Alcadienos

1. Definição e Fórmula Geral (CₙH₂ₙ₋₂)

Os alcadienos são hidrocarbonetos insaturados que possuem duas ligações duplas entre carbonos.

Sua fórmula geral é CₙH₂ₙ₋₂, a mesma dos alcinos, mas com duas ligações duplas em vez de triplas.

Se temos duas duplas, IDH = 2, logo, para um $C_XH_Y$, temos: 2 = X - $ \frac{Y}{2} $ + 1 → $ \frac{Y}{2} $ = X – 1 → Y = 2X - 2, logo um alceno é $C_xH_{2x-2}$.

A presença dessas ligações duplas faz com que os alcadienos sejam mais reativos do que os alcenos e os alcanos.

Os alcadienos podem ser divididos em três subgrupos: os alcadienos alênicos, conjugados e isolados.

Os alênicos possuem duas ligações duplas no mesmo carbono.

Os conjugados possuem duas ligações duplas alternadas, separadas por uma ligação simples.

Os isolados possuem duas ligações duplas separadas por MAIS DE UMA ligação simples.

2. Nomenclatura IUPAC Oficial (Prefixo + A + dien + o)

A nomenclatura vai seguir todas aquelas regras que já estudamos.

• Encontra, numera e nomeia a cadeia principal (CP);
• Escreve as ramificações antes da CP, em ordem alfabética, indicando cada uma pelo lugar (número) na CP e pela quantidade (di, tri, ...);
• Escreve as insaturações e os grupos funcionais na CP, sempre indicando pelo lugar (número) na CP e pela quantidade (di,tri, ...).

No caso dos alcadienos, em geral, a nomenclatura da CP vai ser:

1. Prefixo: Quantidade de carbonos + A no final do prefixo. Esse “A” aparece porque temos duas insaturações iguais.
2. Infixo "-dien-". Esse “di” aparece porque temos duas duplas “en”.
3. Sufixo "-o": assim como a de qualquer hidrocarboneto.

Se não ficou claro, revise a unidade que temos apenas de nomenclatura dos compostos orgânicos.

A sexta regra que discutimos no capítulo “Como Nomear Qualquer Composto Orgânico”, lembra dela?

“Se existe mais de uma mesma instauração ou mesmo GF, você escreve quantas vezes ele apareceu e acrescenta uma letra na nomenclatura”,

sendo o A depois do prefixo para mesmas insaturações.

Além disso, temos que ficar atentos com a isomeria espacial: se tem dupla, confira se existe isomeria cis-trans. Se tiver, lembre-se que a faraó é trans!

Sempre que um composto possuir ligação dupla, acrescente um passo zero!

0. Confira se a dupla faz isomeria cis-trans. Se sim, diga qual é o caso.

1. Encontre a CP

2. Numere a CP

3. Nomeie a CP

Aqui, nós usamos mais ou menos o mesmo raciocínio que usamos com os alcenos para nomear cadeias mistas.

Se as duas duplas estiverem na parte acíclica, ela será a CP. Se as duas duplas estiverem na parte cíclica, ela será a CP.

Agora se você tem uma cadeia mista com uma dupla no ciclo e outra dupla fora do ciclo, a sua CP será o ciclo.

3. Propriedades Físicas dos Alcadienos

A 25 °C e 1 atm, os alcadienos se apresentam da seguinte forma:

Eles são mais reativos que os alcenos, devido à presença de duas duplas.

Os alcadienos alênicos (ou acumulados) são ainda mais reativos, pois o carbono central passa a ter hibridização sp, aumentando o caráter “s” e a sua reatividade.

Assim como qualquer hidrocarboneto, eles são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos (moléculas apolares).

Por fim, a comparação entre os subgrupos quanto ao ponto de fusão e de ebulição, os alcadienos conjugados são os que apresentam as maiores PE e PF.

Lembra que duplas conjugadas formam mais de 3 orbitais “p” puros em sequência e que isso garante ressonância?

Moléculas que possuem ressonância são mais estáveis, então elas precisarão de mais força/mais energia para que essas moléculas sejam separadas.

Lembre-se, pensar em ponto de ebulição é sempre pensar em quão difícil seria separar duas moléculas.

4. A Magia da Molécula Quiral Sem Carbono Quiral

Quando a gente estudou sobre carbono quiral, você percebeu que associar um composto quiral a um carbono quiral se torna algo quase que automático.

Porém, contudo, todavia... existem compostos quirais na Química Orgânica sem existir nenhum carbono quiral neles. 

Os compostos alênicos, que possuem duas ligações duplas conjugadas no formato C=C=C, podem ser um exemplo disso.

Para existir isomeria em uma molécula, precisamos ter ligantes diferentes, já aprendemos isso.

Para ser carbono quiral, precisamos de 4 ligantes diferentes; para ser cis-trans, precisamos de 2 ligantes diferentes em cada lado da dupla. 

Aqui, vai ser a mesma coisa: para um composto alênico ser quiral, os dois ligantes DAS DUAS EXTREMIDADES precisam ser diferentes. 

Vou te mostrar como essa magia acontece.

Quando você tem duas duplas em um mesmo carbono, os planos dessas ligações duplas são diferentes.

É como se a dupla da esquerda fosse na vertical e a dupla da direita fosse na horizontal.

Se você decide fixar um plano, por exemplo esse da vertical do desenho, você percebe que o carbono da direita fica com um ligante na frente do plano e outro atrás.

Se esses ligantes forem iguais no mesmo lado, você pode girar a molécula do jeito que você quiser, que no fim das contas, sempre será a mesma molécula.

Agora, e se esses ligantes forem diferentes?

Se você coloca essa molécula em um espelho, você teria essa visualização:

Se você tentar sobrepor uma molécula na outra, da maneira como elas estão, não se torna possível, 

pois o ligante roxo está para a direita na de cima e para a esquerda na de baixo.

E se você girar a molécula espelhada para deixar os ligantes da horizontal no lado esquerdo, 

o ligante verde ficará para trás do plano, sendo novamente uma molécula diferente.

💡 Moral da história: se os compostos não conseguem se sobrepor, eles são isômeros espaciais, então essa molécula é quiral, mesmo sem possuir carbono quiral.

Mas cuidado para não confundir a regra! Os ligantes do mesmo lado precisam ser diferentes entre si (nenhum dos dois lados pode ter ligantes iguais),

mas isso não significa que o par de ligantes diferente da esquerda precisa ser um e o par de ligantes diferente da direita precisa ser outro.

Para que fique claro, o penta-2,3-dieno é quiral, mesmo tendo os mesmos ligantes ($CH_3$ e H) dos dois lados.

Agora, basta que um dos lados tenha os mesmos ligantes para que essa molécula não seja quiral.

5. Exemplos de Alcadienos e Aplicações

Os alcadienos possuem grande importância na produção de borrachas naturais e sintéticas.

O isopreno (2-metilbuta-1,3-dieno) é o principal componente da borracha natural.

Por meio da polimerização, nós hoje transformamos o isopreno no poli-isopreno, que é a borracha natural.