Mecanismos de Reações Químicas

Objectivos

No final desta unidade curricular o estudante deverá compreender e interpretar de processos químicos através duma abordagem mecanística, salvaguardando que não se trata de um corpo inalterável que só precisa de ser estudado uma vez. Mecanismos são descrições baseadas nos melhores resultados disponíveis e são modificados e atualizados quando surgem novos dados. A abordagem mecanística terá de evitar a tendência para a memorização das reações químicas, mas antes tentar compreender os fatores responsáveis pelos resultados observados. Interessa mostrar que a principal vantagem de uma abordagem mecanística reside na possibilidade de, perante a grande quantidade de informação diversificada, permitir que um número reduzido de princípios orientadores consiga explicar e correlacionar resultados experimentais e prever as consequências de determinada alteração nas condições das reacções já conhecidas.

 

Caracterização geral

Código

10710

Créditos

6.0

Professor responsável

Luísa Maria da Silva Pinto Ferreira

Horas

Semanais - 4

Totais - 56

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Não existem

Bibliografia

Felix A. Carroll, Perspectives on Structure and Mechanism in Organic Chemistry, Wiley, 2010.

P. A. Sykes, A Primer to Mechanism in Organic Chemistry, Longman Scientific & Technical: Essex, 1995.

H. Maskill, Mechanisms of Organic Reactions, Oxford Chemistry Primers, 45, ed. S. G. Davies: Oxford Science Pub., Oxford Univ. Press, 1996.

P. A. Sykes, A Guidebook to Mechanism in Organic Chemistry, 6 ed., Longman, 1985.

Método de ensino

Ensino presencial com aulas práticas teóricas e teórico-praticas: As aulas teóricas são expositivas dos conteúdos e as aulas teórico-praticas são de frequência obrigatória e destinadas a aplicar os conceitos anteriores usando exemplos práticos de elucidação de mecanismos retirados de literatura básica.

Método de avaliação

Frequência

Presença obrigatória em 2/3 das aulas TP (8 aulas)

 

Avaliação contínua

3 testes (16 de Outubro, 13 Novembro, 19 Dezembro)

Não há nota mínima. Para aprovação por avaliação contínua é obrigatória a presença nos 3 testes

A nota final é a média aritmética dos 3 testes. Para aprovação é necessário ter 9,5 de resultado.

Exame final

É necessário ter frequência deste ano ou de anos anteriores.

Conteúdo

Revisão de alguns princípios básicos Estrutura e reactividade. Efeitos termodinâmicos e cinéticos associado a mecanismos reaccionais. Reacções elementares, mecanismo concertado, complexo activado, estado de transição, molecularidade, coordenadas de reacção, controle cinético e termodinâmico, postulado de Hammond. Estabilidade de intermediários iónicos, grupos de saída, nucleófilos, electrófilos, bases e ácidos. Características ácido/base. Métodos de investigação de mecanismos: cinéticos e não cinéticos. Intermediários iónicos. Estudo e elaboração de mecanismos reaccionais Mecanismos, efeitos estereoelectrónicos e efeitosisotópicos. Orbitais de fronteira HOMO e LUMO e interacções preferenciais em reacções iónicas. Conceito de centro macio e duro. Interacções preferenciais das orbitais de fronteira na interpretação da reactividade de nucleófilos bidentados. Reacções envolvendo nucleófilos e bases. Reacções envolvendo electrófilos. Reacções envolvendo espécies reactivas neutras (carbenos e nitrenos, arinos e radicais livres). Rearranjos (pinacol, Favorskii, Baeyer-Villiger, Beckmann) e intermediários contendo átomos de azoto e de oxigénio electrodeficientes. Efeito anomérico. Reacções sem intermediários (reacções pericíclicas). Mecanismos de reacção de sistemas aromáticos. Mecanismos em processos radicalares. Reacções de ciclização (regras de Baldwin). Exemplos de moléculas em sistemas biológicos e algumas questões mecanísticas: Aminoácidos, péptidos e proteínas. Alguns exemplos de síntese de aminoácidos. Exemplo de análise de polipéptidos e proteínas. Método de Sanger na determinação do resíduo N-terminal.

 Previsão de processos sintéticos de moléculas simples com base em análise mecanística.