Graduação
  1. Química Geral  1.1. Introdução à Química  1.2. Estrutura Atômica  1.2.1. Partículas subatômicas  1.2.2. Modelo Atômico  1.2.3. Números quânticos  1.2.4. Configuração Eletrônica  1.2.5. Tendências periódicas  1.2.6. Isótopos e suas aplicações  1.3. Ligação Química  1.3.1. Ligação iônica  1.3.2. Ligações covalentes  1.3.3. Ligação Metálica  1.3.4. Hibridização  1.3.5. Geometria molecular e teoria VSEPR  1.3.6. Polaridade de ligação e momento dipolar  1.4. Estequiometria  1.4.1. Conceito de mol  1.4.2. Fórmula empírica e molecular  1.4.3. Reagente limitante e reagente em excesso  1.4.4. Rendimento Percentual e Pureza  1.4.5. Cálculo de diluição  1.5. Estados da Matéria  1.5.1. Leis dos Gases  1.5.2. Matéria e Forças Intermoleculares  1.5.3. Estruturas Sólidas e Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma e fluido supercrítico  1.6. Reações químicas  1.6.1. Tipos de Reações Químicas  1.6.2. Balanceamento de Equações Químicas  1.6.3. Reações termoquímicas  1.6.4. Perfis de energia de reação  1.7. Soluções e Misturas  1.7.1. Unidades de concentração  1.7.2. Propriedades do síndrome  1.7.3. Solubilidade e Regras de Solubilidade  1.7.4. Lei de Henry e Lei de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partição  1.8. Equilíbrio químico  1.8.1. Lei da ação das massas  1.8.2. Princípio de Le Chatelier  1.8.3. Quociente de reação  1.8.4. Para usar esta calculadora online para Constante de Equilíbrio, insira a Constante de Equilíbrio (Eq.) e pressione o botão calcular. Aqui está como o cálculo da Constante de Equilíbrio pode ser explicado com os valores de entrada fornecidos -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Balanço ácido-base  1.9. Ácidos e bases  1.9.1. Definições de Arrhenius, Brønsted–Lowry e Lewis  1.9.2. pH e pOH  1.9.3. Titulação ácido-base  1.9.4. Solução Tampão  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Ácidos e Bases Polipróticos  1.10. Eletroquímica  1.10.1. reações redox  1.10.2. Células Galvânicas e Eletrolíticas  1.10.3. Equação de Nernst  1.10.4. Eletrolise  1.10.5. Leis de Faraday da eletrólise  1.11. Termodinâmica  1.11.1. Leis da Termodinâmica  1.11.2. Entalpia, entropia e energia livre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidade das reações  1.11.4. Ciclos termodinâmicos (Lei de Hess, Ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. Lei de velocidade e ordem de reação  1.12.2. Energia de Ativação e Catalisador  1.12.3. Teoria das colisões  1.12.4. Mecanismo de reação  1.12.5. Teoria do estado de transição
  2. Química orgânica  2.1. Estrutura e relações  2.1.1. Hybridisation in Carbon Compounds  2.1.2. Ressonância e aromatização  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Efeitos indutivo e mesomérico  2.2. Hidrocarbonetos  2.2.1. Hidrocarbonetos  2.2.2. Alquenos  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compostos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos e Conformação  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Álcoois e fenóis  2.3.2. Éteres e epóxidos  2.3.3. Aldeído e cetona  2.3.4. Ácidos carboxílicos e derivados  2.3.5. Amina  2.3.6. Ésteres e amidas  2.3.7. Tióis e Sulfetos  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomerismo em Estereoquímica  2.4.2. Quiralidade e atividade óptica  2.4.3. Análise Estrutural  2.4.4. Diastereômeros e Enantiômeros  2.5.1. Reações de substituição  2.5.2. Reações de eliminação  2.5.3. Reações de Adição  2.5.4. Reações Radicais  2.5.5. Reações de rearranjo  2.5.6. Reações Pericíclicas  2.6. Espectroscopia e análise estrutural  2.6.1. Espectroscopia Infravermelha  2.6.2. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  2.6.3. Espectrometria de Massas  2.6.4. Espectroscopia UV-visível  2.6.5. Cristalografia de raios X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adição e Condensação  2.7.2. Mecanismo de polimerização  2.7.3. Polímero Biodegradável  2.7.4. Polímeros condutores e inteligentes
  3. Química inorgânica  3.1. Química de Coordenação  3.1.1. Ligantes e compostos de coordenação  3.1.2. Teoria do campo cristalino  3.1.3. Teoria do Orbital Molecular em Compostos de Coordenação  3.1.4. Distorsão de Jahn–Teller  3.2. Química do Grupo Principal  3.2.1. Metais alcalinos e alcalino-terrosos  3.2.2. Halogênios e Gases Nobres  3.2.3. Metais de transição e seus complexos  3.2.4. Lantanídeos e Actinídeos  3.3. Química do estado sólido  3.3.1. Redes cristalinas e células unitárias  3.3.2. Defeitos em sólidos  3.3.3. Propriedades elétricas e magnéticas  3.3.4. Supercondutividade  3.4. Química bioinorgânica  3.4.1. Íons metálicos na biologia  3.4.2. Reações enzimáticas com metais  3.4.3. Intoxicação por metais e desintoxicação  3.4.4. Metaloproteínas e Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Quântica  4.1.1. Dualidade onda-partícula  4.1.2. Equação de Schrödinger  4.1.3. Números Quânticos e Orbitais  4.1.4. Espectroscopia atômica e molecular  4.2. Mecânica estatística  4.2.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funções de partição  4.2.3. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  4.3. Termodinâmica Química  4.3.1. Energia Livre de Gibbs  4.3.2. Transição de fase  4.3.3. Eficiência termodinâmica  4.4. Química de superfícies  4.4.1. Absorção e Catálise  4.4.2. Coloides e Emulsões
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clássicos  5.1.1. Análise Gravimétrica  5.1.2. titritrimetria  5.2. Métodos instrumentais  5.2.1. Cromatografia  5.2.2. Espectroscopia  5.2.3. Métodos Eletroanalíticos  5.2.4. Difração de raios X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Princípios de engenharia química  6.3. Química Verde  6.4. Produtos Farmacêuticos e Síntese de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohydrates  7.2. Proteínas e enzimas  7.3. Lipídios e membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo e Bioenergética  7.6. Cinética enzimática e mecanismo

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Reações Pericíclicas


As reações pericíclicas são uma classe de reações orgânicas que ocorrem através de um processo coordenado e geralmente envolvem a redistribuição cíclica de elétrons de ligação. Essas reações não envolvem intermediários iônicos ou radicais e ocorrem por meio de um mecanismo de circuito fechado. Compreender as reações pericíclicas é importante na química orgânica porque fornecem informações sobre transformações moleculares e o comportamento dos elétrons em processos cíclicos.

Tipos de reações pericíclicas

1. Reações de cicloadição

As reações de cicloadição envolvem a interação de dois sistemas π, formando um novo anel. Um exemplo comum é a reação de Diels-Alder, na qual um dieno conjugado reage com um dienófilo para formar um sistema de cicloexeno.

   
    │ │ │ + │ │ │ → cicloexeno

A reação de Diels-Alder é um exemplo clássico de uma reação de cicloadição [4+2], onde quatro elétrons π do dieno e dois elétrons π do dienófilo participam na formação do produto cíclico.

2. Reações eletrocíclicas

As reações eletrocíclicas envolvem a conversão de ligações π em ligações σ ou vice-versa, resultando na formação ou quebra de anéis. Essas reações são reversíveis e sua direção depende de condições térmicas ou fotoquímicas.

Cadeia aberta → anel fechado

Um exemplo de reação eletrocíclica é o fechamento de anel de hexatrienos para formar cicloexadienos. De acordo com as regras de Woodward–Hoffmann, a reação pode prosseguir via um caminho conrotatório permitido termicamente ou via um caminho disrotatório permitido fotoquimicamente.

3. Reordenamento sigmatrópico

Os reordenamentos sigmatrópicos envolvem a migração de uma ligação σ adjacente a um ou mais sistemas π, resultando em uma mudança estrutural sem alterar o número total de ligações π ou σ. Essas reações são representadas por dois números entre parênteses, como [1,3] ou [3,3], indicando o caminho de migração.

R1─R2─R3 → R1─R3─R2
    [1,3]

Um exemplo típico de reordenamento sigmatrópico é o rearranjo de Cope, que é caracterizado por um deslocamento [3,3] dos átomos de carbono.

Regras de Woodward–Hoffmann

As regras de Woodward–Hoffmann são importantes na determinação da estereoquímica e viabilidade das reações pericíclicas. Usando propriedades de simetria e conservação da simetria orbital, estas regras permitem que os químicos prevejam o resultado e a natureza permitida ou proibida das reações pericíclicas.

Conservação da simetria orbital

A conservação da simetria orbital é um princípio fundamental que afirma que a simetria dos orbitais interagentes deve ser mantida ao longo do curso de uma reação pericíclica.

Teoria do orbital molecular e reações pericíclicas

Os orbitais moleculares desempenham um papel importante na compreensão das reações pericíclicas. A sobreposição de orbitais de fronteira, como o mais alto orbital molecular ocupado (HOMO) e o mais baixo orbital molecular não ocupado (LUMO), é relevante para o progresso dessas reações.

Reações de cicloadição e orbitais de fronteira

Nas reações de cicloadição, a interação do HOMO e do LUMO dos parceiros reagentes determina a ordem da reação. Por exemplo, na reação de Diels-Alder, o HOMO do dieno interage com o LUMO do dienófilo.

Reações eletrocíclicas e orbitais moleculares

Para reações eletrocíclicas envolvendo fechamento ou abertura de anel, a simetria do HOMO determina se a reação prosseguirá via um caminho conrotatório ou disrotatório. Para reações térmicas, se o HOMO possui orbitais simétricos, o conrotatório é permitido; para orbitais antissimétricos, o disrotatório é permitido.

Exemplos e aplicações

1. Síntese de produtos naturais

As reações pericíclicas, especialmente a reação de Diels-Alder, são importantes na síntese de produtos naturais complexos. Sua capacidade de formar múltiplos centros estereogênicos os torna altamente valiosos na química orgânica sintética.

2. Síntese de produtos farmacêuticos

Na indústria farmacêutica, as reações pericíclicas possibilitam a construção de moléculas complexas essenciais para o desenvolvimento de fármacos, muitas vezes fornecendo uma rota mais amigável ao meio ambiente do que as reações iônicas.

Conclusão

As reações pericíclicas são uma parte importante da química orgânica, que utilizam os belos princípios da teoria do orbital molecular e simetria. Compreender essas reações permite que os químicos manipulem a arquitetura molecular, possibilitando avanços em áreas que vão desde ciência dos materiais até o desenvolvimento de medicamentos.


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