.
e) hidrocarbonetos aromáticos.
5) Para se obter a borracha buna - N ou perbunan a copolimerização deve ser feita com o copolímero:
a) sódio-butadieno e stireno.
b) butadieno-1,3-acrilonitrila.
c) 2-cloro-1,3-butadieno.
d) butadieno –vinilbenzeno.
e) metil-1,3-butadieno.
a) b) c) d) e)
6) As aplicações do cotidiano para a borracha buna-S também chamada de GRS (Government Rubber-Styrene) ou SBR (styrene-butadiene rubber), muito resistente ao atrito e usado nas bandas de rodagem, entra na:
a) fabricação de películas plásticas de revestimento e proteção, sprays para cabelo, laquês, tintas a base d’água, revestimento de papel, materiais de acabamento e impregnação, adesivos, com o poliacetato de vinila pode-se também fabricar gomas de mascar
.
b) fabricação de tubos de borracha condutores de óleo lubrificante em automóveis e máquinas
.
c) confecção de trajes de mergulho, botas para surfe e de caminhadas em terrenos perigosos, multi-aplicações, em ortopedia, vários produtos ortopédicos, calçados da moda, e esportes indoor, vestuários em geral como camisetas, bolsas, estofamentos, capas de notebook, tablet, estojo de neopreno etc.
d) fabricação de pneus de veículos automotores, solas de sapato, correias de transmissão, de rotação do eixo de motores, esteiras giratórias de aeroportos ou de pedreiras.
e) fabricação de rodas de borrachas de carrinhos com núcleo de ebonite, além de roldanas com núcleo de ebonite, placas de revestimento de ebonite, isolante termelétrico, flutuador (bóia) usadas em depósitos de gasolina e ainda na fabricação de bolas de boliche.
7) No que consiste o processo de vulcanização da borracha? O processo de vulcanização consiste em:
a) esfriar a borracha mole em temperaturas criogênicas, com 5 a 8% de enxofre.
b) aquecer a borracha mole a aproximadamente a 130 graus Celsius, com 5 a 8% de enxofre.
c) aquecer a borracha mole a aproximadamente a 130 graus Celsius, com 5 a 8% de soda caustica.
d) aquecer a borracha mole a aproximadamente a 1000 graus Celsius, com 5 a 8% de enxofre.
e) aquecer a borracha dura a aproximadamente a 25 graus Celsius, com 5 a 8% de enxofre.
8) Das moléculas apresentadas abaixo, pode ser considerada um alcadieno apenas:
9) Pela nomenclatura da IUPAC, o alcadieno logo a seguir pode ser chamado de:
a) octa-2,6-dieno.
b) 2,6-dimetil-2,6-octadienal.
c) pentadieno-1,4.
d) di-bromo-buteno.
e) buta-1,3-dieno.
10) Existem outros compostos que possuem na sua cadeia carbônica principal, mais de duas duplas ligações. Há compostos com três duplas ligações, como o hepta-2,3,5-trieno, IUPAC, mas há outros com 4 ou 5, 10 ou mais duplas ligações. Esses compostos possuem:
10) Existem outros compostos que possuem na sua cadeia carbônica principal, mais de duas duplas ligações. Há compostos com três duplas ligações, como o hepta-2,3,5-trieno, IUPAC, mas há outros com 4 ou 5, 10 ou mais duplas ligações. Esses compostos possuem:
a) uma única dupla ligação, são os alcenos.
b) duas duplas ligações, são os alcadienos.
c) várias duplas ligações, são os polienos.
d) apenas 3 ligações são os trienos.
11) A reação logo abaixo que transforma o buta-1,3-dieno em um haleto; o bromo-buteno, pode ser chamada de:
a) reação de Diels-Alder.
c) natural isopreno.
d) sintética cloropreno.
e) sintética ebonite.
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Professor o que seria moléculas conjugadas?
ResponderExcluirProfessor o que seria moléculas conjugadas?
ResponderExcluirComo fazer um bom seminario sobre alcadienos?? Tendo,as principais fontes e nomenclatura e a maquete
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