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<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Florence M. Cordeiro de Farias<br />
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acordo com a licença 3.0 do Creative Commons.<br />
http://creativecommons.org.br<br />
http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/legalcode
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Histórico até a definição final<br />
. 1 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
A utilização de compostos orgânicos é descrita desde a antiguidade. Pesquisas arqueológicas recentes<br />
comprovaram a presença de vinhos em jarros encontrados em tumbas de faraós (3150 a.C.). Os papiros<br />
egípcios de Ebers (cerca de 1500 a.C.), de Edwin Smith (cerca de 1600 a.C.) e de Brugsch (cerca de 1300<br />
a.C.) descrevem inúmeras fórmulas medicinais cujos constituintes eram principalmente ervas. Os<br />
próprios papiros eram feitos da celulose obtida a partir dos talos da planta papiro do Egito, planta<br />
aquática da mesma família da tiririca, abundante nas margens do <strong>Rio</strong> Nilo. A Bíblia, no episódio de Noé<br />
(Gênesis), fala no vinho. Os romanos e egípcios utilizavam os corantes índigo e alizarina. O índigo era<br />
obtido a partir de plantas do gênero Indigofera (anil do campo, timbozinho) e atualmente é obtido por<br />
síntese e utilizado principalmente para a coloração de “jeans”. A alizarina era retirada de raízes da rubia .<br />
A alizarina foi o primeiro corante a ser sintetizado (obtido em laboratório) e hoje em dia é utilizado<br />
principalmente como reagente químico.<br />
Apesar dessa grande utilização, até o século XVIII era pouco o conhecimento que se tinha sobre as<br />
propriedades e composição dos compostos orgânicos. A <strong>Química</strong> já era bastante estudada, mas a parte<br />
que envolvia a composição e estrutura (átomos que existiam nas moléculas e as formas com que se<br />
arrumavam nelas) dos compostos orgânicos era pouco conhecida. A importância da <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
estava muito mais em sua fonte de obtenção (na época, animal ou vegetal) e em sua aplicabilidade em<br />
medicina, do que na sua parte estrutural.<br />
Havia pouca produção de materiais orgânicos e, na maioria das vezes, eram feitos domesticamente ou<br />
em pequena escala. Poucas coisas como, por exemplo, a fabricação de sabão, o refino do açúcar,<br />
processos de tingimento e destilação (separação de duas ou mais substâncias por aquecimento) eram<br />
feitas em escalas maiores.<br />
Poucos compostos orgânicos eram conhecidos em sua forma pura. Valerius Cordus (médico e botânico<br />
alemão,1515-1544) descreveu, em 1540, a obtenção do éter por tratamento do álcool com ácido<br />
sulfúrico – método ainda usado –, dentre outros. Em 1780, Scheele (químico farmacêutico sueco, 1742-<br />
1786) desenvolveu um método químico para obter ácidos orgânicos a partir de plantas ou animais e<br />
assim descobriu vários ácidos orgânicos, tais como, por exemplo, os ácidos benzoicos (isolados da<br />
resina balsâmica obtida do benjoim: Styrax benjoin), utilizado hoje em dia para a preservação de<br />
alimentos, e o ácido tartárico (Figura 1), isolado de extratos de uvas fermentadas.
COOH<br />
Ácido Benzóico<br />
HOOC<br />
. 2 .<br />
OH<br />
OH<br />
COOH<br />
Ácido tartárico<br />
Figura 1: Estruturas do ácido benzoico e ácido tartárico.<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O que podemos notar é que os compostos orgânicos eram obtidos, até então, de plantas ou animais. As<br />
técnicas existentes na época não permitiam sua caracterização (isto é, como eram constituídos).<br />
Lavoisier (químico francês, 1743-1794) já havia relatado que, diferente dos compostos químicos do<br />
“reino mineral”, os compostos orgânicos eram constituídos principalmente de carbono e hidrogênio e,<br />
frequentemente, também de nitrogênio e fósforo. Passou a ocorrer uma tendência a achar que a<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>, embora fosse uma parte integrante da <strong>Química</strong>, era diferente. Na medida em que era<br />
relacionada aos organismos vivos e aos compostos orgânicos, acreditava-se, eram produzidos apenas<br />
por esses organismos. A <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>, como uma divisão da <strong>Química</strong>, foi proposta em 1777 por<br />
Bergman (físico e matemático sueco, 1735-1784) e foi definida como a “<strong>Química</strong> dos organismos vivos”.<br />
Em 1797, pela primeira vez, é tratada diferencialmente quando Gren (químico alemão,1760-1798)<br />
publica um livro no qual os compostos orgânicos são tratados em um capítulo à parte. Nesse capítulo,<br />
essas substâncias são definidas, na linguagem da época, “como princípios presentes em organismos<br />
animais e vegetais e que não poderiam ser sintetizados artificialmente”.<br />
Essa ideia permaneceu por várias décadas. Vários químicos achavam que a origem desses compostos<br />
(seres vivos) os diferenciava dos compostos minerais. Esses últimos eram obtidos frequentemente em<br />
estados mais puros e obedeciam à Lei das Proporções Constantes (também denominada Lei de Proust,<br />
ela diz que, independente do modo pelo qual uma substância é obtida, a proporção, em massa, dos<br />
elementos que participam de sua composição é sempre a mesma). Como, na época, as técnicas<br />
existentes dificultavam a obtenção de compostos orgânicos puros, a presença de impurezas diversas<br />
levava a resultados diferentes de análise elementar (proporção de cada átomo presente na molécula)<br />
para um mesmo composto, então achou-se que não obedeciam à Lei das Proporções Constantes.<br />
A origem do termo “<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>” vem da proposta de Berzelius (1779-1848), médico e químico<br />
sueco, em 1807, para referir-se a todos os compostos descobertos a partir de organismos vivos.<br />
Acreditava-se – teoria denominada de Vitalismo – que os compostos orgânicos eram obtidos pela<br />
intermediação de uma força vital que existia apenas em plantas e animais. Esses compostos poderiam<br />
ser extraídos e transformados uns nos outros, mas não poderiam ser obtidos a partir de outros<br />
elementos do reino mineral (que não possuíam a força vital).
. 3 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
A ideia do vitalismo começou a declinar quando Wöhler (1800-1882), médico e químico sueco, em 1828,<br />
sintetizou a ureia (substância anteriormente isolada da urina de animais) a partir do cianato de amônia,<br />
reação que ficou conhecida como Síntese de Wöhler (Figura 2). Na realidade, Wöhler desejava obter<br />
cianato de amônia e, para isso, tratou cianato de chumbo com hidróxido de amônia. Para sua surpresa,<br />
obteve um material sólido, que não mostrou as propriedades típicas dos cianatos. Ao analisar o que<br />
havia ocorrido, descobriu que havia obtido ureia, idêntica àquela anteriormente isolada de urina. Na<br />
realidade, a reação do cianato de chumbo com hidróxido de amônia forma cianato de amônia que, por<br />
aquecimento, gera ureia:<br />
Figura 2: Síntese de Wöhler<br />
Wöhler, então, escreveu para Berzelius dizendo: “Devo contar-lhe que eu posso fazer ureia sem o uso de<br />
rins animais ou humanos”. Realmente, a experiência de Wöhler foi de grande importância, mas ainda<br />
houve o questionamento do fato de que, na realidade, esses compostos deveriam ter a força vital, pois<br />
o hidróxido de amônia e o ácido ciânico (fonte do cianato de chumbo) eram obtidos de fontes animais<br />
(origem orgânica). O reconhecimento de que a teoria da força vital não tem grande aplicabilidade na<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong> foi ocorrendo gradualmente, na medida em que novos compostos orgânicos foram<br />
sendo reconhecidos e sintetizados.<br />
À medida que o vitalismo perde forças, aquela definição anterior proposta por Bergman (química dos<br />
organismos vivos) deixa de ser adequada e, então, Kekulé (1829-1896), químico alemão,(químico<br />
alemão, 1829-1896) propõe a definição da <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong> como o ramo da <strong>Química</strong> que estuda os<br />
compostos de carbono. Essa afirmação está correta, contudo, nem todo composto que contém<br />
carbono é orgânico. Por exemplo, o dióxido de carbono, o carbonato de sódio, o ácido carbônico,<br />
dentre outros, não são orgânicos. Mas, todo composto orgânico contém carbono.<br />
Por conveniência, o termo orgânica se mantém até hoje, buscando classificar um grande número de<br />
compostos que possuem uma série de propriedades em comum. Diferente dos outros elementos, o
. 4 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
átomo de carbono tem a capacidade de se ligar infinitamente entre si em um número ilimitado de<br />
combinações, gerando, com essas ligações, milhares de compostos diferentes. Deve-se enfatizar,<br />
contudo, que as divisões da <strong>Química</strong> nunca foram, nem se espera que venham a ser, mutuamente<br />
exclusivas, pois o campo da <strong>Química</strong> é um só, e há uma tendência natural para a unificação e remoção<br />
de barreiras artificiais. A divisão em <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>, inorgânica, analítica, físico-química e bioquímica<br />
se faz buscando uma finalidade didática e em função do enfoque que se deseja dar a um determinado<br />
problema.<br />
Importância<br />
A <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong> está presente em qualquer atividade de nossas vidas. Nesse momento, por<br />
exemplo, ao ler esse texto, tudo está sendo mediado por compostos orgânicos. Para conseguir<br />
enxergar, seus olhos estão utilizando um composto orgânico (o cis-retinal) para converter a luz em um<br />
impulso nervoso. Quando você mexe no “mouse”, no teclado, enfim, faz qualquer movimento (até<br />
dormir) o seu organismo está fazendo uma reação química para transformar a glicose em energia. Para<br />
que você possa raciocinar e entender esse texto ou perceber o mundo, os impulsos nervosos são<br />
transmitidos entre os neurônios através da intermediação de moléculas orgânicas (neurotransmissores,<br />
como, por exemplo, a serotonina).<br />
A vida moderna está repleta de compostos orgânicos. A grande maioria dos medicamentos, vários<br />
pesticidas, as fibras têxteis, os polímeros, os corantes...são moléculas orgânicas.<br />
Como mostrado no breve resumo que se fez sobre a história da <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>, desde a pré-história<br />
até meados do século XIX, os compostos orgânicos eram obtidos de organismos vivos. Atualmente,<br />
apesar de muitas substâncias orgânicas naturais serem muito complexas e de difícil obtenção<br />
laboratorial e, assim, ainda serem obtidas a partir de plantas ou animais, a maioria dos compostos<br />
orgânicos são obtidos em laboratório. Os compostos são retirados dos organismos vivos (atualmente, o<br />
ambiente marinho também tem se mostrado uma grande fonte de produtos orgânicos), estudados e<br />
depois, se tiverem alguma aplicação, sintetizados. Assim, por exemplo, a gente já comentou que o<br />
índigo, corante azul utilizado em “jeans”, antigamente era obtido de plantas. Porém, sua aplicação<br />
industrial é tão grande que a obtenção da fonte natural não atenderia à demanda mundial. É aí que a<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong> moderna exerce o seu papel: atualmente, o índigo é obtido através de uma síntese<br />
(chama-se síntese o processo de transformação de moléculas através de reações químicas para se obter<br />
a molécula que se deseja). Dessa mesma forma, tem se sintetizado uma variedade enorme de<br />
compostos orgânicos, cujo isolamento de fontes naturais tornaria o processo inviável economicamente.<br />
Assim, vários compostos obtidos por síntese são exatamente iguais àqueles existentes nos<br />
organismos vivos. Outras vezes, o químico faz algumas modificações nas moléculas naturais, obtendo
. 5 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
compostos semelhantes (denominados derivados), mas que apresentam maior aplicabilidade do que o<br />
produto natural. Por exemplo, o ácido salicílico é isolado do salgueiro (família de plantas do gênero<br />
Salix) e apresenta atividade anti-inflamatória. No entanto, possui também um efeito corrosivo nas<br />
paredes do estômago. Assim, o derivado ácido acetil salicílico (AAS) foi sintetizado e é utilizado como<br />
medicamento anti-inflamatório que possui menos efeito colateral que o primeiro. Repare como eles são<br />
parecidos (Figura 3):<br />
OH<br />
COOH<br />
O<br />
O<br />
COOH<br />
ÁCIDO SALICILICO ÁCIDO ACETIL SALICILICO<br />
Figura 3: Estruturas do ácido salicílico e do AAS<br />
Com o crescimento da <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong> e o acúmulo de informações obtidas hoje em dia, várias<br />
moléculas de grande utilidade são obtidas por síntese química, muitas vezes sem ter nenhuma<br />
correlação com produtos naturais.<br />
Fonte de compostos orgânicos<br />
Mas, se a maioria dos compostos orgânicos atualmente são obtidos por síntese, quais são as matériasprimas<br />
para a sua obtenção?<br />
Os compostos orgânicos utilizados como matéria-prima atualmente são obtidos de produtos naturais<br />
(por exemplo, no Brasil, o álcool é obtido da fermentação - reação química realizada por microorganismos<br />
– do açúcar da cana e é utilizado para a síntese de éter) e, principalmente, de materiais<br />
fósseis.<br />
Até o século XX, a principal fonte de compostos orgânicos era o carvão mineral (denominado hulha). A<br />
destilação da hulha fornece três frações constituídas respectivamente de: 1) Um material gasoso<br />
constituído principalmente de hidrogênio e dióxido de carbono, que era muito utilizado para<br />
iluminação e aquecimento; 2) Material líquido, denominado de alcatrão da hulha, e que é a fonte de<br />
compostos orgânicos, e 3) Material sólido, denominado coque, utilizado em siderurgia para a obtenção
. 6 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
do ferro gusa (liga de ferro e carbono – designa-se liga uma mistura homogênea de metais) matériaprima<br />
utilizada para a produção do lingote de ferro.<br />
No século XX, o petróleo passa a constituir a principal fonte de compostos orgânicos.<br />
Além de carbono e hidrogênio, vários outros elementos também estão presentes nos compostos<br />
orgânicos. A tabela periódica a seguir mostra os principais elementos constituintes de compostos<br />
orgânicos, estando em vermelho os elementos presentes em maiores quantidades.<br />
H<br />
1 14 15 16<br />
Tabela 1: Tabela Periódica<br />
C N O<br />
Si P S Cl<br />
Assim, o gás metano (principal constituinte do gás natural) possui apenas carbono e hidrogênio. A<br />
sacarose (açúcar comum) possui carbono, hidrogênio e oxigênio. A anfetamina, um estimulante do<br />
sistema nervoso central, possui, além de carbono e hidrogênio, nitrogênio. O colágeno, a elastina e as<br />
glicoproteínas são as fibras responsáveis pela sustentação da derme e contém silício em sua estrutura.<br />
O NAD (nicotinamida-adenina-dinucleotídeo) é um agente oxidante biológico que contém fósforo em<br />
sua estrutura. O cheiro desagradável exalado pelo gambá é devido a dois compostos orgânicos que<br />
contém carbono, hidrogênio e enxofre em sua estrutura. O policloreto de vinila (PVC) utilizado para a<br />
fabricação de canos é constituído de átomos de carbono, hidrogênio e cloro. O halomon é um<br />
composto que contém, além de carbono e hidrogênio, bromo e cloro em sua estrutura. Foi isolado de<br />
uma alga marinha e possui atividade antitumoral (possibilidade de uso na terapia contra o câncer). A<br />
tiroxina é o hormônio produzido pela tiroide e contém, além de carbono, hidrogênio, oxigênio,<br />
Br<br />
I
. 7 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
nitrogênio e iodo em sua estrutura. Daqui a pouco, quando a gente entender como as moléculas são<br />
representadas, vocês vão ver a estrutura desses compostos.<br />
Ligações <strong>Química</strong>s Covalentes<br />
Antes de começarmos a analisar o átomo de carbono e os compostos orgânicos, devemos recordar<br />
sucintamente o processo pelo qual ocorrem as ligações químicas covalentes, isto é, aquelas que se<br />
fazem por compartilhamento de elétrons.<br />
Os elétrons em um átomo estão distribuídos nos orbitais atômicos (orbital é uma dedução matemática<br />
que define a região do espaço onde existe maior probabilidade de se encontrar elétrons). Os orbitais<br />
possuem tamanho e níveis energéticos diferentes (quanto mais afastado do núcleo, maior e mais<br />
energético é o orbital) e, em função disso, são subdivididos nos subníveis s, p, d e f. Para o estudo da<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>, vamos nos limitar aos subníveis s e p.<br />
Os orbitais s possuem a forma esférica, isto é, a probabilidade de encontrar elétrons é maior na região<br />
do espaço definida por uma esfera:<br />
Figura 4: a) ORBITAL 1s b) ORBITAL 1s (preto) e 2s (cinza)<br />
Os orbitais p tem a forma de um haltere e, como são três, orientam-se no espaço ao longo dos eixos<br />
cartesianos x, y e z (Figura 5):
. 8 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Figura 5: a) ORBITAL 2p b) ARRUMAÇÃO ESPACIAL DOS ORBITAIS 2px, 2py e 2pz<br />
Os orbitais 3p e 4p possuem a mesma forma de haltere, só que se encontram mais afastados do núcleo<br />
(e, então, são maiores e mais energéticos). A região do espaço entre os dois lobos do haltere é<br />
denominada nodo e, nessa região, não há probabilidade de se encontrar elétrons. Os orbitais dos<br />
subníveis s não possuem nodo. Para simplificar o desenho dos orbitais, normalmente eles são<br />
apresentados da seguinte forma (Figura 6):<br />
Figura 6: a) Representação dos orbitais s e p; b) Orbitais p orientados nos eixos cartesianos<br />
Quando ocorre uma ligação química covalente, os orbitais atômicos do último nível (orbitais ocupados<br />
pelos elétrons de valência) vão se aproximando, encontram-se, e formam um novo orbital (orbital<br />
molecular) onde vão se posicionar os dois elétrons, que, agora passam a ser compartilhados pelos dois<br />
núcleos dos átomos que se aproximaram, ou seja, os orbitais moleculares são ocupados pelos dois<br />
elétrons que formam a ligação.
Nota ao professor:<br />
. 9 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Para uma melhor compreensão do aluno do Ensino Médio, as representações<br />
que se seguem não obedecem plenamente à TEORIA DA COMBINAÇÃO<br />
LINEAR DOS ORBITAIS ATÔMICOS (CLOA) e, portanto, conceitos relativos à<br />
formação de orbitais moleculares somente levam em conta os orbitais<br />
ligantes, descartando-se a formação de antiligantes que não se aplicam às<br />
necessidades dos alunos nessa fase de aprendizagem.<br />
Por exemplo, vamos ver como ocorre a formação da ligação entre dois átomos de hidrogênio para<br />
formar a molécula do gás hidrogênio. Para obedecer a regra do octeto, cada átomo de hidrogênio deve<br />
ficar com dois elétrons.<br />
A distribuição eletrônica do átomo de hidrogênio ( 1H) é 1s1 e, consequentemente, vai ocorrer uma<br />
interação entre dois orbitais s:<br />
1s<br />
Figura 7<br />
1s<br />
σ<br />
ORBITAL MOLECULAR<br />
Observe que a interação entre estes dois orbitais ocorre segundo um mesmo eixo, ou seja, ocorre<br />
uma interação linear dos dois orbitais. O orbital resultante desse tipo de interação é denominado<br />
orbital sigma (σ) e a ligação resultante é denominada ligação sigma (σ). A representação estrutural<br />
de uma ligação química é feita por um traço (-) e, assim, a molécula do hidrogênio é representada com a<br />
seguinte fórmula estrutural: H-H.<br />
Mas, se os orbitais são ocupados por elétrons e esses possuem carga negativa, como os orbitais se<br />
aproximam, se cargas iguais tendem a se repelir?
. 10 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O que ocorre é uma atração eletrostática (atração entre cargas opostas) entre o núcleo (carga positiva<br />
devido aos prótons) e os orbitais (cargas negativas porque os elétrons estão aí). Assim, o núcleo de um<br />
átomo atrai a nuvem eletrônica do outro até o momento em que a aproximação dos dois orbitais gera<br />
uma repulsão eletrostática, e aí acaba o processo de formação da ligação. Nessa situação, há um<br />
equilíbrio entre as forças de atração e repulsão, resultando numa distância internuclear de maior<br />
estabilidade Essa distância internuclear é o que denominamos de comprimento (ou distância) da<br />
ligação, cuja unidade mais utilizada é o Angstron (Ao ; 1 Ao = 10 –10 m). O comprimento da ligação H-H é<br />
de 0,74 Ao .<br />
Em um segundo exemplo, vamos ver como ocorre a formação da ligação da molécula do cloro, onde a<br />
interação acontece entre dois elétrons que ocupam os orbitais 3p ( 17 Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ) :<br />
3p<br />
ORBITAIS ATÔMICOS 3p<br />
3p<br />
Figura 8<br />
ORBITAL MOLECULAR<br />
Observe que, assim como para a formação da molécula de hidrogênio, a interação dos orbitais é linear,<br />
segundo um mesmo eixo. Logo, a ligação que se forma também é uma ligação σ. O comprimento dessa<br />
ligação é de 1,42 Ao .<br />
Na formação da molécula de ácido clorídrico (HCl) ocorre a interação entre um orbital 1s do hidrogênio<br />
com um 3p do cloro:<br />
σ
1s<br />
3p<br />
Figura 9<br />
. 11 .<br />
Sala de Leitura<br />
ORBITAL MOLECULAR<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Como para os outros exemplos, a interação dos orbitais ocorre linearmente, formando uma ligação σ. O<br />
comprimento da ligação H-Cl é de 1,27 Ao .<br />
Nos exemplos vistos acima, todas as ligações ocorreram segundo um mesmo eixo, ou seja, foram<br />
realizadas interpenetrações lineares de orbitais gerando ligações σ. Entretanto, nem sempre isso é<br />
possível, pois quando mais de uma ligação é realizada entre dois átomos, uma delas ocorre segundo um<br />
mesmo eixo, porém as demais, em função do próprio arranjo espacial dos orbitais, não podem ocorrer<br />
dessa forma, visto que os demais orbitais envolvidos não estão alinhados segundo esse mesmo eixo,<br />
mas sim em eixos normalmente paralelos. Sendo assim, a interpenetração não ocorre de forma linear e<br />
as ligações são estabelecidas segundo eixos paralelos, distinguindo-se da sigma (σ) e são<br />
denominadas de ligações pi (π):<br />
Como exemplo, vamos ver a formação da molécula de nitrogênio (7N: 1s2 2s2 2p3 ). Pela configuração<br />
eletrônica do átomo, há três orbitais p, cada um com um elétron: 2px 1 2py 1 2pz 1 . Os orbitais 2px 1 (essa<br />
escolha 2px foi arbitrária. A ligação poderia ser feita entre os 2py ou 2pz) se superpõem ao longo do eixo<br />
x (eixo internuclear) e formam uma ligação σ:<br />
σ
E as outras duas ligações?<br />
ORBITAIS ATÔMICOS2p ORBITAL MOLECULAR<br />
Figura 10<br />
. 12 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
As outras duas ligações são feitas por entrosamento orbitalar paralelo, perpendicular ao eixo da ligação<br />
σ, formando duas ligações π:<br />
ORBITAIS ATÔMICOS2p y<br />
ORBITAIS ATÔMICOS2p z<br />
Figura 11: a) Representação dos orbitais na molécula de N2; b) Representação da molécula de N2.<br />
Observem que, nesse entrosamento paralelo dos orbitais p, cria-se dois orbitais moleculares π que<br />
originam, na molécula, regiões ricas em elétrons (orbitais π) que se posicionam acima e abaixo do plano<br />
da ligação σ (Figura 11).<br />
Portanto, uma das ligações covalentes entre dois átomos é chamada de sigma (σ) e as demais, entre<br />
esses mesmos átomos, é chamada de pi (π). Assim, numa dupla ligação, é encontrada uma ligação<br />
sigma (σ) e uma pi (π); numa tripla ligação, é encontrada uma ligação sigma (σ) e duas pi (π). Quando<br />
não há presença de duplas ou triplas ligações nas moléculas todas são classificadas como sigma.<br />
σ
Ligações Covalentes Polares e Apolares<br />
. 13 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Os elétrons nas ligações covalentes não são necessariamente compartilhados igualmente entre os dois<br />
átomos que formam a ligação. Se um átomo for mais eletronegativo (eletronegatividade é a tendência<br />
que possuem determinados átomos de atrair elétrons) que o outro, o átomo mais eletronegativo vai<br />
puxar os elétrons para mais perto dele. Quando isso ocorre, dizemos que a distribuição eletrônica é<br />
polarizada e a ligação é dita covalente polar. Por exemplo, na molécula de H-F, como o flúor é mais<br />
eletronegativo que o hidrogênio, os elétrons da ligação vão estar mais próximos do flúor. Assim, a<br />
ligação H-F é uma ligação covalente polar, na qual o flúor possui uma carga parcial negativa (a carga é<br />
denominada parcial para distingui-la da carga formal, que é a carga real presente nos cátions e ânions).<br />
As formas mais utilizadas para representar essa polarização são os símbolos δ + δ ‐ para representar<br />
cargas parciais ou uma seta orientada no sentido do átomo menos eletronegativo para o mais<br />
eletronegativo:<br />
δ<br />
H F<br />
+<br />
δ -<br />
ou<br />
Figura 12<br />
H F<br />
Na tabela periódica, a eletronegatividade cresce da esquerda para a direita e de baixo para cima. Linus<br />
Pauling (químico americano, 1901-1994) estudou muito as ligações químicas. A tabela da escala de<br />
eletronegatividade de Linus Pauling é muito utilizada cotidianamente:<br />
E E<br />
F 4,0 I 2,5<br />
O 3,5 C 2,5<br />
N 3,0 S 2,5<br />
Cl 3,0 H 2,1<br />
Br 2,8<br />
Tabela 2: Tabela de eletronegatividade de Linus Pauling
O Átomo de Carbono<br />
Hibridização<br />
Hibridização sp 3<br />
. 14 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O carbono encontra-se situado na família 14 da classificação periódica e possui número atômico igual a<br />
6. Portanto, possui seis prótons em seu núcleo e seis elétrons em sua eletrosfera. Na natureza, são<br />
encontrados três isótopos (isótopos são elementos químicos de um mesmo átomo, cuja diferença entre<br />
eles está no número de nêutrons) do carbono de números de massa 12, 13 e 14, cada um deles com<br />
número de nêutrons igual a 6, 7 e 8, respectivamente. O isótopo 12C está presente em 99% dos átomos<br />
de carbono existentes na Terra, enquanto o 13C é encontrado no 1% restante. O 14C é um radioisótopo<br />
(um radioisótopo é um isótopo instável que emite energia ao se transformar no isótopo mais estável),<br />
que ocorre na Terra na proporção de 1 para 1 trilhão (0,0000000001%) e é muito utilizado em processos<br />
de datação de fósseis. A distribuição eletrônica por subníveis, em ordem crescente de energia para esse<br />
elemento é 1s2 2s2 2p2. energia<br />
2p x 2p y 2p z<br />
2s<br />
1s<br />
ORBITAIS ATÔMICOS DO CARBONO<br />
(Distribuição Eletrônica)<br />
Figura 13<br />
Se analisarmos a distribuição eletrônica do carbono (acima), e formos fazer o tratamento que estamos<br />
habituados para as ligações químicas (regra do octeto), haveria duas possibilidades:<br />
1) O carbono faria duas ligações usando os orbitais mono-ocupados e aí seria divalente e não<br />
obedeceria a regra do octeto (ficaria com seis elétrons no último nível).<br />
2) O carbono faria três ligações, sendo que em uma delas ambos os elétrons seriam cedidos por outro<br />
átomo.
. 15 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Entretanto, Kekulé, em 1857, já havia mostrado experimentalmente que nos compostos orgânicos o<br />
carbono é sempre tetravalente (isto é, faz quatro ligações) e essas quatro ligações são covalentes.<br />
Assim, a molécula do metano (CH4) é formada por quatro ligações σ C-H idênticas, como mostrado na<br />
fórmula estrutural plana (fórmula estrutural plana é uma representação molecular em que não nos<br />
preocupamos em mostrar os ângulos que os orbitais moleculares fazem entre si):<br />
H<br />
H<br />
C<br />
H<br />
Figura 14<br />
Como explicar, então, essa tetravalência do carbono?<br />
O modelo que usamos para isso é o que se denomina hibridização de orbitais. Nesse processo, ocorre<br />
uma combinação dos quatro orbitais atômicos do último nível (2s + 2px + 2py + 2pz) formando quatro<br />
novos orbitais atômicos idênticos. Como essa combinação ocorreu entre um orbital s e três orbitais p,<br />
esses novos orbitais são designados sp3 :<br />
H<br />
+ + +<br />
2s 2p x 2p y 2p z<br />
sp 3<br />
sp 3 sp 3 sp 3<br />
Figura 15<br />
Analogicamente, esse processo pode ser comparado ao significado do termo hibridização em Biologia.<br />
Por exemplo, uma mula é um híbrido resultante do acasalamento de duas espécies diferentes: jumento
. 16 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
e égua. Ela não é um jumento, nem uma égua. É uma mula, espécie diferente, resultante da hibridização<br />
de outras duas espécies.<br />
Os orbitais atômicos híbridos sp3 não são orbitais s nem p, mas novos orbitais advindos da hibridização<br />
daqueles.<br />
A distribuição eletrônica nesses novos orbitais segue a regra de Hund (físico alemão, 1896-1997): ao ser<br />
preenchido um subnível, cada orbital desse subnível recebe apenas um elétron. O orbital só receberá<br />
um segundo elétron quando todos os orbitais daquele subnível já possuírem um elétron. Assim, após a<br />
hibridização, cada orbital sp3 do carbono possuirá um elétron:<br />
energia<br />
2p x 2p y 2p z<br />
2s<br />
1s<br />
ORBITAIS ATÔMICOS DO CARBONO<br />
HIBRIDIZAÇÃO<br />
Figura 16<br />
energia<br />
2sp 3<br />
1s<br />
2sp 3 2sp 3<br />
2sp 3<br />
ORBITAIS ATÔMICOS HÍBRIDOS<br />
DO CARBONO<br />
Com essa nova distribuição eletrônica fica fácil entender que na molécula do metano formam-se quatro<br />
ligações σ resultantes da interação orbitalar de cada um dos orbitais híbridos do carbono com um<br />
orbital s do hidrogênio.<br />
H<br />
H<br />
C<br />
H<br />
H<br />
Quatro ligações σ C-H<br />
resultantes da interação<br />
do orbital sp 3 do C com o<br />
s do hidrogênio.<br />
Figura 17
. 17 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Mas, de que forma (arranjo espacial) esses orbitais se posicionam em torno do núcleo do átomo de<br />
carbono?<br />
Os elétrons têm carga negativa e, por conta da repulsão eletrostática, os quatro orbitais vão querer estar<br />
o mais afastados possível. A figura geométrica com quatro vértices onde estes estão o mais afastados<br />
possível um do outro é o tetraedro e, assim, os quatro orbitais sp3 estão arrumados ao redor do<br />
átomo de carbono em um arranjo tetraédrico:<br />
Figura 18<br />
A interação dos átomos de hidrogênio ocorrerá com o átomo de carbono nesse arranjo e daí resultará<br />
que a molécula do metano possuirá, também, este arranjo:<br />
Figura 19<br />
Assim, a molécula do metano arranja-se espacialmente como um tetraedro e os ângulos formados por<br />
suas ligações são de 109,5o , característico de um tetraedro regular. Isso é bem visualizado no modelo<br />
vareta e bola mostrado abaixo:
Figura 20<br />
. 18 .<br />
109,5 o<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Para facilitar o desenho dessa representação estrutural do metano, usamos uma fórmula estrutural<br />
conhecida como modelo cunha e traço, em que os dois vértices do tetraedro situados no plano do<br />
papel são desenhados como uma linha comum. O vértice que se projeta para frente desse plano é<br />
desenhado por uma cunha em negrito e o que se projeta para trás é representado por uma cunha<br />
pontilhada:<br />
H<br />
C<br />
H<br />
H<br />
H<br />
" para atrás" do plano do papel<br />
"para a frente" do plano do papel<br />
Figura 21<br />
Finalmente, deve-se ressaltar que esse modelo de hibridização orbitalar e arranjo tetraédrico em torno<br />
do carbono é aplicável para qualquer composto orgânico no qual o carbono realiza quatro ligações σ.<br />
Isso pode ser visto nos modelos vareta e bola e em cunha e traço para as moléculas do etano e<br />
propano (Figura 22):
Hibridização sp 2 :<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
C<br />
H<br />
H<br />
C C<br />
H H<br />
C<br />
. 19 .<br />
C<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H H<br />
ETANO<br />
Sala de Leitura<br />
PROPANO<br />
Figura 22: Modelo vareta e bola e cunha e traço para as moléculas do etano e propano.<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Assim como já vimos para a molécula de nitrogênio, existem compostos orgânicos que possuem em<br />
sua estrutura ligações π . Esse é o caso, por exemplo, dos gases etileno e acetileno:<br />
H σ H<br />
σ<br />
σ<br />
σ<br />
C C σ<br />
H C C H<br />
σ<br />
π<br />
π<br />
σ σ<br />
H H<br />
π<br />
ETILENO<br />
Figura 23<br />
ACETILENO<br />
Mas, a ligação π ocorre pelo entrosamento paralelo de orbitais p. No modelo de hibridização proposto<br />
para moléculas do metano, e válido para todos os compostos que possuem carbono que só faz ligação<br />
σ – ou seja, o modelo de formação de orbitais atômicos sp 3 – não resta nenhum orbital p com apenas<br />
um elétron, condição necessária para fazer uma ligação π.<br />
Como ocorre a formação dessa ligação? Vamos iniciar explicando a molécula do etileno (com uma<br />
ligação π):<br />
Agora, ocorre uma hibridização entre o orbital 2s e apenas dois dos três orbitais p, gerando três orbitais<br />
atômicos híbridos sp2 (repare que é a combinação de um orbital s com dois p, daí a designação sp2 ) e<br />
restando um p já ocupado anteriormente:
+ +<br />
2s 2p x 2p y 2p z<br />
sp 2<br />
sp 2 sp 2 2p z<br />
Figura 24<br />
. 20 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Na figura acima, o processo foi mostrado sem o envolvimento do orbital 2pz. Essa escolha foi aleatória e<br />
pode ocorrer com qualquer um dos três orbitais p.<br />
Após a distribuição eletrônica nos orbitais híbridos fica fácil entender como ocorre a ligação C=C no<br />
etileno:<br />
energia<br />
2p x 2p y 2p z<br />
2s<br />
1s<br />
ORBITAIS ATÔMICOS DO CARBONO<br />
HIBRIDIZAÇÃO<br />
Figura 25<br />
energia<br />
2sp 2<br />
1s<br />
2p<br />
2sp 2 2sp 2<br />
ORBITAIS ATÔMICOS HÍBRIDOS<br />
DO CARBONO<br />
Dos três orbitais sp2 , dois vão se ligar ao orbital s do hidrogênio e o terceiro vai se ligar ao outro átomo<br />
de carbono, gerando as ligações σ. O orbital p vai se ligar ao outro orbital p, formando a ligação σ C‐C.
Figura 26<br />
. 21 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Observe que o entrosamento paralelo dos orbitais p gera uma nuvem eletrônica acima e abaixo do<br />
plano definido pela ligação σ C-C.<br />
Da mesma forma que vimos para o arranjo espacial dos orbitais sp3 , os orbitais sp2 , devido à repulsão<br />
das cargas entre seus elétrons, posicionam-se no centro de um triângulo equilátero (ângulo de 120o entre eles) e o orbital p fica perpendicular ao plano desse triângulo. A esse tipo de arranjo designamos<br />
trigonal planar e a ligação C=C terá sempre esse arranjo (Figura 27):<br />
Figura 27: a) Representação do C sp2: três orbitais sp2 arrumados em um triângulo equilátero e um orbital p<br />
perpendicular a esse triângulo; b) Ângulo de 120º entre os orbitais sp2 e de 90º entre um orbital sp2 e o orbital p;<br />
c) Arranjo orbitalar na molécula do etileno: H2C=CH2<br />
Por que a ligação C=C é planar? Já comentamos que a ligação p ocorre por um entrosamento paralelo<br />
de orbitais p. Para que fiquem paralelos, eles têm de estar no mesmo plano. Esse paralelismo tem uma<br />
consequência importante para todas as moléculas que têm ligação π. Repare que na formação de<br />
ligações σ o entrosamento orbitalar é linear, resultando em uma ligação que dizemos possuir simetria<br />
cilíndrica, como podemos ver para a ligação C-C do etano: ACHO QUE NÃO DAR PARA EXCLUIR O<br />
SÍMBOLO SIGMA POIS SÓ NESSA LIGAÇÃO O ENTRPOSAMENTO DA LIGAÇÃO È LINEAR.
H H<br />
H<br />
C C<br />
Figura 28<br />
. 22 .<br />
H<br />
H<br />
H<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
As ligações que possuem simetria cilíndrica possuem rotação livre e é isso o que ocorre, na realidade.<br />
As moléculas não são entidades estáticas, estão sempre em constante movimento e as ligações<br />
simples giram o tempo todo.<br />
Mas, o que ocorreria se a ligação C=C girasse? Os orbitais p perderiam seu paralelismo, ou seja, não<br />
aconteceria entrosamento orbitalar. Em outras palavras, a ligação química se quebraria (Figura 29). Por<br />
conta disso, as ligações π não possuem rotação livre.<br />
Hibridização sp:<br />
Figura 29: Quebra da ligação π em um suposto movimento de rotação<br />
Vamos ver agora o que ocorre com a molécula do acetileno que possui uma ligação tripla CΞC:<br />
H<br />
C C H<br />
Como já vimos, uma ligação tripla significa uma ligação e duas . Para isso ocorrer, dois orbitais p<br />
devem ficar fora do processo de hibridização, ou seja, a combinação orbitalar (hibridização) deve<br />
ocorrer entre um orbital s e um orbital p. Por conta disso, os dois orbitais híbridos resultantes são<br />
designados sp.
+<br />
2s 2p x 2p y 2p z<br />
sp sp<br />
2py 2pz Figura 30<br />
. 23 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
A distribuição eletrônica do átomo de carbono após a hibridização sp mostra que existem dois orbitais<br />
híbridos sp que farão duas ligações σ (no caso do acetileno, uma será com o carbono e a outra com o<br />
hidrogênio) e dois orbitais p, que por entrosamento paralelo dois a dois formarão as duas ligações π.<br />
Lembre-se que os dois orbitais p são perpendiculares entre si e, consequentemente, após a formação<br />
das duas ligações π essas também serão perpendiculares entre si. Assim, a molécula do acetileno<br />
possui duas nuvens eletrônicas abaixo e acima do plano da ligação σ e outras duas nuvens eletrônicas<br />
localizadas na frente e atrás desse plano:<br />
Figura 31<br />
Por analogia ao arranjo tetraédrico do carbono com orbitais híbridos sp3 e trigonal planar do carbono<br />
com orbitais híbridos sp2 , os orbitais híbridos sp se arranjam de forma linear, um do lado oposto ao<br />
outro, pois é nessa arrumação que as duas nuvens eletrônicas estarão o mais afastadas possível.<br />
Já comentamos sobre a característica peculiar do átomo de carbono de realizar ligações C-C<br />
infinitamente, gerando compostos diferentes ou, como costumam dizer os químicos, com uma<br />
variedade enorme de cadeias carbônicas. É importante ficar claro que em uma mesma cadeia<br />
carbônica podemos ter ligações simples (orbital sp3 ), duplas (orbital sp2 ) e triplas (orbital sp). Não
. 24 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
precisamos fazer toda a análise orbitalar para prever como essas cadeias estão arrumadas no espaço.<br />
Basta observar os tipos de ligações que os átomos de carbono estão fazendo: se o carbono só possuir<br />
ligações simples, essas são todas σ e o carbono é tetraédrico (sp 3 ); se o carbono possuir ligação dupla,<br />
uma é σ e a outra π e o carbono é trigonal planar (sp 2 ); se o carbono possuir ligação tripla, uma é σ e as<br />
outras duas são π e o carbono é linear (sp).<br />
Por exemplo, na molécula ao lado, os carbonos que<br />
eu chamei de 1 e 2 são sp2 e trigonal planares. Os<br />
carbonos 3 e 6 são sp3 e tetraédricos, enquanto os<br />
carbonos 4 e 5 são sp e lineares.<br />
Não é apenas no átomo de carbono que ocorre a<br />
hibridização de orbitais. O modelo de hibridização pode ser<br />
aplicado para explicar a ligação em qualquer átomo. Por<br />
causa disso, outros átomos ligados ao carbono também<br />
podem estar hibridizados. Na molécula da supercola, por<br />
exemplo, o carbono e o nitrogênio da ligação CΞN são sp, o<br />
oxigênio e o carbono da ligação C=O são sp2 e o carbono e<br />
oxigênio da ligação C-O são sp3 .<br />
H H H<br />
C C<br />
H C C<br />
C H<br />
H C<br />
H H<br />
2 4<br />
1 3<br />
6<br />
5<br />
Figura 32<br />
H<br />
C<br />
H C<br />
C<br />
N<br />
O comprimento das ligações também é diferente, em função do tipo de ligação. Observe que uma<br />
esfera (orbital s) está mais próxima do núcleo atômico que um haltere (orbital p). Por conta disso,<br />
quanto maior for o caráter s do orbital híbrido, mais curta vai ser a ligação (vai estar mais perto do<br />
núcleo). Assim, as ligações triplas onde a ligação σ (é ela quem define o comprimento da ligação por<br />
conta do entrosamento linear) é formada pelo carbono sp (50% de s + 50% de p) são mais curtas que as<br />
ligações duplas (sp2 : 33,3% s + 66,7% p), que, por sua vez, são mais curtas que as ligações simples (sp3 :<br />
25% de s + 75% de p). Observe abaixo o comprimento (em vermelho) e os ângulos (em azul) das<br />
ligações para o etano, etileno e acetileno: O QUE FOI EXCLUÍDO?<br />
O<br />
Super-cola<br />
Figura 33<br />
O C H H<br />
H
Figura 34<br />
Resumindo, em termos de comprimento de ligação: C-C > C=C > C C<br />
Representação dos Compostos (“Desenhando As Moléculas”)<br />
. 25 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Quando estudamos <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>, o que buscamos é entender a maneira pela qual os átomos se<br />
encontram nas moléculas (arranjo molecular), ou seja, como eles estão ligados entre si, as<br />
propriedades químicas que são consequência dessa arrumação e a maneira pela qual as estruturas<br />
moleculares se modificam quando ocorre uma reação química.<br />
Para alcançar esses objetivos, o primeiro passo deve ser o entendimento das representações que<br />
utilizamos para tentar descrever as moléculas. Em outras palavras, precisamos entender e aprender o<br />
que queremos dizer quando representamos as moléculas por fórmulas. Devemos nos lembrar sempre<br />
que a representação de uma coisa não é a coisa. Assim, por exemplo, a foto do namorado ou da<br />
namorada não é o namorado ou a namorada: é a representação dele ou dela.<br />
Os químicos utilizam diversas maneiras para representar as moléculas. Não existe uma mais correta que<br />
a outra. O tipo de representação que usamos vai depender do problema que estamos analisando.<br />
A fórmula molecular, por exemplo, apenas informa quais são e a quantidade dos átomos presentes em<br />
uma molécula. Ela não informa nada sobre a estrutura (como os átomos estão ligados na molécula)<br />
molecular. Por causa disso, é muito comum que duas moléculas diferentes possuam a mesma fórmula<br />
molecular. Por exemplo, o álcool etílico (aquele que nós conhecemos simplesmente por álcool) e o éter<br />
metílico são dois compostos completamente diferentes. Mas, repare que os dois possuem a mesma<br />
fórmula molecular (C2H6O). Compostos diferentes que possuem a mesma fórmula molecular são<br />
denominados isômeros.
Figura 35<br />
. 26 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Como a fórmula molecular não informa nada sobre a estrutura molecular, não conseguimos, a partir<br />
dela, entender o comportamento da molécula. Mas ela é muito útil quando, por exemplo, estamos<br />
realizando cálculos estequiométricos (cálculo das quantidades de substâncias envolvidas em uma<br />
reação química).<br />
No entanto, na maioria das vezes em que estamos lidando com a <strong>Química</strong>, precisamos tentar entender<br />
como as moléculas se comportam e, para isso, é fundamental que se represente como os átomos estão<br />
unidos entre si dentro da molécula, isto é, precisamos representar a conectividade dos átomos. As<br />
fórmulas que mostram essa conectividade são denominadas fórmulas estruturais. Compostos que<br />
possuem fórmulas estruturais diferentes são diferentes.<br />
Existem várias maneiras de se representar a fórmula estrutural de uma molécula. As mais usadas estão<br />
mostradas a seguir para o álcool etílico:<br />
Figura 36
. 27 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
As fórmulas estruturais condensadas e as fórmulas de traços mostram a conectividade dos átomos,<br />
mas não mostram a geometria molecular (as moléculas são entidades tridimensionais e têm uma<br />
arrumação no espaço). Observe, ao analisarmos a fórmula em traços, que a cadeia carbônica é<br />
apresentada linearmente e não nos preocupamos com os ângulos das ligações. As fórmulas<br />
condensadas e de traços nos dão basicamente as mesmas informações sobre a molécula.<br />
A fórmula estrutural plana nos fornece mais informações sobre a geometria da cadeia carbônica. Na<br />
realidade, tendo em vista os ângulos de 109,5º do carbono sp3 , as cadeias carbônicas se arrumam como<br />
um zigue-zague (“sobe e desce”) e esse tipo de fórmula estrutural representa isso. Na fórmula<br />
estrutural espacial, além da representação em zigue-zague das cadeias carbônicas, são também<br />
mostradas as cunhas que representam os átomos que estão se posicionado nos outros dois vértices do<br />
tetraedro. Nesse tipo de representação estrutural buscamos mostrar toda a geometria molecular.<br />
A fórmula estrutural em traços (também chamada fórmula em bastão) é centrada na representação<br />
das ligações e não dos átomos (repare que na representação do álcool etílico usando essa fórmula só<br />
desenhamos o oxigênio e o hidrogênio ligados a ele).<br />
As fórmulas em traços são desenhadas da seguinte maneira:<br />
1a etapa: Desenhe a cadeia de carbono como traços e em zigue-zague. Não represente o símbolo do<br />
carbono (C) nem do hidrogênio (H) quando ele estiver ligado ao carbono. Entretanto, você não pode<br />
esquecer nunca que o carbono é tetravalente. Assim, cada vértice da cadeia em zigue-zague representa<br />
o átomo de carbono e se mais nada estiver escrito nela, significa que ali existem dois hidrogênios,<br />
sendo um localizado para frente do plano criado pela cadeia e outro para trás desse plano, de acordo<br />
com a geometria do tetraedro.<br />
2 a etapa: Todos os átomos que não são carbonos devem ter os seus símbolos mostrados, bem como o<br />
hidrogênio que não está ligado ao carbono.<br />
Vamos entender isso com a fórmula em traços do álcool etílico:
As extremidades da cadeia<br />
representam<br />
um átomo de carbono<br />
Cada vértice do zigue-zague<br />
representa um átomo de carbono<br />
O H<br />
Este átomo de carbono<br />
tem três hidrogenios ligados<br />
a ele, pois só estamos mostrando<br />
uma ligação (traço) e 4-1=3<br />
Este átomo de carbono<br />
tem dois hidrogenios ligados<br />
a ele, pois estao sendo mostradas<br />
duas ligaões : C-C e C-O e 4-2=2<br />
Figura 37<br />
. 28 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Este hidrogênio deve ser desenhado porque<br />
ele não está ligado ao carbono.<br />
Por uma questão de simplificação, é muito comum a gente não desenhar o traço que representa a<br />
ligação do hidrogênio com o heteroátomo (chamamos de heteroátomo a todo átomo da cadeia<br />
carbônica que não é carbono ou hidrogênio):<br />
OH<br />
Observe que não desenhamos o traço<br />
que representa a ligação O-H<br />
As ligações duplas devem ser representadas por dois traços e as triplas por três traços:<br />
H<br />
H<br />
H H<br />
H<br />
O<br />
O H<br />
H C C<br />
H H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
Figura 38<br />
Preste atenção que, no caso da ligação dupla, a cadeia foi desenhada em zigue-zague e, na ligação<br />
tripla, fomos fiéis ao ângulo de 180o (repare que desenhamos essa parte da molécula linearmente). Isso<br />
porque é muito difícil distinguir desenhando um ângulo de 109,5o de um de 120o . O Importante é você<br />
sempre lembrar que nessa parte da cadeia os carbonos possuem um arranjo trigonal planar.<br />
O<br />
OH
. 29 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
É muito comum a gente misturar a forma de representação em traços com a condensada na parte da<br />
molécula que temos os heteroátomos:<br />
H<br />
H<br />
H H<br />
H<br />
O<br />
OH<br />
Figura 39<br />
Outra coisa que você vai ver muito são representações deste tipo:<br />
NH 2<br />
COOH ou CO 2H<br />
, e aí fica a pergunta: ué, o carbono não é tetraédrico? Esse nitrogênio não está para<br />
frente ou para trás do plano da cadeia carbônica? A resposta é: está sim. O que estamos dizendo nessa<br />
representação é:<br />
1) Não sabemos se o arranjo espacial desse nitrogênio (mais tarde vamos entender que ele estar para a<br />
frente ou para trás do plano pode gerar compostos diferentes); ou<br />
2) Para o estudo que estamos fazendo não faz diferença saber para que lado está o átomo de<br />
nitrogênio.<br />
As cadeias carbônicas não são sempre abertas. Elas também podem ser cíclicas e os ciclos também são<br />
representados em traços:<br />
H H<br />
H C H<br />
C C<br />
H H<br />
C C<br />
H H<br />
H H<br />
Figura 40<br />
H<br />
H<br />
C<br />
H<br />
C<br />
C<br />
C C<br />
C<br />
As representações em traços possuem a vantagem de facilitar os desenhos das moléculas. Em virtude<br />
da propriedade do carbono de realizar ligações C-C infinitamente, existem moléculas enormes e se<br />
fossemos desenhar todos os átomos, além da perda de tempo, o resultado ia ser extremamente<br />
confuso. Por exemplo, a molécula da palitoxina (Figura 41), uma toxina marinha extremamente<br />
H<br />
H<br />
H
. 30 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
venenosa isolada de corais da espécie Palythoa (ainda bem que até hoje não encontramos esse coral<br />
nos nossos mares!), tem fórmula molecular C129H221O54N3:<br />
Figura 41: a) Corais marinhos da espécie Palythoa caribaeorum; fórmula estrutural em traços da palitoxina.<br />
Imagine o trabalho que daria desenhar a fórmula estrutural espacial dessa molécula. Tente e veja... você<br />
vai desistir rapidinho!<br />
Agora que já sabemos interpretar a representação das moléculas orgânicas, podemos visualizar (e<br />
entender o que as representações querem dizer) as fórmulas estruturais das substâncias citadas no<br />
início desse texto (Figura 42), quando aprendemos sobre os átomos que aparecem com mais frequência<br />
nos compostos orgânicos (lembra, foi quando vimos os elementos da tabela periódica que mais<br />
aparecem nos compostos orgânicos).
O<br />
HO<br />
O N<br />
O<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
OH OH<br />
O<br />
NH 2<br />
P O P<br />
O<br />
HO<br />
O O<br />
HO<br />
OH<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
Sacarose (açucar comum)<br />
Nicotinamida-adenina-dinucleotídeo<br />
(NAD)<br />
Cl<br />
Br<br />
OH<br />
OH<br />
NH2 N<br />
N<br />
N<br />
O<br />
O<br />
N<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
OH OH<br />
O<br />
Cl<br />
O<br />
Cl Br<br />
Halomon<br />
Medicamento utilizado<br />
em quimioterapia (tratamento de cancer)<br />
. 31 .<br />
HO<br />
I<br />
Anfetamina<br />
Cl Cl Cl Cl<br />
Policloreto de vinila (PVC)<br />
Polímero utilizado para a<br />
fabricação de canos<br />
I<br />
O<br />
I<br />
Tiroxina<br />
NH 2<br />
(estimulante do SNC)<br />
SH<br />
Hormônio produzido pela<br />
tiróide<br />
I<br />
Sala de Leitura<br />
NH 2<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
CO 2H<br />
SH<br />
2-buteno-tiol 3-metil-2-buteno-tiol<br />
(substâncias exaladas pelo gambá)<br />
Figura 42: Exemplos de representações de algumas moléculas orgânicas importantes.<br />
Toda ciência, talvez para que as pessoas que trabalham com ela possam se identificar como um grupo,<br />
possui uma linguagem própria. Com a <strong>Química</strong> não é diferente. Daqui a pouco nós vamos aprender a<br />
nomear os compostos orgânicos. Mas, antes disso, devemos saber como se classificam as cadeias<br />
orgânicas:<br />
- Em função da presença ou não de ciclo (também chamamos de anel), a cadeia é classificada em cíclica<br />
ou acíclica (ou aberta):
Figura 43<br />
. 32 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
- Em função da presença de ligações π entre os átomos de carbono, as cadeias são classificadas em<br />
saturadas ou insaturadas. As cadeias insaturadas são as que possuem ligação π entre átomos de<br />
carbono.<br />
Figura 44
. 33 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Esta definição causa certa polêmica entre os químicos. A molécula de cadeia aberta constituída apenas<br />
por átomos de carbono e hidrogênio tem sempre a fórmula molecular CnH2n+2, isto é, o número de<br />
hidrogênios é sempre o dobro do de carbonos:<br />
Figura 45<br />
As moléculas desse tipo são ditas saturadas. A partir daí, insaturadas seriam aquelas que não obedecem<br />
a essa regra. Observe nas moléculas:<br />
Figura 46<br />
A presença de uma ligação π diminui em 2 (C4H10 x<br />
C4H8) o número de hidrogênios e diz-se que a<br />
molécula tem uma insaturação. A presença de duas<br />
ligações π (duas ligações duplas ou uma tripla)<br />
diminui em 4 o número de hidrogênios e a molécula<br />
tem duas insaturações. Mas, observe uma cadeia<br />
cíclica:<br />
Figura 47
. 34 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Também diminui em dois o número de hidrogênios, ou seja, a molécula tem uma insaturação e essa<br />
cadeia cíclica seria dita insaturada, embora não tenha nenhuma ligação π.<br />
Afinal, insaturação é quando tem ligação π entre átomos de carbono ou é diminuição do número de<br />
hidrogênios em relação à molécula saturada? Para evitar essa confusão, tem sido uma tendência<br />
designar cadeia insaturada apenas aquelas que possuem ligações π entre carbonos e, para o enfoque<br />
de diminuição de hidrogênios, dizemos “cadeias com deficiência de hidrogênio”, caso em que se<br />
incluem as cadeias cíclicas.<br />
- Quanto à presença ou não de heteroátomos (lembrem-se: heteroátomos são átomos diferentes de<br />
carbono e hidrogênio) na cadeia, estas são chamadas de cadeias homogêneas ou heterogêneas:<br />
Figura 48<br />
Normalmente, os ciclos contendo heteroátomos chamamos de heterociclos. Os outros seriam os<br />
homociclos, que em geral a gente se refere apenas como ciclos (não usamos o prefixo “homo”).
. 35 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
- As cadeias carbônicas podem ainda ser classificadas em ramificadas ou não ramificadas. Analise a<br />
molécula abaixo:<br />
Figura 49<br />
Observe que o segundo carbono possui ligado a ele – além, é claro, do resto da cadeia – uma cadeia<br />
menor, constituída de dois átomos de carbono. Essa cadeia menor nós chamamos de ramificação (em<br />
analogia aos ramos de uma árvore que saem do tronco principal), e as cadeias que as contêm são<br />
designadas ramificadas. A cadeia maior é chamada de cadeia principal.<br />
Não é obrigatório que se desenhe a cadeia principal na horizontal. Essa é apenas a forma mais comum.<br />
O importante é você saber que a cadeia principal é sempre a que contém maior número de átomos<br />
de carbono. Abaixo, por exemplo, estão mostradas três representações da mesma molécula cuja cadeia<br />
principal (destacada em vermelho) tem 6 átomos de carbono:<br />
Figura 50<br />
É importante que se tenha claro que só chamamos de ramificação cadeias carbônicas. Heteroátomos<br />
ligados à cadeia carbônica não são considerados ramificações:<br />
N<br />
Cadeia aciclica saturada<br />
não ramificada<br />
1 2 3<br />
Cadeia ciclica insaturada<br />
ramificada ( o ciclo é a<br />
cadeia principal)<br />
Figura 51<br />
4<br />
5<br />
OH<br />
Cadeia ciclica insaturada<br />
não ramificada
. 36 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Em função do número de ramificações, o carbono sp3 é classificado em metílico, primário, secundário,<br />
terciário ou quaternário. Carbono metílico não está ligado a nenhum carbono. Carbono primário está<br />
ligado a um carbono, o secundário a dois, e assim sucessivamente:<br />
P<br />
P<br />
P<br />
Q<br />
T<br />
S P<br />
Forças Intermoleculares<br />
P<br />
O<br />
M<br />
S<br />
S<br />
O<br />
Q<br />
S<br />
S<br />
O<br />
P<br />
O<br />
Figura 52<br />
M<br />
M = METÍLICO<br />
P = PRIMÁRIO<br />
S= SECUNDÁRIO<br />
T = TERCIÁRIO<br />
Q = QUATERNÁRIO<br />
Até agora nós conversamos sobre as ligações que constituem as moléculas orgânicas. Mas, vamos<br />
lembrar que nunca a gente se depara com uma única molécula. Quando eu pego um vidro de uma<br />
substância qualquer, orgânica ou inorgânica, lá dentro, mesmo que o vidro seja bem pequenino, tenho<br />
milhares de moléculas. Por exemplo, um mol de água pesa 18g. Como a densidade da água é igual a 1,<br />
então 18g correspondem a 18 mL, ou seja, em 18 mL de água eu tenho 6,02 x 1023 (o no de Avogrado)<br />
moléculas de água! E aí vem a pergunta: será que essas moléculas interagem entre si ou uma não está<br />
nem aí para a outra?<br />
As moléculas interagem entre si através do que chamamos de forças ou ligações intermoleculares.<br />
Para que a gente possa entender o que são essas forças, precisamos estudar o que vem a ser<br />
polaridade de uma molécula.<br />
Nós já vimos que uma ligação covalente polar é aquela em que o compartilhamento de elétrons não é<br />
igual para os dois átomos porque o mais eletronegativo puxa os elétrons para mais perto dele. Com<br />
isso, é criado um dipolo interno (uma parte fica com caráter positivo e outra com caráter negativo) na<br />
ligação e, consequentemente, na molécula:
C-O<br />
O-H<br />
LIGAÇÕES POLARES<br />
O H<br />
. 37 .<br />
δ +<br />
O H δ +<br />
δ −<br />
ÁLCOOL ETÍLICO : MOLÉCULA POLAR<br />
Figura 53<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Observe que nós não consideramos a ligação C-H como um dipolo interno. A diferença de<br />
eletronegatividade dos dois é tão pequena que praticamente não se cria esse dipolo. Na linguagem<br />
química, a gente diz que a ligação C-H é apolar.<br />
Entretanto, nem toda molécula que tem ligação polar é uma molécula polar. Nesse caso, nós temos que<br />
avaliar dois aspectos: o arranjo espacial e o tamanho da molécula.<br />
Arranjo espacial: vamos ver o que acontece com a molécula de CO2:<br />
O sentido de um dos dipolos é oposto ao do outro. Assim, os dipolos se anulam e a molécula, apesar de<br />
ter ligações polares, é apolar. Lembre-se que no CO2 o carbono faz duas ligações π (uma com cada<br />
oxigênio) e, então, é hibridizado sp, logo, linear.<br />
Na molécula CCl4 (tetracloreto de carbono) acontece uma coisa parecida. O arranjo da molécula é<br />
tetraédrico e, lembrando-se da forma com que somamos vetores, os dois vetores resultantes estão em<br />
sentido oposto, e assim se anulam. Então, embora ela tenha quatro ligações polares, é uma molécula<br />
apolar:<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Os vetores resultantes das duas somas<br />
vetoriais se anulam<br />
Figura 55<br />
O C O<br />
Figura 54<br />
Outro fator que devemos analisar é o tamanho da molécula. Às vezes, uma molécula tem ligações<br />
polares, mas a cadeia carbônica é tão grande que a molécula acaba se comportando como uma
. 38 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
molécula apolar. As gorduras (triglicerídeos), por exemplo, têm propriedades apolares, apesar de<br />
possuírem várias ligações C-O e C=O (polares):<br />
O<br />
O<br />
Triglicerídeo<br />
Figura 56<br />
Bem, agora que a gente já sabe reconhecer se uma molécula é polar ou apolar, podemos entender as<br />
forças intermoleculares. Essas forças ocorrem devido à interação entre as cargas reais ou parciais<br />
(aquelas advindas da polaridade) de uma molécula interagindo com as cargas reais ou parciais de outra<br />
molécula. Essa interação ocorre pela atração de uma carga positiva com uma negativa e ela é maior<br />
quanto maior for a magnitude da carga e menor for a distância entre elas. Essas forças intermoleculares<br />
são de cinco tipos: interação íon-íon, interação íon-dipolo, interação dipolo-dipolo, interação<br />
dipolo-dipolo induzido, interação dipolo-induzido-dipolo-induzido.<br />
A interação íon-íon é aquela que nós conhecemos como ligação iônica. Ela ocorre, por exemplo, entre<br />
os íons cloreto e sódio no NaCl (sal de cozinha) e no lauril éter sulfato de sódio, um agente de limpeza<br />
muito usado em xampus. São interações muito fortes:<br />
Na +<br />
Cl -<br />
Na +<br />
Cl -<br />
Na +<br />
Cl -<br />
Na +<br />
Cl -<br />
Na +<br />
Figura 57<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Lauril eter sulfato de sodio<br />
O S<br />
O<br />
O - Na +<br />
interação ío-íon
. 39 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
As interações íon-dipolo induzido são as que ocorrem entre uma espécie com carga real (cátion ou<br />
ânion) e a carga parcial de outra molécula, como mostrado na interação do cátion de sódio com a carga<br />
parcial negativa do átomo de oxigênio da água. Essas interações são moderadamente fortes.<br />
δ +<br />
H<br />
Na+ δ O<br />
H<br />
−<br />
Figura 58<br />
As interações dipolo-dipolo, como o próprio nome diz, são as que ocorrem entre o polo criado pela<br />
carga parcial positiva de uma molécula com a carga parcial negativa de outra. É uma interação fraca. É a<br />
que ocorre entre duas moléculas polares, mas sem carga. Veja na acetona:<br />
δ O −<br />
δ +<br />
O<br />
δ +<br />
δ −<br />
Figura 59<br />
Um tipo especial de atração dipo-dipolo é chamada de Ligação Hidrogênio. Nessa interação, o<br />
hidrogênio é ligado a um átomo muito eletronegativo: F, O ou N é o polo positivo que é atraído pelo<br />
polo negativo F, O ou N, de outra molécula (para ajudar a memorizar, lembrem-se de uma buzina: fonfon!):<br />
H<br />
O<br />
H<br />
Figura 60<br />
O<br />
H<br />
δ +<br />
H
. 40 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Por exemplo, a dupla hélice do DNA é estabilizada pelas ligações hidrogênio entre as bases<br />
nitrogenadas presas às duas cadeias:<br />
Figura 61: a) Ligação hidrogênio entre as bases nitrogenadas (guanina e citosina) do DNA.<br />
Como o hidrogênio é um átomo pequeno, as cargas parciais conseguem se aproximar muito,<br />
resultando em uma atração mais forte que a dipolo-dipolo clássica.<br />
A interação dipolo-dipolo induzido ocorre quando uma molécula polar se aproxima de uma outra,<br />
apolar. Ao se aproximar, o dipolo da molécula polar faz com que ocorra uma distorção da nuvem<br />
eletrônica da molécula apolar, induzindo um dipolo instantâneo:<br />
É uma interação mais fraca que a dipolo-dipolo.<br />
δ −<br />
δ −<br />
δ −<br />
I I<br />
δ +<br />
δ +<br />
δ +<br />
Figura 62<br />
A interação dipolo-induzido-dipolo-induzido (também chamada Força de London) ocorre entre<br />
moléculas apolares e é a mais fraca delas. Como os elétrons estão em movimento constante, em um<br />
determinado momento, uma molécula apolar – por exemplo, o etano (CH3CH3) – pode ter uma<br />
distribuição não igualitária dos elétrons na ligação, ou seja, pode ser criado um dipolo momentâneo.<br />
Esse dipolo pode, então, criar outro dipolo em uma molécula vizinha e esses dipolos se atraem:<br />
δ +<br />
H<br />
O<br />
H
δ − δ +<br />
δ −<br />
δ +<br />
δ +<br />
H3C CH3 δ −<br />
δ − δ +<br />
δ −<br />
δ +<br />
δ +<br />
H3C CH3 δ −<br />
Figura 63<br />
. 41 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Essas duas últimas interações, que envolvem a formação de dipolo induzido, são chamadas juntas de<br />
Forças de van der Waals. Essas forças são mais fracas, mas em moléculas grandes, isto é, com grande<br />
superfície de contato entre elas, as Forças de van der Waals tem efeitos importantes. Por exemplo, são<br />
Forças de van der Waals que seguram a lagartixa na parede (Figura 64): os dedos das lagartixas<br />
terminam em milhões de filamentos pequenos, cada um com comprimento de cerca de 100<br />
milionésimos do metro. Essas pequenas estruturas, por sua vez, estão subdivididas em mil partes ainda<br />
menores, invisíveis a olho nu. Quando os répteis pressionam suas patas contra uma superfície, os<br />
filamentos se espalham e cobrem uma área relativamente grande. Como os filamentos aumentam a<br />
superfície de contato, um número maior de Forças de van der Waals atua entre a pata do animal e a<br />
parede, garantindo uma adesão segura.<br />
Figura 64: Filamentos existentes na pata da lagartixa
Propriedades Físicas: Ponto De Fusão, Ponto De Ebulição E Solubilidade.<br />
Ponto de fusão<br />
. 42 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Ponto de fusão (P.F.) é a passagem de uma substância do estado sólido para o líquido. Quando estão<br />
no estado sólido, as substâncias estão arrumadas ordenadamente em um cristal, ou seja, estão bem<br />
pertinho umas das outras. Em outras palavras, as atrações entre elas estão maximizadas. Para que<br />
elas fundam (passem para o estado líquido), as atrações intermoleculares devem ser enfraquecidas (o<br />
que ocorre com o aquecimento), para que elas se mexam mais livremente, embora continuem sendo<br />
atraídas entre si. Assim, quanto mais fortes forem as interações intermoleculares, mais difícil vai ser<br />
separar as substâncias umas das outras, e então temos que aquecer mais, ou seja, maior vai ser o ponto<br />
de fusão. Por causa disso, os sais (compostos com ligações iônicas) tipicamente fundem em<br />
temperaturas muito maiores que compostos polares (com interações dipolo-dipolo), que, por sua vez,<br />
fundem em temperaturas maiores que compostos apolares (com interações do tipo van der Waals). Isso<br />
pode ser visto na tabela abaixo:<br />
Ponto de Ebulição<br />
NaCl P.F. = 801 o C Ligaçoes iônicas<br />
H2O P.F.= 0 o C Ligação hidrogênio<br />
O<br />
H<br />
P.F. = ‐99 o C Dipolo‐Dipolo<br />
P.F. = ‐130 o C Forças de van Der Waals.<br />
Tabela 3<br />
Já o Ponto de Ebulição (P.E.) é a temperatura em que um composto passa do estado líquido (no qual as<br />
moléculas estão mais afastadas) para o gasoso (no qual as moléculas estão mais afastadas ainda. No<br />
estado gasoso praticamente não existem interações intermoleculares), isto é, é a temperatura em<br />
que o composto ferve. Novamente, o que vai definir o grau de aproximação entre as moléculas são as<br />
interações intermoleculares. Quanto mais fortes forem essas interações, mais alto vai ser o ponto de<br />
ebulição. Observe os dois compostos mostrados na figura abaixo:
O<br />
P.E. = 39 o C P.E. = 117 o C<br />
Figura 65<br />
. 43 .<br />
OH<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Repare que os dois têm o mesmo no de átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio (lembrem-se: têm a<br />
mesma fórmula molecular – C4H10O e, então, são isômeros), mas o primeiro tem um ponto de ebulição<br />
muito menor que o segundo. Por quê? Porque no primeiro caso, as interações intermoleculares são<br />
principalmente do tipo dipolo-dipolo, mais fracas que no segundo exemplo, no qual as moléculas<br />
interagem entre si principalmente por ligações hidrogênio. Ora, se as moléculas estão unidas por uma<br />
ligação mais forte, eu vou ter que dar mais calor para romper essas interações. Em outras palavras, o seu<br />
ponto de ebulição é maior.<br />
Solubilidade<br />
Solubilidade é outra propriedade física que depende das interações intermoleculares. Mas, a coisa aqui<br />
é um pouco diferente do que a gente viu para os pontos de fusão e ebulição, pois agora vamos misturar<br />
moléculas de tipos diferentes, as moléculas do soluto e do solvente. Por exemplo, quando a gente<br />
prepara “água com açúcar” o que fazemos é misturar as moléculas do açúcar (o soluto) com a água (o<br />
solvente). A esse processo nós damos o nome de dissolução.<br />
O que ocorre no processo de dissolução é que as interações intermoleculares existentes entre as<br />
moléculas do soluto-soluto são substituídas por interações entre as moléculas do soluto - solvente.<br />
Vamos então imaginar as situações que podem ocorrer:<br />
1. Se o meu soluto é polar, ele deve fazer entre si interações, por exemplo, dipolodipolo.<br />
Será que um solvente apolar, que faça tipicamente ligações tipo van der<br />
Waals vai conseguir separar as interações dipolo-dipolo, mais fortes? Não.<br />
2. Mas, se o meu soluto polar for misturado com um solvente polar que faça os<br />
mesmos tipos de interações intermoleculares, aí provavelmente as interações<br />
dipolo-dipolo das moléculas do soluto podem ser separadas e eu teria a dissolução.<br />
3. Se o meu soluto é apolar e eu coloco um solvente polar, será que aí eu consigo<br />
dissolver um no outro? Não, pois agora é o meu soluto que não vai conseguir vencer<br />
as interações intermoleculares da molécula do solvente (não esqueça que as<br />
moléculas do solvente também interagem entre si!).
. 44 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
4. Já no caso em que tanto o soluto quanto o solvente são apolares ocorre a<br />
dissolução, pois as interações devem ser do mesmo tipo.<br />
A partir dessas observações, pode-se, com cuidado, aplicar uma regra que diz: “semelhante dissolve<br />
semelhante” ou, em outras palavras, “polar dissolve polar e apolar dissolve apolar”. Mas, por que a<br />
gente deve ter cuidado ao aplicar essa regra?<br />
Olhe, por exemplo, a molécula abaixo, chamada ácido linoleico:<br />
Ácido Linoleico<br />
Figura 66<br />
O óleo de soja é constituído principalmente de ácido linoleico e mais outras moléculas bem parecidas,<br />
com uma cadeia carbônica grande e um grupo polar no final da cadeia. Aí, a gente poderia pensar: bom,<br />
como tem aquele grupo polar e que faz ligação hidrogênio (repare que tem um hidrogênio ligado ao<br />
átomo de oxigênio), então vai se dissolver em água que também é polar e também faz ligação<br />
hidrogênio. Mas a gente sabe muito bem que se eu misturar água com óleo eles não vão se dissolver!<br />
Ora, o que acontece é que a cadeia carbônica é muito grande e praticamente sem nenhuma polaridade.<br />
Só um pedacinho da molécula tem polaridade, o que não é suficiente para separar as moléculas de<br />
água umas das outras. Temos que nos lembrar sempre (como a gente já falou quando estudamos<br />
polaridade das moléculas) que o tamanho das moléculas tem de ser analisado sempre que formos<br />
avaliar a questão de polaridade e apolaridade.<br />
Bom, até agora nós já estudamos as ligações químicas, o átomo de carbono, as ligações<br />
intermoleculares e, no decorrer disso, vimos vários exemplos de moléculas orgânicas. Já citamos várias<br />
vezes, também, que existe uma infinidade de moléculas orgânicas. Aí, a gente pode se perguntar: como<br />
é que eu vou fazer para estudar e entender as propriedades químicas de todos estes compostos? Não<br />
dá!!!<br />
Felizmente, não é necessário aprender as propriedades químicas de cada composto orgânico<br />
isoladamente. Os químicos orgânicos já perceberam que uma determinada arrumação de átomos leva a<br />
propriedades químicas muito parecidas, independente de como a cadeia carbônica se arruma. Por<br />
exemplo, os dois compostos mostrados na figura abaixo são diferentes, mas tem propriedades muito<br />
parecidas.<br />
O<br />
OH
OH OH<br />
Figura 67<br />
. 45 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Por exemplo, a polaridade da ligação O-H e sua capacidade de realizar ligação hidrogênio faz com que<br />
eles tenham pontos de ebulição parecidos e maiores do que, por exemplo, de compostos similares, mas<br />
que só tenham carbono e hidrogênio na sua estrutura.<br />
À medida que formos estudando mais <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>, vamos perceber que as interações entre<br />
cargas positivas e negativas são um dos fatores mais importantes para que ocorram as reações<br />
químicas. Assim, normalmente as reações ocorrem nos locais polares das moléculas. No exemplo que<br />
estamos discutindo, as reações ocorrem nas ligações O-H e C-O. As ligações C-C e C-H não são muito<br />
reativas. Na realidade, em termos de reações químicas, não faz muita diferença o número ou a forma<br />
com que estão arrumadas as ligações C-C e C-H.<br />
De fato, os compostos mostrados na figura abaixo tem comportamento químico muito semelhante.<br />
OH<br />
OH<br />
Figura 68<br />
Com isso, em termos de propriedades químicas, as moléculas devem ser vistas como compostas por<br />
duas partes:<br />
Com isso, em termos de propriedades químicas, as moléculas devem ser vistas como compostas por<br />
duas partes:<br />
1) A cadeia carbônica, que como já vimos, tem grande influência nas propriedades físicas (P.E.,P.F.,<br />
solubilidade), mas não interfere muito nas propriedades químicas (como vão reagir, isto é, na<br />
reatividade);<br />
OH<br />
OH
. 46 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
2) O grupo funcional, que é a parte da molécula responsável pela sua reatividade química. Nos<br />
exemplos que a gente está discutindo todos os compostos têm o grupo funcional O-H, mas diferentes<br />
cadeias carbônicas (que a gente vai representar por R). Assim, todos os compostos do nosso exemplo<br />
são alcoóis (compostos orgânicos cujo grupo funcional é o OH) e são representados como ROH. Todos<br />
os alcoóis têm reatividade química semelhante.<br />
Esse conceito é muito importante e geralmente organizamos o estudo da <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong> por grupo<br />
funcional. Assim, a partir de agora vamos estudar com mais detalhes os principais grupos funcionais. A<br />
tabela abaixo mostra os grupos funcionais que vão ser apresentados a partir de agora:<br />
FÓRMULA GENÉRICA EXEMPLO NOME<br />
RH ALCANOS (na realidade, alcanos<br />
não possuem grupo funcional).<br />
RCH=CHR (estes R podem ser<br />
hidrogênio)<br />
R R (estes R podem ser<br />
hidrogênio)<br />
ArH<br />
RX (X é a letra que usamos em<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong> para<br />
representar os halogênios)<br />
Cl<br />
ROH OH<br />
ArOH OH<br />
ALCENOS (o grupo funcional é a<br />
ligação dupla C=C).<br />
ALCINOS (o grupo funcional é a<br />
ligação tripla CΞC).<br />
ARENOS (um ciclo de seis átomos<br />
de carbono com três ligações<br />
duplas tem reatividade química<br />
diferente dos alcenos e assim são<br />
outro grupo funcional,<br />
representados por Ar. Arenos,<br />
também chamados de anéis<br />
aromáticos, podem ter grupos<br />
alquil ou outros grupos funcionais<br />
ligados ao anel aromático).<br />
HALETOS DE ALQUILA<br />
(O grupo funcional é a ligação C-<br />
Halogênio).<br />
ALCOÓIS (o grupo funcional é o O-<br />
H).<br />
FENÓIS (quando o O-H está ligado<br />
a um anel aromático, a reatividade<br />
muda muito em comparação com<br />
os alcoóis e então é outro grupo
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
O<br />
R<br />
R<br />
ROR O<br />
RNH2<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
NH 2<br />
H O<br />
R<br />
OH H<br />
Cl<br />
O<br />
OR<br />
NH 2<br />
R<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
H<br />
OH<br />
O<br />
NH 2<br />
RCΞN C N<br />
Cl<br />
Tabela 4<br />
. 47 .<br />
Sala de Leitura<br />
funcional).<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
ÉTERES (o grupo funcional é C-O-<br />
C).<br />
AMINAS (o grupo funcional é o<br />
NH2. Estes dois hidrogênios<br />
podem ser substituídos por outros<br />
grupos alquil).<br />
ALDEÍDOS (o grupo funcional é o<br />
C=O, com pelo menos um<br />
hidrogênio ligado ao carbono).<br />
CETONAS (o grupo funcional é o<br />
C=O, com dois grupos alquil – ou<br />
anel aromático - ligados ao<br />
carbono).<br />
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (o grupo<br />
funcional é o COOH).<br />
CLORETOS DE ÁCIDO (o grupo<br />
funcional é o COCl).<br />
ANIDRIDOS DE ÁCIDOS (o grupo<br />
funcional é COOCO).<br />
ÉSTERES (o grupo funcional é<br />
COOR).<br />
AMIDAS (o grupo funcional é o<br />
CONH2. Os hidrogênios ligados ao<br />
nitrogênio podem ser substituídos<br />
por alquil ou anel aromático).<br />
NITRILAS (o grupo funcional é o<br />
CN).
Funções <strong>Orgânica</strong>s<br />
1. Hidrocarbonetos<br />
. 48 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Hidrocarbonetos, como o próprio nome já diz, são compostos que possuem apenas carbono e<br />
hidrogênio em sua estrutura. O esquema abaixo mostra a classificação dos hidrocarbonetos:<br />
HIDROCARBONETOS<br />
ALIFÁTICOS<br />
R-H<br />
AROMÁTICOS<br />
Ar-H<br />
Figura 69<br />
ALCANOS (ou parafinas)<br />
C nH 2n+2<br />
ALCENOS (ou alquenos ou olefinas)<br />
C nH 2n<br />
ALCINOS (ou alquinos)<br />
C nH 2n-2<br />
ALICÍCLICOS<br />
CICLOALCANOS<br />
CICLOALCENOS<br />
CICLOALCINOS<br />
A gente conhece por aromáticos um grupo especial de hidrocarbonetos, que tem propriedades muito<br />
diferentes devido às suas características estruturais. Daqui a pouco nós veremos um pouco mais quais<br />
são essas características. Por enquanto, aqui estão duas regras que devemos aplicar para saber se um<br />
composto é aromático:<br />
- Os compostos aromáticos sempre são cíclicos e têm ligações duplas alternadas com ligações simples<br />
em toda a volta do anel E:<br />
- Todo composto aromático tem um número tal de elétrons π (cada ligação dupla tem dois elétrons π),<br />
que se a gente aplicar a fórmula 4n+2 = no de elétrons π, a resolução dessa equação deve dar, para os<br />
compostos aromáticos, um valor de n inteiro (essa regra a gente conhece por Regra de Huckel).
. 49 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Analise, por exemplo, a Figura 70. Os dois primeiros compostos são aromáticos, enquanto o terceiro,<br />
apesar de ser cíclico e possuir ligações duplas alternadas, não é aromático, pois n na regra 4n+2 = no de<br />
elétrons π não é um n o inteiro. Já o quarto exemplo não é aromático, porque as ligações duplas não<br />
estão em toda a volta do anel.<br />
Alcanos<br />
3 ligações duplas = 6 elétrons π<br />
4n + 2 = 6<br />
4n = 4<br />
n = 1 (n o. inteiro)<br />
4igações duplas = 8elétrons π<br />
4n + 2 = 8<br />
4n = 6<br />
n = 6/4 (n o. não inteiro)<br />
5 igações duplas = 10 elétrons π<br />
4n + 2 = 10<br />
4n = 8<br />
n = 2 (n o. inteiro)<br />
AROMÁTICO AROMÁTICO<br />
ALIFÁTICO<br />
3 ligações duplas = 6 elétrons π<br />
4n + 2 = 6<br />
4n = 4<br />
n = 1 (n o. inteiro)<br />
ALIFÁTICO<br />
Figura 70: Exemplos de aplicação da regra de Hückel.<br />
Os alcanos são os hidrocarbonetos saturados de fórmula geral CnH2n+2.<br />
Os alcanos ocorrem na natureza em depósitos de gás natural e no petróleo. O gás natural é constituído<br />
principalmente de metano (CH4) e o petróleo é uma mistura complexa de vários hidrocarbonetos. Como<br />
esses hidrocarbonetos presentes no petróleo têm aplicações muito diferentes, a gente precisa separar<br />
o petróleo em misturas mais simples (dizemos que separamos o petróleo em várias frações, cada uma<br />
delas com utilizações diferentes). Essa separação é feita por destilação e, no caso do petróleo, essa<br />
destilação recebe o nome específico de refinação (refinaria de petróleo é o local onde se faz essa<br />
destilação). Todas as frações obtidas no refinamento do petróleo contêm alcanos.
. 50 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Os alcanos são compostos apolares e estão entre os menos reativos diante dos reagentes mais comuns<br />
de um laboratório de <strong>Química</strong> (lembrem-se que nós já comentamos que a reatividade normalmente<br />
está associada à existência de ligações polares nas moléculas). O próprio nome parafina, outra<br />
designação usada para os alcanos, vem de uma expressão latina que significa “pouca afinidade”.<br />
Mas a gente tem que tomar cuidado quando dizemos “pouco reativos”. Estamos nos referindo<br />
basicamente a reações químicas nas quais misturamos duas ou mais substâncias com o intuito de obter<br />
outras substâncias diferentes. Para isso, realmente, os alcanos não são muito utilizados.<br />
Por outro lado, os alcanos sofrem reações de combustão – queima na presença de oxigênio ––<br />
(Esquema 1), e essa é uma das reações mais praticadas por todos nós. Realizamos reações de<br />
combustão quando acendemos um fogão a gás, ligamos um motor a gasolina, acendemos um isqueiro<br />
Mas, reparem: o “produto” que a gente quer nessas reações é o calor (ou melhor dizendo, a energia) e<br />
não o dióxido de carbono (CO2) e água.<br />
C nH 2n+2 + O 2 CO2 + H 2O + CALOR<br />
Esquema 1: Reação de combustão<br />
Outra reação que a indústria petroquímica (indústria que utiliza as frações do petróleo como matéria-<br />
prima) realiza muito com os alcanos é a chamada pirólise (quebra pela ação do calor) ou<br />
craqueamento. Como a gente já viu, o petróleo dá origem a muitos produtos diferentes, mas a<br />
quantidade em que esses produtos se encontram no petróleo em geral não atendem às necessidades<br />
do mundo atual. Assim, as indústrias pegam as frações do refino que têm hidrocarbonetos mais<br />
pesados (frações que destilam com P.E. maior que o da gasolina) e quebram esses hidrocarbonetos em<br />
moléculas menores (mais leves), isto é, fazem o craqueamento para obter mais gasolina e outros<br />
hidrocarbonetos menores e assim atender à demanda do sistema de consumo atual.<br />
Bem, agora, antes da gente começar a ver as outras funções orgânicas, precisamos aprender a dar<br />
nomes aos compostos orgânicos. Por quê?<br />
Vamos imaginar como nós nos comunicaríamos se as coisas não tivessem nomes. Seria impossível<br />
transmitir nossas ideias ou dúvidas ou esclarecimentos! E lógico, os nomes têm que ser palavras. Mas a<br />
gente podia pensar: já que as fórmulas estruturais constituem uma perfeita identificação para cada<br />
substância, por que os químicos não dispensam os nomes formados por palavras e utilizam as fórmulas
. 51 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
estruturais na comunicação em suas várias formas? Mas isso é impossível! Teríamos, no mínimo, que<br />
decorar todas as estruturas. Além disso, tente, por exemplo, descrever a palitoxina (Figura 41), aquela<br />
substância enorme isolada de corais e que fomos apresentados quando aprendíamos a desenhar<br />
fórmulas estruturais em bastão, sem usar o seu nome. Conseguiu? Claro que não.<br />
Por conta disso, os químicos perceberam que deveria ser desenvolvido um sistema organizado, um<br />
conjunto de regras, para dar nomes às substâncias. A IUPAC (International Union of Pure and Applied<br />
Chemistry) assumiu a responsabilidade de recomendar um sistema para nomear as substâncias. Na<br />
realidade, a gente não diz que um composto possui nome: o termo correto é nomenclatura. Dar nome<br />
a um composto orgânico consiste em nomenclaturar ou nomenclar esse composto.<br />
Obs.: A União Internacional de <strong>Química</strong> Pura e Aplicada (IUPAC) tem por objetivo intermediar<br />
mundialmente aspectos das ciências químicas e contribuir para a aplicação da <strong>Química</strong> ao serviço da<br />
humanidade. Por ser uma organização internacional, não governamental, a IUPAC atua como referência<br />
em questões globais que envolvem as ciências químicas.<br />
Em princípio, a nomenclatura utilizada para os compostos orgânicos tem como parâmetros três<br />
aspectos de relevância:<br />
1) Todo composto orgânico possui átomos de carbono.<br />
2) Suas cadeias podem ou não apresentar ligações π entre átomos de carbono e podem ser cíclicas ou<br />
não.<br />
3) Os compostos orgânicos são classificados segundo o grupo funcional presente na molécula.<br />
A partir dessas características pode-se estabelecer a base para a nomenclatura de qualquer substância<br />
orgânica. Observe o esquema a seguir:<br />
Composição da nomenclatura orgânica:<br />
PREFIXO + INTERMEDIÁRIO + SUFIXO<br />
O prefixo encontra-se associado ao número de átomos de carbono existentes na cadeia principal do<br />
composto.<br />
O intermediário indica se a substância possui somente ligações simples entre os átomos de carbono ou<br />
se há também a presença de duplas ou triplas ligações entre esses.
O sufixo indica a que função pertence a substância.<br />
Os prefixos que indicam o n o de carbonos estão mostrados na tabela a seguir:<br />
Número de átomos de carbono Prefixo<br />
1 met<br />
2 et<br />
3 prop<br />
4 but<br />
5 pent<br />
6 hex<br />
7 hept<br />
8 oct<br />
9 non<br />
10 dec<br />
11 undec<br />
12 dodec<br />
. 52 .<br />
Sala de Leitura<br />
Tabela 5: Prefixos utilizados para a designação do n o de átomos de uma cadeia carbônica.<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O prefixo correspondente aos compostos até quatro carbonos (Met, Et, Prop e But) infelizmente tem<br />
de ser decorados, pois são nomes mantidos por tradição, sem nenhum aspecto lógico. Os outros<br />
prefixos são de origem grega ou latina, tem correlação com o número e são os mesmos usados para as<br />
figuras geométricas.<br />
Quando se tratar de um composto cíclico, antes desses prefixos que indicam o no de átomos de carbono<br />
colocamos a palavra ciclo.<br />
O intermediário nos diz se o composto possui ligação dupla ou tripla, conforme mostrado na tabela<br />
abaixo:
Ligações entre os átomos de carbono Intermediário<br />
C C<br />
C C<br />
C C<br />
. 53 .<br />
an<br />
en<br />
in<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Tabela 6: Designações usadas para a indicação do n o de insaturações em uma cadeia carbônica.<br />
Cada função orgânica é nomenclaturada por um sufixo específico. À medida que formos conhecendo<br />
essas funções seremos apresentados ao sufixo usado para designá-las.<br />
Para os alcanos, usa-se o sufixo “ano”, conforme exemplificado na figura a seguir:<br />
CH 4<br />
M et signif ica que tem um carbono<br />
Metano<br />
Ano signif ica que só tem ligação e é um alcano.<br />
Etano<br />
Propano<br />
Butano<br />
Figura 71<br />
Ciclo-propano<br />
Ciclo-butano<br />
Quando nós aprendemos sobre cadeias carbônicas vimos que elas podem ser ramificadas. Vamos ver<br />
agora como fazemos para dar a nomenclatura dos compostos que possuem ramificação.<br />
As ramificações são designadas genericamente de grupo alquil, alquenil, alquinil ou aril, em função do<br />
tipo de hidrocarboneto que lhes deram origem. Grupos alquil são partes da estrutura molecular que<br />
correspondem a um alcano menos um hidrogênio. Assim, ao metano (CH4) corresponde o grupo metila
. 54 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
(CH3), ao etano (C2H6) corresponde o grupo etil (C2H5) e assim sucessivamente. A tabela abaixo mostra<br />
alguns exemplos de nomenclatura dos grupos alquil, onde o traço mostra o átomo que se liga à cadeia<br />
carbônica principal:<br />
ALCANO NOMENCLATURA GRUPO ALQUIL NOMENCLATURA<br />
CH4 Metano ‐CH3 METIL<br />
Etano CH3CH2 ‐ ETIL<br />
Propano CH3CH2CH2‐<br />
Butano CH3CH2CH2CH2‐<br />
Iso‐Butano<br />
CH 3<br />
CH 3CCH 3<br />
n‐PROPIL<br />
iso‐PROPIL<br />
(ou sec‐PROPIL)<br />
n‐BUTIL<br />
sec‐BUTIL<br />
iso‐BUTIL<br />
terc‐BUTIL<br />
Tabela 7: Nomenclatura utilizada para a designação de grupos alquil.<br />
Observem que no caso do propano, e para todos os alcanos com mais de três carbonos, o<br />
alcano pode “perder hidrogênio” de carbonos distintos, gerando grupos alquil diferentes<br />
que, lógico, pois são coisas diferentes, devem ser nomenclaturados de forma diversa. A<br />
recomendação IUPAC para esses casos é mais complexa e acabamos usando nomes triviais,<br />
como, por exemplo, iso-propil. Denominamos nomenclatura trivial ou vulgar aquela<br />
consagrada pelo uso, mas que, na maioria das vezes, não é consagrada pela IUPAC.<br />
Assim, quando a gente coloca a letra n na frente da nomenclatura do radical alquila, estamos<br />
dizendo que a ligação à cadeia carbônica se faz no carbono primário. Se for ao carbono<br />
secundário usa-se sec e no terciário usa-se terc.<br />
O termo iso significa “grupamento igual”. Observe que no isopropil o carbono que se liga à<br />
cadeia carbônica possui duas metilas (dois grupamentos iguais) ligadas a ele.
. 55 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Para nomenclaturar um alcano ramificado, o primeiro passo é definir quem é a cadeia principal. Já<br />
vimos que é a maior cadeia contínua (linear) que for possível encontrar na estrutura. É bom sempre<br />
lembrar que “linear” é uma forma de dizer. A cadeia dos alcanos são arrumadas em zigue-zague com os<br />
ângulos entre as ligações de cerca de 109,5o .<br />
Depois de localizarmos a cadeia principal, precisamos dizer em quais carbonos estão os substituintes.<br />
Para isso, a cadeia carbônica é numerada começando pela extremidade que resultará em menores<br />
números para as posições em que há substituições. A figura abaixo (Figura 72) mostra como aplicamos<br />
essa regra:<br />
10<br />
1<br />
4<br />
CORRETO<br />
9<br />
2<br />
3<br />
8<br />
7<br />
2<br />
5<br />
3 4<br />
1<br />
6<br />
5<br />
4<br />
6<br />
3<br />
2<br />
7<br />
8<br />
1<br />
8<br />
1<br />
1<br />
ERRADO<br />
2<br />
2 3 4<br />
SUBSTITUINTE EM C-2 SUBSTITUINTE EM C-3<br />
SUBSTITUINTES EM<br />
C-4 E C-6<br />
DOIS SUBSTITUINTES EM<br />
C-3 E UM EM C-6<br />
7<br />
3<br />
6<br />
4 5<br />
5<br />
6<br />
4<br />
3<br />
7 8<br />
2<br />
9<br />
SUBSTITUINTES EM<br />
C-5E C-7<br />
DOIS SUBSTITUINTES EM<br />
C-6 E UM EM C-3<br />
Figura 72: Método para a determinação da cadeia principal de um alcano.<br />
Depois de localizados os substituintes, a nomenclatura é feita da seguinte forma: grupo alquil,<br />
precedido da numeração do carbono em que ele se encontra, seguido do nome do alcano. Assim, a<br />
nomenclatura do primeiro exemplo mostrado seria:<br />
1<br />
10
Figura 73<br />
. 56 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Algumas pessoas usam os números para indicar a posição do substituinte apenas quando ele é<br />
realmente necessário. Observem o exemplo acima: só há uma possibilidade de colocação do grupo<br />
metil e, assim, não está errado dizer apenas metilbutano.<br />
Já no exemplo:<br />
A numeração é imprescindível, pois se dissermos apenas<br />
metil-pentano não teremos como saber se o composto é o 2<br />
ou o 3-metil-pentano:<br />
Quando existem dois ou mais substituintes diferentes, esses devem ser colocados em ordem alfabética<br />
e não de numeração. Assim, no segundo exemplo, teríamos:<br />
10<br />
9<br />
8<br />
7<br />
5<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
2-metilbutano<br />
1<br />
2-metilpentano<br />
6<br />
4<br />
3<br />
2<br />
6-etil-4-metildecano<br />
Figura 76<br />
Figura 74<br />
1<br />
Usa‐se hífen para separar o número<br />
e o nome todo é escrito como uma<br />
única palavra.<br />
E não 4-metil-6-etildecano (afinal, o “e” vem antes do “m”).<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
3-metilpentano<br />
Figura 75
. 57 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Se os substituintes forem iguais, usamos os prefixos multiplicativos: di, tri, tetra... mas esses não são<br />
considerados na colocação em ordem alfabética. Veja isso na nomenclatura das moléculas mostradas<br />
abaixo:<br />
A segunda classe de grupos funcionais que vamos estudar é a dos alcenos. No entanto, essas<br />
substâncias possuem algumas características estruturais que só vamos compreender após estudarmos<br />
outro fenômeno muito importante, que é o de isomeria.<br />
Isomeria<br />
1<br />
2 3 4<br />
8<br />
6<br />
7<br />
8 7<br />
2<br />
3,3,6-trimetiloctano 9 6<br />
5<br />
4<br />
3 1<br />
Figura 77<br />
Isômeros são compostos diferentes que possuem a mesma fórmula molecular. Como exemplo, com a<br />
fórmula molecular C2H6O podemos desenhar duas moléculas:<br />
OH<br />
Figura 79<br />
6-etil-4,4-dimetilnonano<br />
Figura 78<br />
Evidentemente, já estamos cansados de saber que são compostos distintos. O primeiro é o álcool<br />
etílico, o álcool encontrado na cerveja, que é um líquido. O segundo, o éter metílico, é um gás que tem<br />
sido testado como gás refrigerante em substituição aos freons (freons são compostos orgânicos<br />
halogenados que eram utilizados como gases refrigerantes em “sprays”, geladeiras e cujo uso<br />
indiscriminado levou à formação do buraco de ozônio). Esses dois compostos são isômeros.<br />
Os isômeros podem ser de dois tipos: isômeros de constituição e estereoisômeros.<br />
O
. 58 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Isômeros de constituição são isômeros cuja sequência de átomos ligados (quem se liga com quem)<br />
são diferentes. Alguns livros mais antigos costumam chamar esse tipo de isomeria de “isomeria plana”.<br />
Esse termo deve ser evitado, pois como já estamos carecas de saber, os alcanos, por exemplo, não tem<br />
nada de planaridade! A Figura 80 mostra exemplos de isômeros de constituição.<br />
O<br />
C 5H 12<br />
C 6H 12<br />
C 4H 10O<br />
O<br />
Observe que o primeiro composto não<br />
possui ramificação, enquanto o segundo tem uma<br />
metila no C-2.<br />
Note que o primeiro composto é um alceno<br />
e o segundo é um ciclo-alcano<br />
Veja que no primeiro composto o oxigênio<br />
está ligado a dois grupos etil e no segundo está ligado<br />
a um metil e um propil.<br />
Figura 80: Exemplos de isômeros de constituição<br />
Antigamente, a isomeria constitucional era classificada em vários subtipos. No entanto, como isso é<br />
motivo de várias confusões devido a interpretações diferentes, a tendência tem sido a de abandonar<br />
essa subdivisão. No entanto, como tem gente que ainda usa, devemos entender o que é, caso apareça<br />
em algum texto. Vamos ver como se faz essa classificação:<br />
Isomeria de função<br />
Ocorre entre compostos de mesma fórmula molecular que pertençam a funções químicas distintas,<br />
como exemplificadas abaixo:<br />
O<br />
H<br />
Figura 81<br />
O<br />
ALDEÍDO CETONA
Isomeria de cadeia ou de núcleo<br />
. 59 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Ocorre entre compostos de mesma fórmula molecular e mesma função química que possuam cadeias<br />
carbônicas distintas:<br />
CADEIA NORMAL<br />
Figura 82<br />
CADEIA RAMIFICADA<br />
Isomeria de posição<br />
Ocorre entre compostos de mesma fórmula molecular, mesma função química e mesma cadeia<br />
carbônica, porém, que possuam diferenças entre si na posição de grupamentos funcionais, ramificações<br />
ou insaturações.<br />
OH<br />
GRUPO FUNCIONAL<br />
NO C-1<br />
OH<br />
GRUPO FUNCIONAL<br />
NO C-2<br />
Figura 83<br />
Isomeria de compensação ou metameria<br />
Ocorre entre compostos de mesma fórmula molecular e mesma função química, em que o heteroátomo<br />
encontra-se em diferentes posições.<br />
O<br />
OXIGÊNIO LIGADO<br />
A METIL E PROPIL<br />
Figura 84<br />
RAMIFICAÇÃO<br />
EM C-2<br />
O<br />
OXIGÊNIO LIGADO<br />
A DOIS ETIL<br />
RAMIFICAÇÃO<br />
EM C-3
. 60 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Estereoisômeros, por outro lado, são isômeros que possuem a mesma conectividade (a sequência dos<br />
átomos ligados na molécula são exatamente as mesmas), mas cujas estruturas variam na forma com<br />
que se arrumam no espaço.<br />
Os estereoisômeros podem ser de dois tipos: enantiômeros e diastereoisômeros.<br />
Qualquer coisa tem uma imagem no espelho (exceto os vampiros, é claro!). E qualquer coisa só é igual a<br />
outra se essas imagens forem sobreponíveis. As mãos são exemplos clássicos de imagens especulares (a<br />
mão esquerda é a imagem no espelho da mão direita e vice-versa) que não são sobreponíveis, e a nossa<br />
mão direita não é igual à esquerda (Figura 85). As coisas que não são sobreponíveis à sua imagem<br />
especular são denominadas quirais (quiral, em grego “cheir”, quer dizer mão).<br />
Isso também é verdade para as moléculas. Sempre que uma molécula for diferente de sua imagem<br />
especular, isto é, se as duas não forem sobreponíveis, temos um tipo de estereoisomeria que<br />
denominamos de enantiomeria (e dizemos que as duas moléculas são enantiômeros).<br />
Observe as moléculas abaixo (imagens especulares entre si) e veja que elas não são sobreponíveis:<br />
Figura 85<br />
Quaisquer outros tipos de compostos que sejam isômeros espaciais (estereoisômeros), mas que não são<br />
imagem especular um do outro são ditos diastereoisômeros. Olhe, por exemplo, as duas moléculas<br />
abaixo:<br />
Br Br<br />
Figura 86
. 61 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Convençam-se de que elas são enantiômeros. Uma é a imagem especular da outra e são compostos<br />
diferentes. Agora, olhem esta:<br />
Br<br />
Figura 87<br />
Não é imagem especular de nenhuma das outras duas. Mas, a sequência de átomos das três são<br />
idênticas. Logo, essa última é um diastereoisômero (isômero espacial que não é a imagem especular) de<br />
cada uma das outras duas.<br />
Um tipo especial de diastereoisômeros são os chamados isômeros geométricos.<br />
Como a gente já viu, as ligações π ocorrem por sobreposição paralela de orbitais p. Por causa disso, elas<br />
não giram livremente, pois a ligação dupla se quebraria. Analise a molécula do n-butano:<br />
Rotação livre<br />
n-Butano<br />
Figura 88<br />
Como a ligação σ se faz pela interação linear segundo<br />
um eixo, as ligações têm rotação livre e o n-butano está<br />
o tempo todo se interconvertendo nas duas formas<br />
espaciais mostradas no desenho (representado pelas<br />
duas setas em sentido contrário). Isto é, as duas formas<br />
são representações da mesma molécula.<br />
Já no caso do 2-buteno: , como essa rotação é impossível, não ocorre uma<br />
interconversão de um no outro. São duas moléculas diferentes. São dois diastereoisômeros.<br />
Diastereoisômeros que existem por causa da impossibilidade de rotação de suas ligações são<br />
denominados isômeros geométricos.<br />
Observe agora os ciclos abaixo:<br />
Rotação livre
Figura 89<br />
. 62 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Esses sistemas cíclicos, embora não tenham ligação π, também não tem rotação livre por conta da<br />
própria geometria do anel. Preste atenção que seria impossível eu colocar um grupo alquil que está<br />
para frente do plano do tetraedro (lembra-se do que significa a linha grossa?) para trás desse plano sem<br />
quebrar o ciclo. Então, os dois ciclobutanos e os dois cicloexanos mostrados acima também são<br />
exemplos de isômeros geométricos.<br />
Bem, agora, depois dessa pausa para entender o que são isômeros, vamos retornar ao estudo das<br />
funções orgânicas.<br />
Alcenos (Ou Alquenos) Ou Olefinas<br />
Alcenos são hidrocarbonetos que possuem uma ou mais ligações duplas em sua estrutura, ou seja, o<br />
grupo funcional (parte da molécula que é responsável por suas propriedades químicas) de um alceno é<br />
a C=C. O eteno, alceno mais simples que existe: H2C=CH2, por exemplo, reage com cloro ou bromo<br />
formando compostos oleosos. Por causa disso, logo que se descobriu a propriedade desse composto,<br />
ele recebeu o nome de gás oléfiant que significa “gás fazedor de óleo”. A extensão desse nome para<br />
todos os compostos dessa classe é que explica o termo olefinas, sinônimo de alcenos.<br />
Os alcenos mais simples (com apenas uma ligação dupla) são mais raros na natureza que os alcanos. O<br />
eteno (também conhecido por etilideno) é produzido no processo de amadurecimento de frutas.<br />
Quando a gente quer que a banana amadureça mais rapidamente, a embrulhamos em jornal para que o<br />
eteno que vá sendo liberado, aos poucos se dissipe mais lentamente. Por questões de facilidade de<br />
transporte e de armazenamento, as frutas são colhidas verdes e colocadas para amadurecer pela ação<br />
do gás eteno.
. 63 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Apesar dos alcenos serem mais difíceis de ser encontrados na natureza, são matéria-prima fundamental<br />
para uma porção de indústrias. A obtenção deles é feita pelo craqueamento das frações<br />
mais pesadas obtidas no refinamento do petróleo (se você não se lembra o que é isso, dê uma olhada<br />
mais acima nesse texto, quando falamos dos alcanos).<br />
Essa importância dos alcenos é porque as ligações C=C reagem entre si formando polímeros. Polímeros<br />
são moléculas enormes (macromoléculas) obtidas por ligações de várias moléculas menores<br />
(monômeros), que podem ou não ser iguais (quando os monômeros não são iguais são chamados de<br />
copolímeros). No mundo de hoje, os polímeros com certeza são o material mais importante para a<br />
confecção de várias coisas. A Figura 90 mostra alguns exemplos.<br />
MONÔMERO POLÍMERO APLICAÇÃO (exemplo)<br />
Eteno<br />
(Nome comum=Etileno) Polietileno<br />
Propeno<br />
(Nome comum=Propileno)<br />
Cl<br />
2-cloro-eteno<br />
(Nome coum = cloreto de vinila)<br />
Polipropileno<br />
Cl Cl Cl Cl Cl<br />
Policloreto de vinila (PVC)<br />
Figura 90: Exemplos de polímeros e suas aplicações<br />
Sacola plástica de<br />
supermercado<br />
Garrafa térmica<br />
Frasco de detergente<br />
SeringadeInjeção<br />
Brinquedos<br />
Auto-peças<br />
(parachoque,pedais,..)<br />
Encanamentos<br />
Filmes plásticos para<br />
embalagem de alimentos<br />
Garrafões de água<br />
As regras de nomenclatura que a gente aprendeu para os alcanos serve de base para o caso dos<br />
alcenos, mas temos que prestar atenção em vários aspectos em que há diferenças:<br />
‐ A cadeia principal de um alceno é a maior que contém a ligação dupla.
. 64 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Por exemplo, no , a cadeia principal é a que está destacada com vermelho,<br />
com seis carbonos, e não a outra que possui oito carbonos.<br />
‐ A cadeia principal é sempre numerada a partir da extremidade mais próxima à ligação dupla.<br />
- A parte do nome que se refere à cadeia principal é formada de maneira parecida com a utilizada para<br />
os alcanos, com duas diferenças:<br />
- Ao invés de “ano” usamos o sufixo “eno”.<br />
- Precisamos especificar a posição da ligação dupla, o que é feito por um número que deve ser colocado<br />
imediatamente antes da terminação “eno”. A Figura 92 mostra alguns exemplos da nomenclatura de<br />
alcenos:<br />
2 2<br />
3 4<br />
3 4<br />
1<br />
1<br />
ETENO PROPENO BUT-1-ENO BUT-2-ENO<br />
1 2 3<br />
2-METIL-PROPENO<br />
1<br />
2 3<br />
4<br />
Figura 91<br />
5<br />
6<br />
1<br />
2<br />
3<br />
2,3-DIMETIL-BUT-1-ENO<br />
4<br />
4<br />
5<br />
3<br />
6<br />
1<br />
2<br />
3-METIL-CICLOEXENO<br />
Figura 92: Exemplos de aplicação das regras de nomenclatura em alcenos<br />
NOTA: A colocação do n o que indica a posição da ligação dupla imediatamente antes do sufixo<br />
“eno” é a recomendação da IUPAC. Porém, muitas vezes você irá encontrá-la no início ou no fim<br />
da cadeia principal. Por exemplo, tem gente que escreve 2-buteno ou ainda buteno-2. Isso não é<br />
problema. O importante na nomenclatura é que ela nunca permita que você fique em dúvida<br />
sobre qual é a estrutura do composto.
. 65 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Quando a ligação dupla é um substituinte (grupo alquenil), usa-se o sufixo “enil”, como se pode ver na<br />
Figura 93:<br />
METENIL-CICLOEXENO ETENIL-BENZENO<br />
Figura 93: Exemplos de nomenclatura de grupos alquenil.<br />
Os grupos alquenil mostrados abaixo são muito mais conhecidos por sua nomenclatura normal do que<br />
pela estabelecida pelas regras da IUPAC (Figura 94):<br />
Isomeria Cis X Trans<br />
Figura 94: Nomenclatura comum (trivial) de grupos alquenil<br />
Nós já vimos que a impossibilidade de rotação da ligação π faz com que os alcenos do tipo:<br />
e<br />
CH 2<br />
que a gente possa saber quem é quem?<br />
METILENO ou METILIDENO Metileno-Ciclopentano<br />
CH CH 2<br />
H 2C<br />
VINIL<br />
CH CH 2<br />
ALIL<br />
Vinil-benzeno<br />
Esta molécula é mais conhecida<br />
ainda como estireno<br />
Alil-ciclo-heptano<br />
sejam moléculas diferentes. Mas, como dar a nomenclatura delas para<br />
Quando dois substituintes iguais estão do mesmo lado, dizemos que a molécula é cis. Quando estão de<br />
lados opostos, dizemos que a molécula é trans. Assim, teríamos:
trans-But-2-eno cis-But-2-eno<br />
tr ans-Hex-3-eno cis-Hex-3-eno<br />
Figura 95<br />
. 66 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Pode não parecer tão óbvio, mas é claro que só existe isomeria cis x trans quando temos dois tipos de<br />
substituintes no carbono da ligação dupla e que cada um deles seja diferente entre si. Repare nos<br />
exemplos abaixo:<br />
1-propeno<br />
2-metil-but-2-eno<br />
Não existe isomeria cisx trans porque o C-1 está ligado a<br />
dois hidrogênios - substituintes iguais.<br />
Não existe isomeria cisx trans porque o C-1 está ligado a<br />
duas metilas - substituintes iguais.<br />
Figura 96<br />
Mas, a nomenclatura cis x trans é muito fácil quando os substituintes são iguais. E, essa molécula é cis ou<br />
trans?<br />
Figura 97
. 67 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Isso antigamente causava muita confusão. Afinal, são três substituintes diferentes! Por conta disso,<br />
criou-se a nomenclatura E, Z para ser aplicada a isômeros geométricos de alcenos e ela é feita da<br />
seguinte maneira:<br />
Em cada carbono da ligação dupla a gente analisa qual substituinte tem maior peso atômico. Quando<br />
os substituintes de maior peso atômico estão para o mesmo lado, diz-se que a molécula é Z (essa letra<br />
vem da palavra alemã “zusammen”, que quer dizer junto. Uma brincadeira fácil de guardar é: Z significa<br />
“zunto”). Caso contrário, a molécula é E (do alemão “entgegen”, que significa oposto). Essas letras<br />
devem ser colocadas entre parênteses.<br />
Bom, é claro que você está pensando: que coisa doida! Não adiantou nada essa regra, pois nesse<br />
exemplo todos os substituintes do C-1 são carbono de mesmo peso atômico! Bom, como empatou, vaise<br />
para o átomo do lado. Um substituinte é CH3 (carbono ligado a hidrogênio) e o outro é CH2CH3<br />
(carbono ligado a dois hidrogênios e um carbono). Como o carbono tem maior peso atômico, quem<br />
ganha é o grupo etil. No outro carbono da ligação dupla, um substituinte é carbono (CH3CH2CH2) e o<br />
outro hidrogênio. Quem ganha é o metil. Como o etil de C-1 está do lado oposto ao propil do C-2, a<br />
molécula é E. Veja outros exemplos na Figura 98:<br />
(E)-3-metil-hept-2-eno<br />
(Z) - 3-metil-pent-2-eno<br />
Cl<br />
Br<br />
I<br />
(Z) - 1-bromo-1-iodo-2-cloro-propeno<br />
Figura 98: Exemplos de aplicação da nomenclatura E, Z para alcenos.<br />
NOTA: A nomenclatura E, Z tem outros desdobramentos (por exemplo, quando os<br />
substituintes também são insaturados), mas isso foge aos objetivos deste texto.<br />
Atualmente aconselha-se a usar a nomenclatura E, Z para os isômeros geométricos de alcenos, e a cis,<br />
trans para os ciclo–alcanos. Nesse caso, a regra é muito parecida: quando os substituintes (mesmo<br />
diferentes) estão para o mesmo lado (os dois para cima ou para baixo do plano do tetraedro), a<br />
molécula é cis. Se estão em lados opostos, é trans. Alguns exemplos são mostrados a seguir (Figura 99):
Polienos<br />
trans-1,2-dimetil-ciclobutano<br />
. 68 .<br />
cis-1,2-dimetil-ciclobutano<br />
trans-1-etil,2-metil-cicloexano cis-1-etil,2-metil-cicloexano<br />
Figura 99: Nomenclatura de isômeros geométricos em ciclo-alcenos<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Para a designação de compostos com mais de uma ligação π (polienos) usamos os prefixos di, tri, tetra,<br />
como nos exemplos a seguir (Figura 100):<br />
Buta-1,3-dieno Octa-1,4,6-trieno Ciclo-octatetraeno<br />
Figura 100: Nomenclatura de polienos<br />
Os polienos são muito mais abundantes na natureza do que os alcenos com apenas uma ligação dupla.<br />
Olhe alguns exemplos na Figura 101:<br />
2,6,101-trimetil-Dodeca-2,6,911-tetraeno<br />
(Nome comum: α-farneseno)<br />
cis -2-etenil,1-but-1-enil-ciclopentano<br />
(Nome comum: multifideno)<br />
Encontrado na cera que envolve as<br />
cascas de maçã<br />
Figura 101: Exemplos de polienos naturais.<br />
Composto responsável pela atração<br />
sexual em sargaços (tipo de alga marinha)
Em função da posição das ligações duplas, os polienos são classificados em:<br />
. 69 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
- Isolados, que são aqueles em que as ligações duplas são afastadas por um ou mais carbonos<br />
saturados (Figura 102). Eles têm um comportamento químico igual ao dos alcenos, com apenas uma<br />
ligação dupla.<br />
- Alenos (ou cumulados) onde duas ligações duplas são feitas a partir de um carbono sp. Essas duas<br />
ligações duplas são perpendiculares entre si (lembrem-se que os orbitais p são definidos espacialmente<br />
segundo os eixos x,y e z, que são perpendiculares entre si - Figura 102).<br />
- Conjugados, onde as ligações duplas são separadas por apenas uma ligação simples. O termo<br />
conjugação vem da palavra latina “conjugatio”, que significa união (Figura 102).<br />
Limoneno<br />
Substância encontrada na laranja<br />
e responsável pelo seu cheiro.<br />
DIENO ISOLADO<br />
H<br />
H<br />
C C H<br />
H<br />
Propa-1,2-dieno<br />
Muito utilizado como<br />
ragente em química orgânica<br />
ALENO<br />
β - Caroteno<br />
Pigmento encontrado em vários legumes e frutas<br />
como cenoura, beterraba, manga e mamão.É o<br />
precursor da vitamina-A (se transforma em vitamina<br />
A no organismo)<br />
POLIENO CONJUGADO<br />
Figura 102: Polienos isolado, cumulado e conjugado.<br />
Os polienos conjugados recebem uma atenção especial em <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong> devido às suas<br />
características estruturais:
Vamos analisar como estão arrumados os orbitais p na formação das duas ligações π:<br />
1<br />
1<br />
2<br />
2<br />
=<br />
3<br />
3<br />
Figura 103<br />
4<br />
4<br />
. 70 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Como existem orbitais p em todos os carbonos vizinhos, no final ocorre<br />
uma interação também desses orbitais do C-2 e C-3 (em vermelho no<br />
desenho) e a gente diz que os elétrons estão deslocalizados no<br />
sistema de quatro orbitais p. Essa deslocalização eletrônica é um fator<br />
que estabiliza a molécula, isto é, as moléculas que possuem ligações<br />
conjugadas têm um conteúdo energético menor do que os polienos<br />
isolados e os alenos.<br />
O exemplo mostrado foi para um dieno, mas isso pode ser estendido a qualquer polieno.<br />
Um polieno natural muito importante é a borracha, que é o produto da coagulação adição do látex da<br />
seringueira (Figura 104). Como a demanda mundial por borrachas com as mais diversas propriedades<br />
de maleabilidade e resistência térmica é grande, além do produto natural não atender em quantidade à<br />
necessidade atual, desenvolveu-se métodos de copolimerização do 1,3-butadieno com vários outros<br />
monômeros, criando vários tipos de copolímeros que conhecemos por borracha sintética.<br />
Borracha natural<br />
Figura 104<br />
Figura 104: estrutura moléculas da borracha natural (as “cobrinhas” na extremidade da cadeia significam que essas<br />
cadeias estão se repetindo)<br />
Sistemas muito conjugados são coloridos. Observe alguns exemplos mostrados na Figura 105. Os<br />
carotenos estão presentes em vários vegetais e causam as cores que variam do amarelo, laranja e<br />
vermelho. A clorofila, substância responsável pela fotossíntese, é a causa da cor verde das plantas. A<br />
melanina é um composto presente principalmente nos nossos olhos, pele, cabelo e pelos. Sua<br />
concentração varia de pessoa para pessoa e é determinada geneticamente: quanto maior ela for, mais<br />
escura será a pele, pelo ou cabelo das pessoas.
HO<br />
O<br />
O<br />
O<br />
CAROTENÓIDES:<br />
β- Caroteno (cenoura, manga, mamão, beterraba)<br />
N N<br />
Mg<br />
N N<br />
O<br />
O O<br />
Clorofila<br />
Bixina (urucum)<br />
Licopeno (tomate e melancia)<br />
. 71 .<br />
O OH<br />
O<br />
N<br />
O<br />
O<br />
N<br />
Parte da molécula de Melanina<br />
Figura 105: Exemplos de polienos conjugados naturais<br />
Outra função orgânica que apresenta ligações π é a dos alcinos, que vamos estudar agora.<br />
Alcinos (ou Alquinos)<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Alcinos são hidrocarbonetos insaturados cujo grupo funcional é a ligação tripla CΞC com fórmula geral<br />
CnH2n-2. Por ser constituída de duas ligações π, a reatividade química deles é muito parecida com a dos<br />
alcenos.<br />
Os alcinos são menos abundantes na natureza, mas existem grandes quantidades de produtos naturais<br />
que contêm, além de outros grupos funcionais, a ligação CΞC. Alguns exemplos são o éster<br />
diidromatricaria, primeiro produto natural contendo ligação tripla isolado (1826) da flor de camomila; a<br />
capilina, existente em crisântemos e com atividade contra fungos; e o icitiotereol, veneno isolado de
. 72 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
sapos dendrobates (também conhecido por sapo-garimpeiro) que causa desde irritações na pele até<br />
convulsões em mamíferos, dependendo da quantidade. Devido a esse efeito, é usado como veneno de<br />
flechas por índios da Bacia do Baixo Amazonas (Figura 106).<br />
Figura 106: Exemplos de alcinos naturais.<br />
O etino, muito mais conhecido como acetileno: H-CΞC-H, é o alcino mais simples e também o mais<br />
importante no mundo atual. Foi descoberto na Inglaterra (1836) e muito utilizado em iluminação (em<br />
queimadores apropriados, o acetileno produz luz muito mais clara do que qualquer outro combustível).<br />
Devido a sua grande capacidade de queima, liberando muito calor, é o gás utilizado em maçaricos de<br />
solda.<br />
Nas indústrias, é utilizado para a obtenção de outros compostos, que são matérias-primas importantes.<br />
Por exemplo, o cloreto de vinila que, como já vimos, é o monômero do PVC, obtido a partir do acetileno.<br />
O acetato de polivinila (PVA) é um polímero cujo monômero (acetato de vinila) é obtido também a<br />
partir do PVA. A “cola branca” (cola escolar) e a “cola amarela” (cola de madeira) são exemplos de coisas<br />
formadas por PVA (Figura 107).
O<br />
O<br />
Acetato de vinila<br />
. 73 .<br />
O<br />
O<br />
O<br />
PVA<br />
Figura 107: Monômero e polímero de PVA<br />
O acetileno, assim como o eteno, também é utilizado para o amadurecimento de frutas.<br />
O<br />
O<br />
Sala de Leitura<br />
O<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O acetileno é obtido facilmente a partir do carvão mineral (coque): reação do carvão com óxido de<br />
cálcio (cal virgem) em um forno elétrico (alta temperatura) produz carbeto de cálcio: CaC2 (um produto<br />
sólido, parecido com uma pedra); o carbeto de cálcio, ao reagir com a água produz acetileno (Esquema<br />
2):<br />
CaC 2 + 2 H2O HC CH + Ca(OH) 2<br />
Esquema 2: Obtenção do acetileno<br />
Uma propriedade pouco comum do gás acetileno é que ele se decompõe com relativa facilidade<br />
quando comprimido, causando explosões violentas e perigosas. Por causa disso, não é comercializado<br />
na forma de cilindros de alta pressão, como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio, etc.; são usados cilindros<br />
de baixa pressão (parecido com os bujões de gás de cozinha, só que bem maiores) que contêm um<br />
material absorvente (geralmente lã de vidro) e acetona: o acetileno é muito solúvel em acetona quando<br />
levemente comprimido e isso permite que grande quantidade de gás seja armazenado sem usar<br />
pressões altas.<br />
A nomenclatura de alcinos é feita da mesma forma que para os alcenos, só que agora usando-se o<br />
sufixo “ino”. A cadeia principal também é a maior cadeia que contiver a ligação tripla, a numeração<br />
dessa cadeia se inicia pela terminação mais próxima à tripla e a numeração se inicia pelo átomo de<br />
carbono que estiver mais próximo da ligação tripla:
Etino Propino Hex-2-ino<br />
Figura 108<br />
Evidentemente não existe isomeria cis, trans (ou E,Z) em alcinos.<br />
. 74 .<br />
Sala de Leitura<br />
3-Propilocti-1-ino<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Embora não seja a nomenclatura recomendada pela IUPAC, mais comumente usamos uma nomeação<br />
baseada no acetileno:<br />
Metilacetileno Dimetil-acetileno<br />
Isopropil-metil-acetileno<br />
Figura 109<br />
Quando existem no mesmo composto ligações duplas e triplas, normalmente atribui-se a menor<br />
numeração à dupla. No entanto, a decisão deve ser feita em conjunto de duplas e triplas, mesmo que a<br />
tripla fique com menor número que a dupla. Veja os exemplos abaixo:<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
Hex-1-en- 5-ino<br />
1 2 3 4<br />
5 6<br />
7<br />
8<br />
Octa-(Z) -3,7-dien-1-ino<br />
Figura 110<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
Hexa-(E)-1,3-dien-5-ino
Aromáticos<br />
Benzeno<br />
Figura 111<br />
. 75 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O benzeno é um composto muito especial em <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>. É um composto<br />
extremamente estável e, por causa disso, benzenos substituídos são encontrados<br />
amplamente na natureza e muito utilizados nas indústrias químicas.<br />
O benzeno foi descoberto em 1825 por Faraday (químico inglês, 1791-1867) quando foi isolado como<br />
subproduto da combustão do óleo de baleia usado na iluminação pública das ruas londrinas. Como ele<br />
percebeu que o composto possuía o mesmo no de átomos de carbono e hidrogênio denominou-o de<br />
“hidrogênio carburetado”. Conta a história que alguns químicos defendiam a ideia de denominá-lo<br />
“feno”, do grego “phainen”, que significa brilho ou brilhar, pois o mesmo havia sido obtido nos resíduos<br />
da queima do gás utilizado para iluminação. Esse nome não pegou, mas é interessante notar que o<br />
grupo aril (da mesma forma que grupo alquil designa o alcano menos um hidrogênio, o grupo aril<br />
significa o aromático menos um hidrogênio) derivado do benzeno: C6H5- é chamado de fenil.<br />
O OH<br />
Ácido<br />
Benzóico<br />
Figura 112<br />
Em 1834, Mitscherlich deduziu que a sua fórmula molecular era C6H6 e<br />
denominou-o de benzina, porque observou suas propriedades semelhantes às<br />
do ácido benzoico, já conhecido e isolado da resina do benjoim.<br />
Esses compostos com relação C/H baixa eram tipicamente encontrados em<br />
óleos produzidos por plantas. Por causa disso, os químicos antigos chamavam<br />
esses compostos de "aromáticos", devido ao agradável aroma que, em geral,<br />
essas substâncias possuem. Dessa forma, eles eram distinguidos dos<br />
"alifáticos", compostos onde a relação H/C é bem mais alta, que eram obtidos,<br />
por exemplo, na degradação química de gorduras. Hoje, o termo “aromático”<br />
não possui nenhuma correlação com odor.<br />
Mas, somente em 1866 a estrutura correta do benzeno foi proposta por Kekulé, aquele mesmo químico<br />
alemão que definiu <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong> como a <strong>Química</strong> que estuda os compostos de carbono (lembrase?).<br />
Aí, fica a pergunta: caramba, por que foi tão complicado (levou muito tempo porque havia muita<br />
discussão) para se descobrir a estrutura do benzeno?
. 76 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O problema é que o benzeno apresenta características químicas muito diferentes do que seria<br />
normalmente de se esperar. Olhe bem a estrutura que foi desenhada: repare que são ligações duplas<br />
alternadas com ligações simples.<br />
Os alcenos (inclusive os polienos) realizam classicamente um tipo de reação: sofrem ataque na ligação<br />
dupla de reagentes ricos em elétrons (chamados eletrófilos. “Filo” significa amigo e então eletrófilo é<br />
um “amigo de elétrons”, isto é, compostos que reagem com quem tem muito elétron, caso das ligações<br />
insaturadas). Esses eletrófilos fazem reações de adição, transformando as ligações duplas em simples,<br />
como no exemplo mostrado abaixo:<br />
+ Br 2<br />
Figura 113<br />
Novamente, por correlação, pensaríamos: as ligações duplas do benzeno vão sofrer reação de adição de<br />
bromo. Mas isso não aconteceu. Além da reação ser mais difícil, precisando do uso de um catalisador<br />
(substância que se adiciona em uma reação só para aumentar a sua velocidade, o catalisador não entra<br />
no produto da reação), o produto foi o de uma reação de substituição de hidrogênio por bromo e não<br />
de adição igual ao dos alcenos:<br />
+ Br 2<br />
FeBr 3<br />
Figura 114<br />
Br<br />
Catalisador<br />
Br<br />
Br<br />
+ HBr<br />
E mais: só se obteve um produto, o que indicava que todas as ligações tinham a mesma reatividade (as<br />
ligações duplas reagiam igual às simples!). Mais tarde, descobriu-se outro fato intrigante: a gente já viu<br />
que ligações simples são maiores que ligações duplas, mas, no benzeno, todas as ligações têm o mesmo<br />
comprimento! Para ser mais preciso, todas medem 1,39 Ao .<br />
Outra coisa também causava muita surpresa: além da combustão (a estabilidade – conteúdo energético<br />
de uma molécula – pode ser pela quantidade de energia liberada na queima até CO2 e água), outro
. 77 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
processo de avaliação da estabilidade é o calor de hidrogenação. Para isso, adiciona-se H2 a ligações<br />
duplas e mede-se a quantidade de energia liberada (calor de hidrogenação).<br />
Quando fizeram isso para o cicloexeno, observaram que o calor de hidrogenação era de 28,6 kcal/mol<br />
(lê-se: quilocaloria por mol). Traduzindo: para cada mol de cicloexeno que é hidrogenado são liberadas<br />
28,6 kcal:<br />
+ H 2<br />
H<br />
28,6 kcal/mol<br />
Figura 115<br />
O raciocínio dos químicos foi, então: se o benzeno tem três ligações duplas, eu vou encontrar um calor<br />
de hidrogenação de 28,6 x 3 = 85,8 kcal/mol. Além de novamente ter de se usar um catalisador para<br />
fazer essa reação, encontrou-se um valor de 49,3 kcal/mol, bem menor do que o esperado. Em outras<br />
palavras, o conteúdo energético da molécula do benzeno é menor do que se esperava, isto é, o<br />
benzeno tinha uma estabilidade excepcional.<br />
Com essas características peculiares, várias estruturas cíclicas foram propostas para o benzeno, mas<br />
nenhuma explicava completamente suas propriedades observadas experimentalmente. A estrutura<br />
aceita atualmente baseou-se na proposta de Kekulé que, segundo conta a história, foi enunciada a<br />
partir de um sonho.<br />
“Eu estava sentado à mesa a escrever o meu compêndio, noutro sítio. Virei a cadeira para a lareira e comecei a<br />
dormitar. Outra vez começaram os átomos às cambalhotas em frente dos meus olhos. Desta vez os grupos mais<br />
pequenos mantinham-se modestamente à distância. A minha visão mental, aguçada por repetidas visões desta<br />
espécie, podia distinguir agora estruturas maiores com variadas conformações; longas filas, por vezes alinhadas e<br />
muito juntas; todas torcendo-se e voltando-se em movimentos serpenteantes. Mas olha! O que é aquilo? Um das<br />
serpentes tinha filado a própria cauda e a forma que fazia rodopiava trocistamente diante dos meus olhos. Como<br />
se se tivesse produzido um relâmpago, acordei;...passei o resto da noite a verificar as consequências da hipótese.<br />
Aprendamos a sonhar, senhores, pois então talvez nos apercebamos da verdade". - Augusto Kekulé, 1865” (Texto<br />
retirado do livro : BOYD, E.; MORRISON, R. Mol. In:______. <strong>Química</strong> orgânica. 12. ed. Lisboa: Fundacao<br />
Calouste Gulbenkian, 1995. cap. 14.3, p. 701.).<br />
H
. 78 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Mas, lembrem-se do dito popular: “quem conta um conto, aumenta um ponto”. Muitas pessoas já dizem<br />
que ele sonhou com cobras, mas na sua palestra original ele fala em “movimentos como os da<br />
serpente”. A figura da “cobra mordendo o próprio rabo” é um símbolo relacionado à alquimia<br />
(conhecemos como ouroboro) e que, dentre as várias interpretações dadas a ele, pode representar a<br />
ideia de renovação em um estado mais elevado (e associada a movimento).<br />
Outros historiadores acreditam que o sonho de Kekulé foi uma paródia sobre a “paródia dos macacos”,<br />
que já era bem conhecida na época. Essa ilustração, com ligeiras modificações, apareceu na capa de<br />
uma revista de gozações alemã, em que zombavam sobre os textos publicados na “Revista da<br />
Sociedade <strong>Química</strong> Alemã”. Observem que alguns macacos seguram os pés de seus colegas com ambas<br />
as mãos (representando as ligações duplas entre os carbonos) e outros seguram com uma mão só. As<br />
bananas aparecem nas figuras mais modernas, provavelmente indicando os átomos de hidrogênio.<br />
Kekulé propôs, então, que o benzeno consistia de um sistema cíclico com seis átomos de carbono e que<br />
ocorria um equilíbrio rápido (ou seja, uma molécula se transformava quase que instantaneamente uma<br />
na outra; o equilíbrio químico é sempre representado por duas setas em sentidos contrários) de tal<br />
modo que não se podia distinguir as ligações:<br />
Figura 116<br />
Hoje em dia sabe-se que não é um equilíbrio. Vamos ver a arrumação dos orbitais, que fica mais fácil<br />
entendermos:<br />
6<br />
1<br />
5<br />
2<br />
4<br />
3<br />
Figura 117
. 79 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Hoje em dia sabe-se que não é um equilíbrio. Vamos ver a arrumação dos orbitais, que fica mais fácil<br />
entendermos:<br />
Da mesma forma que a gente já viu para os polienos conjugados, os elétrons não estão fixos em cada<br />
uma das ligações π. Αfinal, olhando para o desenho ao lado, por que os elétrons iriam escolher o que<br />
está à sua direita e não à sua esquerda para se ligar? Ora, tanto faz. Poderia ser tanto uma estrutura<br />
quanto a outra, daquelas duas propostas no equilíbrio por Kekulé. Na realidade, os elétrons estão<br />
deslocalizados por todos os orbitais p (evidentemente os carbonos do benzeno são hibridizados sp2 ),<br />
ou seja, o sistema é todo conjugado. Essa deslocalização eletrônica por todo o anel gera uma nuvem<br />
eletrônica acima e abaixo do plano desse ciclo.<br />
Assim, não é um equilíbrio, conforme pensou Kekulé. Na realidade, o benzeno é um híbrido (não é uma<br />
coisa nem outra, mas o somatório delas; é a mesma ideia de hibridização de orbitais) que, por questão<br />
apenas de arranjarmos uma forma de desenhar a representação da molécula, é apresentada dessa<br />
maneira.<br />
Dizemos que o benzeno é um híbrido de ressonância (dizemos que temos estruturas de ressonância<br />
quando a única diferença entre elas está na posição dos elétrons) das duas estruturas de Kekulé. A<br />
notação apropriada para ressonância é com uma seta de duas pontas, conforme mostrado na Figura<br />
118:<br />
Figura 118: Representações das estruturas de Kekulé para o benzeno.<br />
A representação com o círculo significa a nuvem eletrônica. Não existe uma representação mais<br />
correta que a outra, embora a que mostra a nuvem esteja mais próxima do modelo proposto. Usa-se<br />
uma ou outra, em função do que estamos discutindo.<br />
Resumindo, e para ficar bem clara toda essa discussão: escrevemos as duas estruturas para o benzeno,<br />
porque essa é uma maneira útil (e muito usada) de simbolizar a ressonância (também chamada de<br />
mesomeria), para nos ajudar a compreender vários aspectos. No entanto, precisamos compreender<br />
que o benzeno NÃO é ora uma, ora outra das duas estruturas: ele é AMBAS as estruturas
. 80 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
simultaneamente, ou ele é um HÍBRIDO das duas estruturas. Daí o significado do círculo dentro do<br />
hexágono.<br />
As duas estruturas diferentes que compõem o híbrido de ressonância são chamadas de formas<br />
canônicas ou estruturas de ressonância ou contribuintes de ressonância.<br />
Naturalmente, a gente conclui que nenhuma das ligações C-C do benzeno é dupla e nenhuma é<br />
simples; todas ficam num meio termo entre duplas e simples e são todas iguais.<br />
O ponto mais importante de tudo isso é que a ressonância contribui para estabilizar a molécula,<br />
isto é, para diminuir sua energia potencial. Aquela diferença de calor de hidrogenação entre o<br />
esperado e o encontrado que a gente já discutiu, é o que chamamos de energia de ressonância do<br />
benzeno.<br />
Bem, agora que a gente já compreendeu a molécula do benzeno, podemos estender essas<br />
propriedades a outras moléculas. Vários compostos, hidrocarbonetos ou não, são aromáticos.<br />
Quando a gente diz que é aromático, estamos afirmando que o composto possui essa estabilização<br />
extra. Mas, como vou saber se á aromático ou não? Só se aparecer um anel igual ao do benzeno? A<br />
resposta para essa última questão é não. Para ser aromático o composto deve:<br />
- Ser cíclico. É claro, pois senão não teríamos a nuvem eletrônica fechada.<br />
- Ser planar, pois, caso contrário, não teríamos o entrosamento de todos os orbitais p.<br />
- Cálculos mais avançados de matemática, que não nos interessam, mostram que além dessas<br />
condições, a estrutura deve obedecer à regra de Hückel. Nós já fomos apresentados a ela. É aquela que<br />
diz que todo sistema aromático possui um n o tal de elétrons π que ao resolvermos a equação 4n+2= n o<br />
de elétrons π, o resultado dê um valor inteiro para n.<br />
A Figura 119 mostra alguns exemplos de compostos aromáticos. Observe bem que várias funções<br />
orgânicas podem estar presentes nos compostos aromáticos:
Figura 119: Exemplos de compostos aromáticos<br />
. 81 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Agora, vamos aprender como se faz a nomenclatura dos hidrocarbonetos aromáticos: a nomenclatura<br />
dos anéis aromáticos derivados do benzeno com apenas um substituinte é feita colocando-se o<br />
prefixo com o nome de substituinte seguido da palavra benzeno, como nos exemplos a seguir:
Metilbenzeno<br />
Nome comum : TOLUENO<br />
1-metil-etilbenzeno<br />
Isopropilbenzeno<br />
Nome comum :CUMENO<br />
Figura 120<br />
. 82 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Etenilbenzeno<br />
Vinilbenzeno<br />
Nome comum: ESTIRENO<br />
Quando o anel aromático possui dois substituintes, esses são indicados ou por número ou por um<br />
prefixo especial: 1,2 ou orto (o); 1,3 ou meta (m); 1,4 ou para(p). Veja:<br />
1,2-dimeti-lbenzeno;<br />
o-dimetil-benzeno<br />
nome comum: o-xileno<br />
1,3-dimeti-lbenzeno;<br />
m-dimetil-benzeno<br />
nome comum: m-xileno<br />
Figura 121<br />
1,4dimeti-lbenzeno;<br />
p-dimetil-benzeno<br />
nome comum: p-xileno<br />
Quando os sistemas aromáticos são substituintes (na presença de outras funções ou quando a cadeia<br />
carbônica é a cadeia principal) os grupos aril são nomeados, da mesma forma, com o uso do sufixo “il”.<br />
Veja a tabela abaixo e observe que o grupo aril derivado do benzeno é designado fenil e o derivado do<br />
tolueno é o benzil:
. 83 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
AROMÁTICO NOMENCLATURA GRUPO ARIL (Ar) NOMENCLATURA<br />
Benzeno C6H5‐ FENIL<br />
Tolueno C6H5CH2‐ BENZIL<br />
A Figura 122 mostra exemplos desta nomenclatura :<br />
Tabela 8: Nomenclatura dos grupos aril<br />
Figura 122: Exemplos de nomenclatura nas quais os aromáticos são tratados como substituintes<br />
Os compostos aromáticos policíclicos (com mais de um anel fundido) são conhecidos por sua<br />
nomenclatura comum:<br />
NH 2<br />
2-fenil-hept-1-eno Fenilamina<br />
Nome comum: ANILINA<br />
F<br />
Figura 123<br />
NH 2<br />
Benzilamina<br />
Naftaleno Antraceno Fenantreno
. 84 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Os compostos aromáticos mais simples são obtidos do alcatrão da hulha e do craqueamento do<br />
petróleo. São muito utilizados como matérias-primas de polímeros e como tintas e vernizes.<br />
O benzeno é matéria-prima importante para a síntese de outros compostos aromáticos (anilina, fenol,<br />
etc.), de borracha sintética, tintas, etc. Não deve ser confundido com o que chamamos de benzina, que<br />
é uma mistura de hidrocarbonetos. Apesar de muito utilizado, o benzeno é extremamente tóxico. Sua<br />
forma hexagonal permite que ele entre nos pares de bases do DNA e cause mutações genéticas. Os<br />
riscos com exposição por pouco tempo incluem problemas com o sistema nervoso, com o sistema<br />
imunológico e anemia. A longo prazo, com a exposição constante, há perigos de câncer, principalmente<br />
leucemia.<br />
O tolueno foi isolado pela primeira vez do bálsamo de tolu (pau-de-incenso) e atualmente suas<br />
principais fontes de obtenção são carvão e petróleo. É utilizado como matéria-prima para a produção<br />
de derivados do benzeno, sacarina, detergentes, entre outros.<br />
Benzopireno<br />
Figura 124<br />
Os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PHA), principalmente o<br />
benzopireno, estão muito associados à poluição (fumaça). É encontrado<br />
na fumaça de chaminés, do cigarro, em alimentos defumados e no carvão.<br />
A medida de sua concentração no ar é uma das técnicas de medida de<br />
poluição. Assim como o benzeno, causa câncer.<br />
Até agora, nós estudamos os compostos orgânicos que contêm apenas carbono e hidrogênio, bem<br />
como os aromáticos que, como você já deve ter percebido, não é uma função orgânica, mas uma<br />
propriedade química que pode ser encontrada em compostos orgânicos os mais diversos.<br />
Vamos agora aprender um pouco sobre os compostos orgânicos que contêm heteroátomos.<br />
2. Haletos Orgânicos<br />
Como o próprio nome já nos diz, haletos de alquila ou arila são compostos orgânicos que possuem<br />
um halogênio (X) ligado a um grupo alquila (RX) ou arila (ArX). O grupo funcional (aquela parte da<br />
molécula que é responsável por sua reatividade) é a ligação C-X.
. 85 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Atualmente, um número enorme de compostos orgânicos halogenados são manufaturados para uso<br />
comercial. Já falamos muito do cloreto de vinila, mas não custa lembrar que ele é o monômero para a<br />
obtenção do PVC. Você consegue imaginar o mundo de hoje sem o PVC? Em função de aditivos que se<br />
adiciona no processo de polimerização, o PVC pode ser rígido ou flexível, brilhante ou opaco, colorido<br />
ou não, transparente ou fosco.<br />
Com todas essas possibilidades, o PVC é utilizado em vários materiais, tais como: equipamentos<br />
médico-cirúrgicos: bolsas de sangue (é o material que melhor conserva o sangue), tubos para<br />
hemodiálise, embalagens de medicamentos; materiais de construção: telhas, portas e janelas, pisos,<br />
encanamentos; embalagens de alimentos: garrafões de água, de óleo, filmes plásticos para<br />
armazenamento.<br />
Compostos orgânicos clorados também são muito utilizados como inseticidas. Mas, como está<br />
comprovado que eles se acumulam no meio ambiente e são tóxicos, seu uso está cada vez diminuindo<br />
mais. O DDT (Dicloro-Difenil-Tricloroetano) e o lindano (usado para matar piolhos e lêndeas) são<br />
exemplos de inseticidas desta classe:<br />
Cl<br />
Cl Cl<br />
Cl<br />
DDT<br />
Cl<br />
Figura 125<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Lindano<br />
Compostos fluorados também têm importância como polímeros. O Teflon é um polímero fluorado<br />
cujo monômero é o tetrafluoroetileno (F2C=CF2) e é muito utilizado em materiais antiaderentes<br />
(utensílios de cozinha).<br />
Os cloro-fluoro-carbonos (CFC´s), conhecidos por freons, foram até pouco tempo muito utilizados<br />
como gases refrigerantes e propelentes de aerossóis. Até o início do século XX, os gases utilizados para<br />
fins de refrigeração eram a amônia (NH3), cloreto de metila (CH3Cl) e dióxido de enxofre (SO2), todos<br />
tóxicos. Quando, em 1932, descobriu-se os freons, o mundo comemorou. Eles eram inertes e não<br />
tóxicos. Rapidamente foram utilizados como gases refrigerantes em geladeiras e ar-condicionados.<br />
Cl<br />
Cl
. 86 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Mas, em 1980, constatou-se que eram os responsáveis pelo buraco de ozônio. Os freons são estáveis e<br />
inertes na troposfera, mas ao atingirem a estratosfera reagem com o ozônio, que é o nosso filtro<br />
protetor das radiações ultravioletas do sol. Com isso, em 1° de janeiro de 1989 entrou em vigor o<br />
chamado Protocolo de Montreal, no qual vários países signatários (inclusive o Brasil) se<br />
comprometeram a substituir as substâncias que estavam reagindo com o ozônio. Desde 2003, no<br />
Brasil, o CFC-12 (era o mais usado em geladeiras) está sendo substituído pelo R-134 A, sigla do 1,1,1,2tetrafluoretano,<br />
que parece não causar danos à camada de ozônio:<br />
Cl<br />
Cl<br />
F F<br />
CFC-12<br />
Figura 126<br />
F F<br />
F<br />
F<br />
R-134 A<br />
Os compostos de iodo e bromados são principalmente usados como matérias-primas em sínteses<br />
industriais.<br />
Um produto natural iodado importante é a tiroxina (Figura 108), hormônio regulador da tiroide,<br />
biossintetizado (biossíntese é a obtenção de um produto em organismos vivos) a partir de um<br />
aminoácido não iodado. A nossa maior fonte de iodo, importante para essa biossíntese, são os<br />
alimentos. Por causa disso, para fornecer iodo ao organismo, no Brasil é obrigatória a adição de iodo ao<br />
sal de cozinha.<br />
O mar tem surpreendentemente nos fornecido produtos naturais bromados. O bromosferol (Figura<br />
127) foi isolado de uma alga marinha.<br />
HO<br />
I<br />
I<br />
O<br />
I<br />
I<br />
Tiroxina<br />
NH 2<br />
Hormônio produzido pela<br />
tiróide<br />
CO 2H<br />
Figura 127: Exemplos de compostos halogenados naturais.<br />
H<br />
OH<br />
H<br />
Br<br />
Bromosferol<br />
Br
. 87 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
A IUPAC aceita dois sistemas diferenciados para dar nome aos compostos halogenados. O mais usado<br />
é aquele que trata os halogênios como substituintes usando-se os termos “fluoro”, “cloro”, “bromo” e<br />
“iodo” e dando o nome da mesma forma que fazemos para os hidrocarbonetos:<br />
CH 3Cl<br />
Clorometano<br />
Br<br />
2-bromopropano<br />
2-iodo-2-metilbutano<br />
Figura 128<br />
I<br />
F<br />
Fluorocicloexano<br />
No outro modo, usa-se os nomes “fluoreto”, “cloreto”, “brometo” e “iodeto” seguido da preposição “de”<br />
e o nome do grupo orgânico:<br />
CH 3I<br />
Iodeto de Metila<br />
Cl<br />
Cloreto de sec-propila<br />
Cloreto de isopropila<br />
CH 2Cl 2<br />
Cloreto de metileno<br />
Figura 129<br />
Br<br />
Brometo de benzila<br />
Em função do carbono em que está o halogênio, os haletos são classificados em metílicos, primários,<br />
secundários ou terciários:<br />
CH 3I<br />
Haleto metílico<br />
Br Haleto primário<br />
Figura 130<br />
Cl<br />
F<br />
Haleto secundário<br />
Haleto terciário
. 88 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Você deve ter percebido que, neste texto, muitas vezes usamos o nome comum. São nomes tão<br />
consagrados, que fica difícil substituí-los pela nomenclatura IUPAC. O triclorometano, por exemplo, é<br />
muito mais conhecido por clorofórmio: CHCl3.<br />
O clorofórmio e o cloreto de etila (CH3CH2Cl) já foram muito utilizados como anestésicos gerais. Hoje,<br />
devido à sua toxicidade, não são mais usados. Por causa da sensação de torpor e tontura que causam,<br />
esses dois compostos são usados como drogas. O cloreto de etila é o constituinte principal do lança<br />
perfume. Atualmente, no Brasil, a venda de clorofórmio é controlada pela Polícia Federal (temos que<br />
pedir autorização especial para comprar e comprovar para o que usou) e o cloreto de etila é<br />
considerado droga ilícita.<br />
3. Alcoóis<br />
Alcoóis são compostos orgânicos que possuem uma hidroxila (OH) ligada a um carbono sp 3 .<br />
Quando a gente pensa na palavra álcool, a primeira coisa que passa na cabeça da gente é o álcool<br />
etílico, ou seja, o álcool presente nas bebidas alcoólicas. Os efeitos da euforia causada pelo álcool são<br />
conhecidos há muitíssimo tempo, e o relato do uso de vinho é visto desde a antiguidade.<br />
Provavelmente, a explicação por essa predileção resida no fato dele ser obtido por fermentação de<br />
açúcares, um processo químico simples.<br />
Mas, vários outros compostos importantes pertencem a essa classe funcional:<br />
Mentol<br />
Figura 131<br />
OH<br />
O mentol é encontrado em diversas espécies de hortelã. Atualmente, é obtido<br />
tanto por extração das plantas, como principalmente por síntese. O mentol se<br />
liga na língua a células que induzem, em nível cerebral, à sensação de frio. Por<br />
causa desse efeito, é muito utilizado em balas, chicletes, cigarro, pastas de<br />
dentes. Você já experimentou tomar água do filtro (“água quente”) chupando<br />
uma bala de menta? Se não, experimente. Parece que a água estava na<br />
geladeira!
. 89 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O colesterol é encontrado nas células de todos os animais. A maior parte desse colesterol é sintetizada<br />
no próprio corpo, sendo apenas pequena parte dele adquirido pela alimentação. O colesterol é muito<br />
importante para uma série de processos que ocorrem no organismo, mas é mais conhecido pela<br />
associação com doenças cardiovasculares. O colesterol é feito principalmente no fígado e precisa sair<br />
de lá e ir para outras células do organismo que estejam precisando dele. Para isso, deve ser<br />
transportado pelo sangue, que é um meio aquoso. Mas o colesterol é insolúvel em água (lembre-se:<br />
apesar de ter uma ligação O-H, polar, a cadeia carbônica dele é muito grande e, então, no final, ele não<br />
é uma molécula polar). Por causa disso, se liga a outras moléculas (as chamadas lipoproteínas), que o<br />
transportam para todas as células. Essas lipoproteínas é que são de dois tipos: as de baixa densidade (a<br />
gente conhece pela sigla do termo em inglês: Low Density Protein: LDL), que parecem ser as<br />
responsáveis por levar o colesterol para as artérias; e as de alta densidade (High Density Protein: HDL)<br />
que, acredita-se, são as responsáveis por absorver os cristais de colesterol que não foram usados e<br />
começam a se depositar nas paredes das artérias. Comumente, a gente fala da LDL como “colesterol<br />
ruim” e HDL como “colesterol bom”. Mas, reparem: a molécula do colesterol é a mesma. O que varia são<br />
as moléculas que o transportam.<br />
Citronelol<br />
Figura 132<br />
OH<br />
O citronelol é um dos constituintes do óleo de citronela e é um bom<br />
repelente de insetos. As velas e essências com citronela têm sido<br />
muito utilizadas para afastar o mosquito da dengue.<br />
Para nomenclaturar os alcoóis, determina-se como cadeia principal a cadeia mais longa que contém<br />
a hidroxila e numera-se pela extremidade mais próxima que contiver essa função. O sufixo<br />
característico da função álcool é “ol”. Quando necessário, indica-se a posição do grupo OH por um<br />
número colocado imediatamente antes do sufixo “ol”.<br />
Outra forma consiste em usar o nome do grupo alquil correspondente com o sufixo “ico” precedido da<br />
palavra álcool. Essas duas formas estão mostradas na Figura 109.<br />
Assim como a gente já viu para os haletos orgânicos, os alcoóis são classificados em metílico, primários,<br />
secundários ou terciários (Figura 133) em função do carbono que está com a OH.
CH 3OH OH<br />
OH<br />
. 90 .<br />
Sala de Leitura<br />
Metanol<br />
Etanol Propan-2-ol 2-Metilpropan-2-ol<br />
Álcool metílico Álcool etílico Isopropanol<br />
terc-Butanol<br />
Álcool isopropílico<br />
ÁLCOOL PRIMÁRIO<br />
ÁLCOOL SECUNDÁRIO<br />
Álcool terc-butílico<br />
ÁLCOOL TERCIÁRIO<br />
Figura 133: Nomenclatura e classificação dos alcoóis<br />
OH<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O etanol é utilizado em bebidas alcoólicas, indústria de perfumaria, solventes, soluções para<br />
assepsia, etc. No Brasil, é muito utilizado como combustível de motores de explosão (veículos<br />
automotores).<br />
O principal método nacional de obtenção do etanol é por fermentação da cana-de-açúcar<br />
(Esquema 3). Fermentação é um processo de transformar um produto em outro pela ação de microorganismos<br />
que, nesse caso, chamamos de fermento. Para a fermentação da cana-de-açúcar, o mais<br />
usado é o Sacharomices cerevisae, também conhecido como fermento do pão. O fermento na<br />
presença de água transforma a sacarose (“açúcar”) em glicose que, então, é convertida em etanol.<br />
C 12H 22O 11<br />
+ H2O 2C6H12O6 SACAROSE<br />
GLICOSE<br />
C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 GLICOSE<br />
ETANOL<br />
Esquema 3: Fermentação da cana-de-açúcar<br />
HO<br />
O<br />
HO<br />
OH<br />
O OH<br />
HO<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
OH<br />
Sacarose (açucar comum)<br />
HO<br />
O OH<br />
HO OH<br />
OH<br />
Glicose
. 91 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Na década de setenta, o mundo assistiu a chamada “crise do petróleo”, quando a escassez elevou<br />
muito o seu preço. Por causa disso, em 1975, o Brasil iniciou o programa “Pró-Álcool” ou “Programa<br />
Nacional do Álcool”, que consistiu em incentivos para a substituição dos carros movidos à gasolina por<br />
outros que utilizassem álcool etílico como combustível. Esse programa foi bem sucedido até a década<br />
de 90, quando o preço do álcool, comparado ao da gasolina, deixou de ser vantajoso. Mas, levou ao<br />
desenvolvimento de uma tecnologia nacional espetacular e o Brasil hoje é o maior produtor de álcool<br />
combustível. A fabricação de carros “Flex”, que se movimentam com uma mistura de álcool e gasolina<br />
pode ser vista como um retorno, de certa forma, desse programa.<br />
Atualmente, no Brasil, várias pesquisas estão sendo feitas para a obtenção de etanol a partir da<br />
mandioca doce. Esse tubérculo possui um teor de sacarose bem maior que a cana e os resultados dessa<br />
pesquisa estão sendo promissores. Talvez, daqui a pouco tempo a gente esteja andando a carros<br />
movidos a álcool de mandioca.<br />
Em países como os Estados Unidos, onde não há essa disponibilidade de cana, o etanol é obtido a<br />
partir do eteno.<br />
Bom, a gente acabou de ver (falamos do álcool da mandioca) que a fermentação para a obtenção de<br />
álcool não é feita só a partir da cana. As bebidas alcoólicas são obtidas da fermentação de vários<br />
substratos. O vinho, por exemplo, é produto de fermentação de uvas. A cerveja, da cevada. A cachaça é<br />
da cana mesmo. Agora, independente da sua fonte de obtenção, o etanol é um depressor (torna as<br />
respostas mais lentas) do sistema nervoso central. Em doses pequenas, causa sensação de euforia e<br />
diminui a nossa capacidade de coordenação motora (diminui nossa capacidade de respostas rápidas,<br />
como, por exemplo, se precisarmos frear um carro rapidamente). Em doses maiores, pode levar à<br />
morte.<br />
O metanol (CH3OH), também conhecido por “álcool de madeira”, pode ser obtido por destilação de<br />
madeira (celulose), mas, atualmente, é obtido principalmente a partir do carvão e água (uma mistura<br />
que conhecemos por “gás de síntese”) ou por oxidação do metano. O metanol é usado como matériaprima<br />
para a produção de outras substâncias (como, por exemplo, o metanaldeído = formol), como<br />
combustível de aviões a jato e carros de corrida e, nos Estados Unidos, como aditivo de gasolina. Há<br />
alguns anos, quando a nossa produção de etanol não atendia à demanda do mercado, foi usado<br />
também aqui como combustível. Mas, por ser muito tóxico, seu uso foi abolido.<br />
Atualmente, adquiriu grande importância, pois é utilizado para a produção de biodiesel (vamos ver<br />
isso quando estudarmos os ésteres).
4. Fenóis<br />
OH<br />
FENOL<br />
Figura 134<br />
. 92 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Quando a função OH está ligada a carbonos sp2 , a reatividade desses compostos é<br />
diferente e então não são classificados como alcoóis. Quando o carbono sp2 não é o<br />
de um sistema aromático, a gente tem a classe dos enóis, que normalmente são<br />
muito instáveis e se transformam rapidamente em aldeídos ou cetonas. Vamos<br />
estudá-los quando virmos aquelas funções.<br />
Quando a OH está diretamente ligada a um anel aromático, temos a classe dos fenóis.<br />
Os fenóis são muito utilizados como desinfetantes (a creolina é uma mistura de fenóis e cresóis. Os 1, 2<br />
e 3-metil-fenóis recebem o nome comum de cresóis) e como matéria-prima na preparação de resinas e<br />
polímeros (a fórmica é uma resina obtida da polimerização do fenol com um aldeído, geralmente<br />
formol), da aspirina e outros medicamentos e mais várias coisas.<br />
O BHT (Butil-hidroxi-tolueno) e o BHA (Butil-hidroxi-anisol) são antioxidantes (evitam processos de<br />
oxidação) muito usados em alimentos para evitar a rancificação de óleos e gorduras.<br />
OH<br />
2,6-di-terc-butil-4-metil-fenol<br />
BHT<br />
Figura 135<br />
Na natureza, também encontramos vários compostos fenólicos. Vamos ver alguns:<br />
OH<br />
OCH3 2,6-di-terc-butil-4-metoxi-fenol<br />
BHA<br />
O eugenol é encontrado no cravo-da-índia e na canela. Sabe aquela sensação esquisita que a gente tem<br />
quando morde o cravo-da-índia da canjica ou do doce de abóbora? Quem causa isso é exatamente o<br />
eugenol. Tem poder antisséptico e anestésico. Devido a esse poder antisséptico, os alimentos que fazem<br />
uso do cravo em sua preparação estragam bem mais lentamente. E é por isso que eram tão importantes<br />
na época dos grandes descobrimentos (lembram da “busca por especiarias”?), pois como ainda não
. 93 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
haviam inventado a geladeira, os alimentos estragavam muito rápido. Por causa também dessas<br />
propriedades antissépticas e anestésicas é misturado com óxido de zinco para preparar o cimento que o<br />
dentista coloca em nossas cáries. Nunca repararam que aquilo tem cheiro e gosto de cravo-da-índia?<br />
O tetraidrocanabinol (THC) é outro fenol muito conhecido. É o composto responsável pelas sensações<br />
causadas pela maconha.<br />
No Brasil, essa droga é ilegal, mas em alguns países é utilizada para diminuir a dor de pacientes<br />
terminais (com câncer ou outras doenças).<br />
Atualmente, em muitos lugares do mundo, há um movimento para a legalização da maconha. Muitos<br />
usuários a consideram uma droga benigna. Além disso, alegam que sua legalização aboliria problemas<br />
de tráfico. Mas, o fato é que é difícil a gente saber se os níveis de uso irão aumentar ou permanecerão os<br />
mesmos depois da legalização. Além do mais, a maconha não é uma droga tão benéfica e segura assim,<br />
pois existem estudos que relacionam seu uso a transtornos mentais, como psicose e esquizofrenia.<br />
A maconha altera o funcionamento do sistema nervoso central, podendo modificar o<br />
comportamento das pessoas que fazem uso dela. Ela vem de uma erva cujo nome científico é Cannabis<br />
sativa, uma planta originária da Ásia, mas que se adapta bem em qualquer ambiente. O THC age no<br />
encéfalo e pode gerar problemas de concentração e memória, dificultando o aprendizado e a execução<br />
de tarefas como dirigir ou operar máquinas. Seu uso contínuo pode causar alteração da imunidade,<br />
redução dos níveis de testosterona (hormônio sexual masculino), depressão, crises de pânico e redução<br />
do interesse e motivação para a vida. Ela também pode causar uma hipersensibilidade a estímulos<br />
sensoriais e a alterações de percepção de tempo. As doses elevadas causam perturbações da memória,<br />
alterações do pensamento, sentimentos de estranheza, alucinações e despersonalização.<br />
Os fenóis são nomenclaturados utilizando-se o nome do radical seguido da palavra “fenol”:<br />
OH<br />
2-etil-fenol<br />
o-etil-fenol<br />
OH<br />
OH<br />
p-hidroxi-fenol<br />
Nome comum: Hidroquinona<br />
Figura 136<br />
OH<br />
Cl<br />
NO 2<br />
4-cloro-3-nitro-fenol
Alguns nomes comuns dos fenóis foram mantidos pela IUPAC e estão mostrados abaixo:<br />
5. Éteres<br />
Figura 137<br />
. 94 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
A função orgânica éter se caracteriza pela presença de um átomo de oxigênio entre duas cadeias<br />
orgânicas alifáticas ou aromáticas. Pode ser vista como uma função derivada dos alcoóis e fenóis onde o<br />
hidrogênio da hidroxila é substituído por uma cadeia carbônica:<br />
R O R R-O-Ar Ar-O-Ar<br />
Figura 138<br />
A maior utilização que os éteres encontram são como solventes para tintas e vernizes. O éter etílico<br />
(CH3CH2OCH2CH3) é o que conhecemos comumente como ”éter”. Já foi muito utilizado como anestésico<br />
por inalação, mas não usamos mais, pois é muito inflamável e havia sempre o risco de incêndio nas salas<br />
cirúrgicas. Atualmente foi substituído por outros como o halotano (1,1,1-trifluoro-2-bromo-2cloroetano).<br />
A nomenclatura dos éteres é feita da seguinte forma: a menor cadeia carbônica é tratada como um<br />
substituinte e usa-se a terminação “oxi” e o resto obedece às regras gerais vistas até aqui. Quando as<br />
duas cadeias são idênticas, podemos usar a nomenclatura: éter + as cadeias com a terminação “ico” (ex:<br />
éter etílico).
O<br />
Metoximetano<br />
Éter metílico<br />
O<br />
O<br />
O<br />
1-etoxi-1-metoxicicloexano<br />
Metoxietano<br />
O<br />
1-Metoxipropano<br />
O<br />
4-etoxi-pent-1-eno<br />
Figura 139<br />
. 95 .<br />
O<br />
2-metoxi-propano<br />
Sala de Leitura<br />
O<br />
2-butoxi-benzeno<br />
sec-butoxibenzeno<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Os éteres são muito usados como solventes porque são estáveis, isto é, pouco reativos. Mas o éter<br />
cíclico de três membros é diferente (são denominados epóxidos). Como para fazer o anel de três temse<br />
que “forçar a barra” (os ângulos de um triângulo são bem diferentes dos do tetraedro), a gente diz<br />
que o sistema é tensionado. Por causa dessa tensão, ele adora sair reagindo para quebrar o anel. Essa<br />
propriedade é explorada e eles são muito utilizados como matéria-prima.<br />
O<br />
Figura 140<br />
O epóxido mais simples (sem nenhum substituinte no anel) é o que não tem<br />
nenhum substituinte e é conhecido como óxido de etileno. É um gás que mata<br />
bactérias e fungos e, por conta disso, é muito usado para a esterilização de<br />
substâncias que não suportariam uma técnica de esterilização que usasse<br />
aquecimento. A grande maioria dos materiais médicos é esterilizada com óxido<br />
de etileno.<br />
Mas, como já vimos acima, o principal uso do óxido de etileno é como matéria-prima para a obtenção<br />
de outras substâncias, como, por exemplo, o etilenoglicol: HOCH2CH2OH. O etilenoglicol é usado como<br />
refrigerante automotivo, anticongelante e, junto com o óxido de etileno, na produção de poliéteres. As<br />
resinas epóxi (ex: O Durepoxi ® é uma resina epóxi que na hora do uso a gente mistura com um<br />
endurecedor: poliamida) são um exemplo de poliéter.
6. Aldeídos e Cetonas<br />
. 96 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Os aldeídos e cetonas são uma classe de compostos cuja função orgânica é a carbonila: C=O. Nos<br />
aldeídos, o grupo funcional está ligado, de um lado, com um grupo alquil ou aril e, do outro, com um<br />
hidrogênio. Nas cetonas, os dois lados da carbonila são ligados a cadeias carbônicas:<br />
R<br />
R<br />
O<br />
O<br />
H<br />
R<br />
Ar<br />
R<br />
O<br />
O<br />
H<br />
Ar<br />
Figura 141<br />
ALDEÍDOS<br />
Ar<br />
O<br />
Ar<br />
CETONAS<br />
Aldeídos e cetonas estão em um equilíbrio (transformação de um composto em outro) com compostos<br />
isoméricos que pertencem à função enol (OH ligado a Csp2 ). Esse equilíbrio é muito lento (ocorre muito<br />
devagarzinho). Na maioria dos aldeídos e cetonas, a forma enólica é muito mais instável e então quase<br />
não se forma. Por exemplo, quando eu pego uma garrafa de etanal eu tenho 99,9% das moléculas como<br />
aldeído (chamamos genericamente de “forma ceto”, o isômero que contém a carbonila) e 0,01% das<br />
moléculas como enol (“forma enol” – Esquema 4). Esse equilíbrio é chamado de tautomeria cetoenólica<br />
. A gente já viu que um equilíbrio químico é indicado por duas setas. Como a forma ceto é a que<br />
tem em bem maior quantidade, a seta voltada para ela deve ser bem maior:<br />
O<br />
H<br />
OH<br />
Forma ceto Forma enol<br />
ETANAL ETENOL<br />
Esquema 4: Tautomeria ceto-enólica<br />
H
6.1. Aldeídos<br />
. 97 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Os aldeídos, assim como as cetonas, são, em termos de quantidade e variedades estruturais, uma das<br />
classes de produtos naturais mais abundantes. Muitos deles vaporizam com facilidade e por causa disso<br />
são muito utilizados em indústrias de perfumaria. Alguns exemplos de aldeídos naturais são mostrados<br />
abaixo:<br />
O<br />
Cinamaldeído<br />
H<br />
Figura 142<br />
O cinamaldeído é encontrado na casca da canela. Sua principal<br />
aplicação é na indústria alimentícia como flavorizante (substância que<br />
se adiciona aos alimentos e medicamentos para lhes conferir odor e/ou<br />
sabor) de sorvetes, balas, chicletes, doces e bebidas. Tem propriedades<br />
antifúngicas e por isso também era uma especiaria muito valorizada na<br />
época dos grandes descobrimentos.<br />
Como aromatizante, é adicionado a perfumes com aromas doces ou frutado e em cosméticos,<br />
especialmente em cremes, sabonetes e loções. É muito usado também em velas e incensos.<br />
O citral, um dos constituintes mais comuns de perfumes com toques<br />
cítricos, é, na verdade, uma mistura de dois aldeídos isoméricos: o<br />
geranil e o neral. Repare que a diferença entre os dois está na<br />
estereoquímica da ligação dupla: o geranial é Z, enquanto o neural é<br />
E. Essa pequena diferença estrutural confere às duas moléculas<br />
propriedades olfativas diferentes, já que o geranial possui um forte<br />
odor cítrico, que remete ao limão, e o neral tem um odor menos<br />
acentuado, porém mais adocicado. Além de seu uso na indústria de<br />
perfumaria, essa mistura de aldeídos também é empregada na<br />
indústria alimentícia para reforçar o sabor de limão de balas e outros<br />
comestíveis.<br />
Um aldeído extremamente importante para nós é o cis-retinal (Figura 36). Quando a luz entra no olho,<br />
ela interage com uma substância chamada rodopsina. A rodopsina é uma mistura de uma proteína<br />
(escotopsina) e cis-retinal. Essa interação (luz + rodopsina) transforma o cis-retinal em trans-retinal. Essa<br />
reação leva apenas alguns trilionésimos de segundo e faz com que a rodopsina se converta em<br />
metarodopsina II (“rodopsina ativada”). Esse composto produz impulsos elétricos que são transmitidos<br />
ao cérebro e interpretados como luz. Esse é o mecanismo que faz com que a gente enxergue. O cis-<br />
O<br />
H<br />
Geranial<br />
O<br />
Neral<br />
H<br />
Figura 143
. 98 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
retinal é formado a partir da vitamina A e é por isso que a falta dessa vitamina causa problemas de<br />
visão.<br />
cis-Retinal<br />
H<br />
O<br />
trans-Retinol<br />
Vitamina A<br />
trans-Retinal<br />
OH<br />
Figura 144: Compostos envolvidos no mecanismo da visão.<br />
A nomenclatura dos aldeídos é feita da mesma forma que para as outras funções, lembrando que a<br />
cadeia principal é a que tem a C=O e usa-se o sufixo “al”. Alguns aldeídos tiveram seu nome comum<br />
consagrados e a IUPAC aceita o seu uso. Esses nomes estão em azul, na Figura 107.<br />
Quando, numa molécula, temos funções como OH, NO2 e NH2, além da C=O, esta é a preferencial para a<br />
nomenclatura. As outras funções são nomeadas como substituintes.<br />
O<br />
H
O<br />
O<br />
H H<br />
H<br />
H<br />
Metanal<br />
Etanal<br />
O<br />
Propanal<br />
FORMALDEÍDO ACETALDEÍDO PROPIONALDEÍDO<br />
H<br />
O<br />
BENZALDEÍDO<br />
H<br />
O<br />
OH<br />
m-hidroxi-benzaldeído<br />
O<br />
H<br />
4-metil-pent-3-enal<br />
NH 2<br />
O<br />
H<br />
3-amino-butanal<br />
. 99 .<br />
O H<br />
NO 2<br />
p-nitro-benzaldeido<br />
Figura 145: Nomenclatura de aldeídos<br />
Sala de Leitura<br />
H<br />
O<br />
2-metil-propanal<br />
ISOBUTIRALDEÍDO<br />
4-Hexil-hept-5-inal<br />
O<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Para aldeídos cíclicos, a IUPAC recomenda considerar o grupo CHO à parte: dá-se o nome do<br />
hidrocarboneto correspondente seguido da palavra “carbaldeído”.<br />
O H<br />
Cicloexanocarbaldeído<br />
O<br />
H<br />
3-alil-ciclopentanocarbaldeído<br />
Figura 146<br />
Com certeza, o aldeído que a gente mais ouve falar é o “formol”. O formaldeído é um gás. O que a<br />
gente conhece por “formol” é uma solução aquosa contendo 37% do gás. Essa solução tem inúmeras<br />
aplicações. É usado como preservativo (usamos formol para, por exemplo, embalsamar peças de<br />
H
. 100 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
cadáveres), desinfetante (Lysoform®) e antisséptico. Também é usado para fazer seda artificial, tintas,<br />
corantes, soluções de ureia (uma mistura de formol com mais ou menos 20% de ureia é muito usada<br />
para polimerizações diversas), resinas melamínicas (são plásticos duros - vários utensílios de cozinha,<br />
como conchas, são feitos dela; os quadros brancos são outro exemplo de uso dessa resina), vidros,<br />
espelhos e explosivos. Pode, ainda, ser usado na confecção de germicidas e pesticidas.<br />
O formol, além de gerar soluções explosivas, é tóxico. Em pequenas concentrações pode causar<br />
dermatites alérgicas, tosse, perda do tecido capilar, lacrimação e visão embaçada. A exposição<br />
constante pode levar até ao câncer no aparelho respiratório. Por causa disso, o uso de escovas<br />
progressivas à base de formol foram proibidas no Brasil. Ela fazia mal a quem usa e principalmente ao<br />
cabeleireiro, que ficava em exposição constante. Seu uso é permitido em cosmética como conservante<br />
e em endurecedor de unhas, mas aí sua concentração é muito pequena.<br />
O etanal (mais conhecido como acetaldeído) também é um conhecido seu, embora talvez você não<br />
saiba. Quando a gente bebe (álcool etílico) o nosso organismo transforma primeiro o álcool em<br />
acetaldeído e depois em ésteres diversos e ácido acético, formas pelas quais são eliminados. Quando a<br />
gente bebe em excesso, as enzimas que fazem essa transformação não conseguem realizá-la toda, e aí a<br />
gente acaba ficando com o acetaldeído no organismo. Esse aldeído é que causa enjôo, taquicardia, dor<br />
de cabeça, tontura...enfim, todos aqueles sintomas que nós chamamos de ressaca. Vai dizer que você<br />
nunca viu alguém com acetaldeído no organismo!<br />
6.3. Cetonas<br />
Como a gente já comentou, cetonas são uma classe de compostos orgânicos onde o grupo funcional<br />
carbonila (C=O) está ligado a duas cadeias carbônicas. Da mesma forma que os aldeídos, estão muito<br />
distribuídas na natureza e devido às suas propriedades voláteis são muito usadas em perfumarias.<br />
Vamos ver algumas cetonas naturais:<br />
Muscona<br />
O<br />
Figura 147<br />
A muscona é o principal componente do odor de almíscar (perfumes<br />
de “Musk”) e na natureza é encontrada em cervos almiscareiros (veados<br />
encontrados na Ásia). O macho possui uma glândula no abdômen que<br />
secreta a muscona na época do acasalamento. Antigamente, os<br />
perfumes eram feitos a partir do produto extraído do animal. Como é<br />
necessário sacrificar o animal para a remoção dessa glândula e é uma<br />
espécie que está em extinção, hoje, a muscona é obtida sinteticamente<br />
ou substâncias com odor semelhantes são utilizadas pela indústria de<br />
perfumaria.
Os hormônios sexuais são substâncias produzidas nas gônadas:<br />
testosterona nos testículos e progesterona e estrógeno nos ovários.<br />
Durante a infância esses hormônios estão inibidos, tendo sua produção<br />
iniciada durante a puberdade. São os responsáveis pelo aparecimento das<br />
características sexuais secundárias: no homem, surgimento de pelos pelo<br />
corpo (face, axila e região pubeana), aumento do tamanho peniano,<br />
espessamento das cordas vocais, iniciação da espermatogênese<br />
(produção de espermatozoide); na mulher, surgimento de pelo no corpo,<br />
alargamento do quadril, desenvolvimento dos seios, início do ciclo<br />
menstrual e ovogênese.<br />
O<br />
O<br />
Biacetila<br />
Figura 149<br />
. 101 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
A biacetila é formada em vários processos de fermentação (vinho, cerveja) e é<br />
encontrada também em derivados do leite. É um líquido amarelo que tem gosto<br />
e cheiro muito parecidos com o da manteiga. Por conta disso, é adicionada à<br />
margarina (para que ela fique parecida com manteiga), biscoitos do tipo “chips”,<br />
produtos de confeitarias e na pipoca de micro-ondas.<br />
As cetonas são nomenclaturadas utilizando-se o sufixo “ona”. Quando é necessário indicar a posição da<br />
carbonila, o no vem imediatamente antes da terminação “ona”.<br />
Outra forma, também aceita pela IUPAC, considera a carbonila o centro da molécula e o nome é dado<br />
colocando-se em ordem alfabética os dois grupos ligados à carbonila com o sufixo ilíca. As duas<br />
possibilidades estão mostradas na Figura 150. Os nomes triviais, quando existem, estão colocados em<br />
azul:<br />
O<br />
O<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
OH<br />
O<br />
Progesterona<br />
Figura 148<br />
Testosterona
O<br />
Propanona<br />
Cetona Dimetílica<br />
ACETONA<br />
O<br />
Cetona fenílica e etílica<br />
ACETOFENONA<br />
O<br />
O<br />
Butanodiona<br />
BIACETILA<br />
O<br />
Butanona<br />
Cetona etílica e metílica<br />
O<br />
O<br />
Cetona difenílica<br />
BENZOFENONA<br />
O<br />
Ciclohexan-1,2-diona<br />
O<br />
Pentan-3-ona<br />
Cetona dietílica<br />
HO<br />
. 102 .<br />
O<br />
O<br />
Sala de Leitura<br />
Pentan-2-ona<br />
Cetona metílica e propílica<br />
2,5-dimetil-hexan-3-ona<br />
Cetona isobutílica e isopropílica<br />
O<br />
1-hidroxi-pentan-2-ona<br />
Figura 150: Nomenclatura de cetonas<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
A acetona é usada, principalmente, como solvente de esmaltes, vernizes e tintas. A acetona é muito<br />
utilizada para a remoção de esmalte de unha e também como removedor de supercola. Pode ser usada<br />
para polimento e limpeza de resinas de fibras de vidro e epóxi. Ela dissolve a maioria dos plásticos e<br />
fibras sintéticas.<br />
A butanona é produzida em pequenas quantidades por algumas frutas e vegetais. Nas indústrias, tem<br />
grande aplicação como solventes e é usada também como denaturador do álcool etílico comercial:<br />
substância que se adiciona ao álcool para modificar o seu gosto e assim evitar que seja utilizado como<br />
bebida.<br />
7. Ácidos Carboxílicos<br />
O grupo funcional presente nos ácidos carboxílicos é a carboxila: COOH. O nome desse grupo funcional<br />
é motivo de briga (no bom sentido, ninguém sai trocando socos por causa disso...) porque alguns<br />
químicos dizem que é o mesmo grupo dos aldeídos e cetonas (carbonila), só que agora substituída por<br />
uma hidroxila. No fundo, tanto faz. Chamar de carbonila ou carboxila não muda em nada as<br />
propriedades dos ácidos carboxílicos. Eles são ditos ácidos, porque da mesma forma que os ácidos que<br />
você estudou na <strong>Química</strong> Inorgânica, podem reagir com uma base formando um sal. Abaixo, você pode<br />
ver um exemplo disso com o ácido acético:
O<br />
OH<br />
+ NaOH<br />
. 103 .<br />
O<br />
O Na + H 2O<br />
Ácido acético Hidróxido de sódio Acetato de sódio<br />
ÁCIDO BASE SAL<br />
Figura 151<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Que tipos de compostos são produzidos no nosso metabolismo? Nós inalamos oxigênio e exalamos<br />
dióxido de carbono, um produto de oxidação dos compostos orgânicos. Os ácidos carboxílicos também<br />
são produtos de oxidação e assim são encontrados como produtos de metabolismo de todos os seres<br />
vivos.<br />
Um exemplo é o do ácido lático. Qualquer tarefa que o nosso corpo faz exige energia. Essa energia é<br />
proveniente de uma molécula chamada ATP (trifosfato de adenosina). À medida que o nosso organismo<br />
vai realizando suas funções, a ATP é degradada e depois restaurada por outra fonte energética que<br />
pode ser, por exemplo, fosfocreatina (uma outra molécula geradora de energia), gorduras ou açúcares.<br />
Conforme as necessidades energéticas vão surgindo, o<br />
corpo primeiro usa o ATP para supri-las. Quando acaba<br />
o ATP, ele usa a fosfocreatina para formar mais ATP.<br />
Mas, uma hora também acaba a fosfocreatina e então o<br />
nosso organismo escolhe outra fonte para produzir<br />
mais ATP. Aí, ele pode usar as gorduras (triglicerídeos)<br />
ou os carboidratos (glicose). Nessa escolha, dois fatores<br />
são avaliados: a velocidade de produzir mais ATP e se<br />
há ou não presença de oxigênio nessa produção.<br />
OH<br />
Na presença de oxigênio, o organismo usa as gorduras para obter mais ATP, pois as gorduras geram mais<br />
ATP que os carboidratos e sua fonte é quase ilimitada no nosso corpo. No entanto, se em ausência de<br />
oxigênio ou se a gente precisar de velocidade para produzir ATP (isto é, se precisarmos que ele seja<br />
formado rapidamente), o organismo irá optar pela glicose, que é o que acontece quando estamos<br />
fazendo exercícios muito puxados. Esse modo de formação de ATP tem o inconveniente de formar ácido<br />
lático. O acúmulo de ácido lático nos músculos é o responsável pela dor no corpo que sentimos depois<br />
que a gente forçou a barra na academia.<br />
O<br />
OH<br />
Ácido lático<br />
Figura 152
. 104 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Quando o oxigênio volta a ficar disponível ou quando diminuímos o ritmo do esforço físico, o NAD +<br />
transforma o ácido lático em ATP. Uma pessoa está com um condicionamento bom (não sente mais<br />
dor quando faz exercícios puxados) quando o organismo já se adaptou e forma ácido lático com a<br />
mesma velocidade com que o transforma em ATP, e aí ele não se acumula mais nos músculos.<br />
Desde antes de Cristo encontra-se relatos do uso da<br />
casca do salgueiro para o combate à febre e à dor. Mais<br />
tarde, descobriu-se que nessa planta existe a salicilina<br />
que, no nosso organismo, se transforma em ácido<br />
salicílico, que é quem tem essas propriedades. O chato<br />
desse ácido é que ele corrói as paredes do estômago,<br />
então a indústria farmacêutica mudou um pouco a<br />
estrutura dele, fazendo o ácido acetilsalicílico (AAS,<br />
aspirina). Esse último ainda causa o mesmo problema,<br />
mas bem menos do que o ácido salicílico.<br />
A nomenclatura dos ácidos carboxílicos é feita usando-se a palavra “ácido” e adicionando-se o sufixo<br />
“oico” ao grupo alquil ou aril. Outra forma é adicionar ao nome do grupo alquil (sem substituir o sufixo)<br />
a palavra “carboxílico”. Muitos ácidos são muito mais conhecidos pelo seu nome trivial (em azul, na<br />
Figura 154):<br />
O<br />
H OH<br />
Àcido metanóico<br />
Àcido metanocarboxílico<br />
ÁCIDO FÓRMICO<br />
O<br />
OH<br />
Ácido pentanóico<br />
Ácido pentanocarboxílico<br />
ÁCIDO VALÉRICO<br />
O<br />
OH<br />
Ácido Propenóico<br />
Ácido Propenocarboxílico<br />
ÁCIDO ACRÍLICO<br />
O<br />
OH<br />
Ácido etanóico<br />
Àcido etanocarboxílixo<br />
ÁCIDO ACÉTICO<br />
H 2N<br />
O<br />
OH<br />
O<br />
Ácido 2-metil-hexanóico<br />
Àcido 2-mwtil-hexanocarboxílico<br />
ÁCIDO 2~METIL-CAPRÓICO<br />
O<br />
OH<br />
Ácido 2-amino-etanóico<br />
Ácido 2-amino-acético<br />
GLICINA<br />
OH<br />
OH<br />
Ácido butanóico<br />
Ácidobutanocarboxílico<br />
ÁCIDO BUTÍRICO<br />
O OH<br />
OH<br />
Ácido 2-hidroxi-benzóico<br />
ÁCIDO SALÍCILICO<br />
Figura 154: Nomenclatura dos ácidos<br />
O<br />
HO<br />
O OH<br />
OH<br />
OH<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
COOH<br />
Ácido cicloexanóico<br />
Ácido cicloexanocarboxílixo<br />
OH<br />
Salicilina Ácido Salicilico AAS<br />
Figura 153<br />
COOCCH 3
. 105 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
O ácido fórmico foi obtido pela primeira vez da maceração de formigas, daí o seu nome. A dor e<br />
ardência que a gente sente com a picada de formigas é porque elas injetam esse ácido quando picam.<br />
Ele é usado, hoje, na preparação de couros, como fixador de corantes e na coagulação do látex das<br />
seringueiras para a obtenção da borracha.<br />
O nome do ácido acético vem do latim “acetum”, que quer dizer azedo. O vinagre é uma solução<br />
aquosa de ácido acético e é obtido por fermentação do álcool etílico na presença de bactérias. É usado<br />
como matéria-prima para a obtenção de várias coisas, inclusive do ácido salicílico.<br />
Com o desenvolvimento da indústria química e a necessidade da humanidade de cada vez mais obter<br />
novas matérias, o homem precisou criar matérias-primas que fossem muito reativas, isto é, reagissem<br />
com muitas coisas e rapidamente.<br />
Com isso, duas funções orgânicas foram criadas pelo homem, que não são encontradas na natureza :<br />
os haletos de acila (ou de ácido), onde o OH da carboxila foi substituído por um halogênio e os<br />
anidridos de ácidos que, como o próprio nome diz, pela união de dois ácidos com perda de água.<br />
Esses ácidos podem ser iguais ou não.<br />
Estas funções são nomenclaturadas da mesma forma que os ácidos, colocando na frente a palavra<br />
correspondente ao haleto (cloreto, iodeto, brometo; não existem fluoretos de acila) e o sufixo “oila” ou<br />
anidrido:<br />
O<br />
Cl<br />
Cloreto de etanoila<br />
Cloreto de acetila<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Anidrido etanóico<br />
Anidrido acético<br />
O<br />
Br<br />
Brometo de pentanoila<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Anidrido butanóico-etanóico<br />
Figura 155<br />
O<br />
I<br />
Iodeto de ciclopentanoila<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Anidrido butanodióico<br />
ANIDRIDO SUCCÍNICO
8. Ésteres<br />
. 106 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Quando o hidrogênio da carboxila dos ácidos (RCOOH) é substituído por um grupo alifático ou<br />
aromático, temos um éster. Os ésteres de baixo peso molecular são líquidos voláteis e muitos são<br />
responsáveis pela fragrância e sabor de flores e frutos. Por causa disso, são muito usados como<br />
flavorizantes em alimentos e em cosméticos. Veja alguns exemplos:<br />
O acetato de isoamila é encontrado em bananas e o produto<br />
obtido sinteticamente é muito usado na indústria alimentícia (por<br />
exemplo, biscoito de banana) e cosmética. Mas, cuidado! Apesar de<br />
seu cheiro agradável, é um dos compostos liberados pelas abelhas,<br />
atuando como um feromônio (feromônio são compostos químicos<br />
usados para a comunicação entre indivíduos da mesma espécie) de<br />
alerta, que mobiliza as abelhas para se unirem nas ferroadas ao<br />
“invasor”, que pode ser você!<br />
Outro éster muito usado na indústria de alimentos é o antranilato<br />
de metila. Ele é o que dá o sabor e odor de uvas a sucos, balas,<br />
chicletes, etc.<br />
Além da utilização como flavorizantes, ésteres também são muito usados como solventes de tintas e<br />
vernizes. Vários ésteres são polímeros. A celulose encontrada em madeiras é um polímero de glicose<br />
(várias moléculas de glicose ligadas entre si). Um éster da celulose é o acetato de celulose, muito<br />
uitlizado para a fabricação de filtros de grande absorção (como o do cigarro) e de tecidos para forros,<br />
guarda-chuvas, tapetes e outros produtos. O politereftalato de etileno (PET), outro polímero que é um<br />
éster, e não precisaria nem dizer, é muito utilizado para a confecção de garrafas.<br />
Muitos medicamentos também são ésteres. Se você reparar bem, o AAS que a gente viu quando<br />
estudou a função ácido carboxílico, também é um éster. E olha que coisa interessante: quando o<br />
mesmo ácido salicílico faz o éster na carboxila em vez de na hidroxila (caso do AAS), observe que, na<br />
Figura 158, temos o salicilato de metila, um anti-inflamatório analgésico, que só deve ser usado por via<br />
O<br />
O<br />
Acetato de isoamila<br />
O<br />
Figura 156<br />
O<br />
NH 2<br />
Antranilato de metila<br />
Figura 157
. 107 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
tópica (é tóxico se ingerido em grande quantidade). O AAS não é um produto natural, mas o salicilato<br />
de metila é encontrado em bétulas, árvores que não são encontradas no Brasil.<br />
Figura 158: Ácido salicílico e seus ésteres derivados: salicilato de metila e AAS<br />
A nomenclatura dos ésteres é feita da seguinte maneira: a cadeia principal é aquela que está ligada a<br />
C=O e a designação é feita utilizando-se o sufixo “oato”. A outra cadeia é nomenclaturada usando-se a<br />
terminação “ila”:<br />
O<br />
O<br />
Enoato de metila<br />
Acetato de metila<br />
O<br />
OH O<br />
O<br />
Salicilato de metila<br />
O<br />
Metanoato de fenila<br />
Acetato de fenila<br />
H<br />
O<br />
O<br />
Metanoato de benzila<br />
Formiato de benzila<br />
O<br />
O<br />
Etanoato de etila<br />
Acetato de etila<br />
O<br />
O<br />
Fenolato de etila<br />
OH<br />
Figura 159<br />
COOH<br />
Ácido salicilico<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Propanoato de metila<br />
O<br />
2-etenill-cicloexanoato de metila<br />
2-vinil-cicloexanoato de metila<br />
O<br />
But-2-enoato de sec-propila<br />
But-2-enoato de isopropila<br />
O O<br />
COOH<br />
AAS
. 108 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Lipídeos são substâncias naturais de origem biológica, que são insolúveis em água: óleos, gorduras e<br />
ceras são os exemplos mais comuns. Óleos e gorduras são glicerídeos, isto é, são ésteres do glicerol (ou<br />
glicerina):<br />
Figura 160<br />
Em geral, todas as três hidroxilas do glicerol estão esterificadas (isto é, formaram ésteres) de forma que<br />
esses compostos são também conhecidos por triglicerídeos. Chamamos de óleo os triglicerídeos que<br />
são líquidos à temperatura ambiente, e de gorduras os triglicerídeos que são sólidos. A Figura 41 mostra<br />
um exemplo de um triglicerídeo:<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Figura 161: Um triglicerídeo<br />
Os ésteres podem ser quebrados (em <strong>Química</strong> a gente usa mais o termo “clivar”) formando o álcool e o<br />
ácido correspondente. No caso dos triglicerídeos, os ácidos formados são chamados de ácidos graxos,<br />
pois a palavra “graxa” significa gordura:<br />
HO OH<br />
OH
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
CLIVAGEM<br />
com H 2O<br />
Figura 162<br />
. 109 .<br />
OH<br />
OH<br />
OH<br />
GLICEROL<br />
HO<br />
O<br />
HO<br />
O<br />
+<br />
HO<br />
O<br />
Sala de Leitura<br />
ÁCIDOS GRAXOS<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos, geralmente com uma longa cadeia carbônica: a cadeia<br />
carbônica pode ser saturada (alcânica) ou insaturada. Essa longa cadeia carbônica é que faz com que os<br />
óleos e gorduras não sejem solúveis em água.<br />
Os ácidos graxos naturais têm número par de carbonos porque sua biossíntese (síntese no organismo) é<br />
feita por adição de dois átomos de carbono de cada vez e, quando insaturados, a ligação dupla é sempre<br />
cis. Gorduras trans não são naturais.<br />
A tabela abaixo mostra exemplos de ácidos graxos. A designação abreviada tem o seguinte significado:<br />
o primeiro no indica o no de átomos de carbono, e o no que vem após os dois pontos significa o n° de<br />
C=C que tem na cadeia do ácido.O triângulo com um no subscrito diz a posição dessas ligações duplas.<br />
Número de<br />
carbonos<br />
Nome comum Nomenclatura IUPAC Designação<br />
abreviada<br />
Exemplos de<br />
ocorrência<br />
4 Butírico Butanoico C4:0 Leite, manteiga<br />
6 Caproico Hexanoico C6:0 Leite, manteiga<br />
12 Láurico Dodecanoico C12:0 Óleo de coco<br />
18 Esteárico Octadecanoico C18:0 Sebo animal<br />
18 Oleico (9Z)‐Octadecenoico Δ 9 C18:1 Azeite<br />
18 Linoleico (9Z,12Z)‐Octadecadienoico Δ 9,12 C18:2 Óleo de algodão,<br />
soja, amendoim,<br />
milho, girassol<br />
Tabela 9: Exemplos de ácidos graxos.
. 110 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Vocês já devem ter visto em rótulos de alguns alimentos a seguinte frase: contém ω-3 (essa letra grega a<br />
gente chama de “ômega”). Essa é uma nomenclatura que se usa apenas para ácidos graxos insaturados,<br />
onde o no que aparece depois do ômega se refere à posição da ligação dupla mais afastada da carbonila,<br />
mas numerando a cadeia de trás para a frente, isto é, começando a numerar a cadeia pelo extremo do<br />
CH3 e não da COOH:<br />
O<br />
1 2<br />
HO<br />
18 16 14 12<br />
7 6<br />
9<br />
4 3 1<br />
17 15 13 11 10 8 5 2<br />
3 4 5 6 7<br />
8 9 10 11 1213 14 15 16 18 Numeração IUPAC<br />
17<br />
ÁCIDO α-LINOLEICO<br />
Numeração omega<br />
Figura 163<br />
E para que mais essa complicação? Essa numeração tem importância por questões biológicas,<br />
principalmente para os nutricionistas. O corpo humano (aliás, os mamíferos em geral) pode sintetizar<br />
quase todos os ácidos graxos de que precisa a partir dos açúcares e outras fontes alimentares. No<br />
entanto, não conseguimos fazer os ácidos do tipo ω-3 e nem ω-6. Acontece que precisamos deles para<br />
muitas finalidades: precisamos ingeri-los em nossa alimentação porque não somos capazes de fazê-los e<br />
nossa saúde depende deles em grau apreciável. Por conta disso, são chamados de ácidos graxos<br />
essenciais (em bioquímica, “essencial” significa uma molécula fundamental para a vida, mas que temos<br />
de adquirir a partir de alimentos, porque não sintetizamos).<br />
Ceras são ésteres de ácidos graxos com alcoóis mono-hidroxílicos (não vem do glicerol) de cadeia longa<br />
ou com vários anéis. Na figura abaixo está a estrutura do palmitato de miricila (o no entre parênteses<br />
significa quantas vezes o CH2 se repete), o componente principal da cera de abelhas:<br />
ω-3<br />
O<br />
14 29<br />
O<br />
PALMITATO DE MIRICILA<br />
Figura 164
. 111 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Os sabões (e sabonetes) são sais (usualmente de sódio) de ácidos graxos. Na maioria das vezes são<br />
obtidos por clivagem de triglicerídeos com hidróxido de sódio (NaOH). No interior, ainda tem muita<br />
gente que faz sabão de cinzas. Aí, a base é o hidróxido de potássio (KOH), que é o constituinte das<br />
cinzas. Assim por exemplo, no sabão de coco temos muito sal:<br />
Agora, vamos entender como o sabão limpa:<br />
O<br />
O<br />
Na<br />
Laureato de sódio<br />
Figura 165<br />
Se a gente analisar a estrutura das moléculas do sabão, percebe que é constituída por uma parte<br />
hidrofóbica (“que não gosta de água”), a cadeia carbônica, e uma parte hidrofílica, a extremidade polar<br />
(COO-Na + ). Essa estrutura faz com que essas moléculas em água apresentem a tendência a se agregar,<br />
aproximando as cadeias hidrofóbicas umas das outras, excluindo a água desse grupo e deixando os<br />
extremos hidrofílicos em contato com a água. Esse arranjo chamamos de micela.<br />
A parte hidrofóbica da micela é que retira as sujeiras apolares, e a hidrofílica, as sujeiras polares. Por<br />
isso, tomar banho sem sabonete não limpa! A água sozinha não retira gordura!<br />
Esses mesmos triglicerídeos de vegetais (no Brasil, estamos testando muito com a mamona) são<br />
utilizados para fazer biodiesel. No biodiesel, a parte alcoólica do triglicerídeo (o glicerol) é substituída<br />
por um grupo metoxila (OCH3):<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
CLIVAGEM<br />
com CH 3OH<br />
Figura 166<br />
OH<br />
OH<br />
OH<br />
GLICEROL<br />
MeO<br />
O<br />
+<br />
MeO<br />
MeO<br />
O<br />
O<br />
BIODIESEL
. 112 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Um outro derivado do glicerol, que também é um éster, é o trinitrato de glicerina. Esse éster foi<br />
sintetizado pela primeira vez por Ascario Sobreno, um químico italiano, no século XVIII. O problema é<br />
que esse explosivo é um líquido muito sensível e detonava com qualquer movimento, impedindo,<br />
inclusive, o seu transporte. Alfred Nobel, químico sueco, descobriu que se ele misturasse o trinitrato de<br />
glicerina com um pó inerte (usou terra diatomácea: óxido de silício em pó) ela poderia ser manuseada<br />
com facilidade. Estava descoberta a dinamite.<br />
A descoberta da dinamite e sua ampla exploração industrial tornaram Alfred Nobel muito rico. Nobel<br />
sempre foi um homem generoso, principalmente no que se diz respeito a atividades humanitárias e<br />
científicas. Em seu testamento, Nobel deixou a maior parte de sua fortuna para o que veio a ser o mais<br />
famoso prêmio internacional de ciências, o prêmio Nobel.<br />
9. Aminas<br />
Nossa atmosfera é composta basicamente por 20% de oxigênio e 80% de nitrogênio. Não precisamos<br />
nem falar na importância do oxigênio. Mas, e o nitrogênio? Onde entra nessa história?<br />
Ao contrário do oxigênio, que é ele próprio um dos “ingredientes” das oxidações biológicas (que vão<br />
originar todos os compostos contendo oxigênio: álcool, éteres, ácidos, etc.) o nitrogênio (N2) em si é<br />
relativamente inerte. No entanto, por um processo que a gente conhece por “fixação de nitrogênio” é<br />
transformado em amônia (NH3), e daí se transforma em compostos orgânicos nitrogenados. As aminas<br />
são substâncias nas quais os hidrogênios da amônia são substituídos por grupos alifáticos ou<br />
aromáticos.<br />
Em função dessa substituição, as aminas são classificadas em primárias, secundárias ou terciárias.<br />
Compostos onde o nitrogênio está com quatro substituintes e, por conta disso, está positivo, são<br />
denominados de sais de amônio quaternário:
HO<br />
OH<br />
Dopamina<br />
AMINA PRIMÁRIA<br />
N<br />
H<br />
NH 2<br />
Coniina<br />
AMINA SECUNDÁRIA<br />
N<br />
Trietil-amina<br />
AMINA TERCIÁRIA<br />
Cloreto de cetil-trimetil-amônio<br />
SAL DE AMÕNIO QUATERNÁRIO<br />
É um neurotransmissor (molécula sintetizada<br />
e estocada nos neurônios que só é liberada quando<br />
esse neurônio é estimulado, isto é, quando vai desen<br />
cadear uma ação). Quando o cérebro perde a capacidade<br />
de sintetizar a dopamina, temos a doença de Parkinson.<br />
Uma superatividade dos neurônios que sintetizam a dopamina<br />
gera a esquizofrenia.<br />
Constituinte principal do veneno de cicuta, uma planta<br />
de origem européia. O filósofo Sócrates foi morto por<br />
envenenamento com esta planta.<br />
Esta amina tem um cheiro muito desagradável.Éum dos<br />
compostos liberados quando um peixe morre e começa<br />
a se decompor. Ela realmente tem cheiro de peixe estragado!<br />
N Cl<br />
Figura 167<br />
. 113 .<br />
É um produto sintético utilizado em<br />
condicionadores de cabelo e cremes rinse .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
As aminas e outros compostos nitrogenados estão entre as moléculas orgânicas mais abundantes. Por<br />
serem os constituintes de aminoácidos, proteínas e alcaloides são essenciais para a Bioquímica (ciência<br />
que estuda a “química da vida”). Muitas, como os neurotransmissores, possuem atividade biológica.<br />
Devido à essa gama de efeitos biológicos, são muito utilizadas como medicamentos.<br />
Aminoácidos são compostos orgânicos que possuem em sua estrutura uma função amina e uma função<br />
ácido carboxílico. Podem ou não ter outras funções além dessas. Abaixo (Figura 168) são mostrados<br />
exemplos de α-aminoácidos (para os aminoácidos a gente chama os carbonos vizinhos ao COOH de α<br />
β, γ, δ...) essenciais:
α<br />
H 2N COOH<br />
Glicina<br />
SH<br />
H2N α COOH<br />
Cisteína<br />
H2N α COOH<br />
. 114 .<br />
Fenilalanina<br />
Figura 168: Exemplos de α-aminoácidos essenciais<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
H<br />
OH<br />
N α<br />
H O<br />
Prolina<br />
Proteínas são polímeros constituídos de vários aminoácidos encadeados por meio de uma ligação<br />
peptídica (ligação que ocorre entre a C=O de uma carboxila e o NH de uma amina; é uma ligação<br />
amídica:<br />
O<br />
N<br />
H<br />
Figura 169<br />
As proteínas são de importância primordial para os seres vivos e existem em todas as células vivas. Essa<br />
importância pode ser avaliada pelo fato de que os ácidos nucleicos (DNA e RNA), responsáveis pela<br />
hereditariedade, têm como papel principal a codificação (qual aminoácido vai se ligar com qual) da<br />
síntese de proteínas.<br />
A hemoglobina (que a gente abrevia como Hb) é uma proteína presente nas células vermelhas do<br />
sangue (eritrócitos). É constituída por quatro cadeias de aminoácidos enovelados entre si (no total são<br />
quase 600 aminoácidos). Na extremidade de cada uma dessas cadeias, existe um grande anel orgânico<br />
heterocíclico constituído por vários ciclos nitrogenados. Esses nitrogênios fazem ligação coordenada<br />
com um átomo de ferro e esse sistema cíclico todo é designado grupo “heme” . Com essa coordenação,<br />
o ferro fica na forma Fe +2 e então tem capacidade de se ligar ao oxigênio. É dessa maneira que o<br />
oxigênio é transportado para todo o nosso organismo. A morte por asfixia com monóxido de carbono<br />
acontece porque, na sua presença, o Fe +2 do grupo heme se liga a ele ao invés do oxigênio, ou seja, o<br />
oxigênio não é mais transportado para as nossas células.<br />
).
. 115 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Quando ocorre a morte, as várias proteínas animais se decompõem em várias outras substâncias. Duas<br />
diaminas são exemplos desses compostos e aparecem em toda carne podre. São as responsáveis pelo<br />
cheiro ruim que sentimos. O nome dessas aminas é bastante sugestivo:<br />
H 2N NH 2<br />
1,5-diaminapentano<br />
Cadaverina<br />
Figura 170<br />
H 2N<br />
NH 2<br />
1,4-diaminabutano<br />
Putrescina<br />
Apesar de nós a associarmos a coisas mortas, a cadaverina é encontrada em pequena quantidade no<br />
sêmen e a putrescina no suor e na saliva.<br />
Alcaloides são compostos orgânicos nitrogenados, encontrados basicamente em vegetais<br />
(pouquíssimos alcaloides são descritos em animais). Um exemplo de alcaloide é a cocaína.<br />
A cocaína é extraída das folhas de coca. A folha de coca (cujo consumo através do chá ou se mascando<br />
feito chiclete leva apenas à absorção de uma dose minúscula) é usada há mais de 1.200 anos pelos<br />
povos nativos da América do Sul, que a mastigavam para ajudar a suportar a fome, a sede e o cansaço.<br />
Os incas e outros povos andinos a usaram para facilitar o trabalho em altas atitudes, onde a rarefação do<br />
ar torna o trabalho árduo muito mais difícil.<br />
H<br />
N<br />
Cl O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Cloridrato de cocaína<br />
Figura 171
. 116 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
A forma com que é vendida como droga é o sal de amônio quaternário, e é muito perigosa, pois é muito<br />
mais concentrada que aquela encontrada na folha. A cocaína já foi utilizada como anestésico, mas<br />
devido a seus outros tantos efeitos, não é mais utilizada em medicina. Ao atuar ao nível do Sistema<br />
Nervoso Central, causa euforia, mas também está comprovado que provoca complicações<br />
cardiovasculares e neurológicas graves. Muitas pesquisas mostram a ocorrência de hemorragias<br />
cerebrais devido ao abuso da cocaína. Alguns estudos comprovam que seu uso crônico pode acarretar<br />
em atrofia cerebral, com consequentes déficits na atenção, concentração, aprendizado e memória<br />
visual e verbal. Além disso tudo, a cocaína causa dependência química.<br />
Uma outra forma na qual a cocaína é vendida é o crack, cinco vezes mais potente e, lógico, muito mais<br />
perigoso. A gente já discutiu as interações intermoleculares e aí consegue entender o porquê. A<br />
cocaína é o sal de amônio quaternário, enquanto o crack é a amina terciária. Como o cérebro é<br />
protegido por uma barreira lipídica, quem chega mais no cérebro: o cloridrato de cocaína (um sal) ou a<br />
molécula sem carga (o crack)?<br />
Como muitos neurotransmissores são aminas, medicamentos que atuam no sistema nervoso<br />
geralmente também têm essa função na sua estrutura. Um exemplo é a fluoxetina, que a gente conhece<br />
mais pelo seu nome comercial: Prozac, um antidepressivo.<br />
F 3C N<br />
H<br />
Fluoxetina<br />
Figura 172<br />
Para se nomenclaturar as aminas primárias, adiciona-se ao fim do prefixo referente à cadeia carbônica a<br />
palavra “amina”. Esse prefixo (nome da cadeia carbônica) pode ter a terminação “il” ou não. Para as<br />
aminas secundárias e terciárias, considera-se como cadeia principal aquela que contém o átomo de<br />
nitrogênio e o maior no de carbonos. As outras cadeias são designadas com a letra “N” na frente:
NH 2<br />
Metanaimna<br />
NH 2<br />
Etanamina<br />
Metilamina Etilamina<br />
NH 2<br />
Benzenoamina<br />
Fenilamina<br />
ANILINA<br />
N<br />
H<br />
N-metil-butan-2-amina<br />
. 117 .<br />
NH 2<br />
Propan-2-amina<br />
NH 2<br />
2-fenil-etanamina<br />
2-fenil-etilamina<br />
Benzilamina<br />
Figura 173<br />
NH 2<br />
Sala de Leitura<br />
Cicloexanamina<br />
Cicloexilamina<br />
NH 2<br />
(E)-4-metil-hex-3-en-2-amina<br />
N<br />
N-etil-N,4-dimetil-hexan-3-amina<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
10. Amidas<br />
As amidas são os compostos orgânicos que possuem uma carbonila (C=O) diretamente ligada a um<br />
nitrogênio. Quando vimos a função amina fomos apresentados às proteínas, cujas ligações peptídicas<br />
na realidade são amidas.<br />
Da mesma forma que as aminas, são classificadas em primárias, secundárias ou terciárias:<br />
O<br />
NH 2<br />
Metanamida<br />
AMIDA PRIMÁRIA<br />
O<br />
N<br />
H<br />
N-metil-ciloexanamida<br />
AMIDA SECUNDÁRIA<br />
Figura 174<br />
H<br />
O<br />
N<br />
N,N-dimetil-formamida<br />
AMIDA TERCIÁRIA
. 118 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
As amidas têm aplicações como matérias-primas industriais, medicamentos, fertilizantes e na obtenção<br />
de polímeros. As amidas cíclicas recebem a designação especial de lactamas. As penicilinas, por<br />
exemplo, possuem um ciclo lactâmico:<br />
HO<br />
O<br />
NH 2<br />
H<br />
N<br />
O<br />
O<br />
Penilicina-G<br />
N<br />
S<br />
Figura 175<br />
COO K<br />
As amidas são muito encontradas também na natureza. Embora hoje muitas sejam obtidas por síntese,<br />
as próprias penicilinas são produzidas por fungos.<br />
A piperina e a chavicina são alcaloides amídicos<br />
encontrados na pimenta do reino. Observe que<br />
uma é isômera da outra. Parece que a chavicina é<br />
a responsável pelo sabor picante da pimenta do<br />
reino. Você já comeu pimenta do reino pura? Se<br />
fizer, vai reparar que arde bem mais do que<br />
depois que foi cozida nos alimentos. Isso porque,<br />
com o aquecimento, a chavicina se converte na<br />
piperina, que é menos picante.<br />
Já a capsaicina está presente na pimenta malagueta. Essa arde muito! Ela é o gás de pimenta, muito<br />
usado pela polícia quando quer controlar agitações na rua.<br />
Figura 176<br />
Os polímeros de amidas são denominados de nylon. Existem vários tipos de nylon (diversas amidas são<br />
usadas como monômeros). São usados na confecção de tênis, guarda-chuvas, “air-bags”, barracas de<br />
acampamento, tecidos para vestuário, etc. Cerca de 10% dos materiais usados em um carro hoje são<br />
feitos de poliamidas, que tem a vantagem de serem leves; diminuindo o peso do carro, a gente diminui<br />
o gasto de combustível.
. 119 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
A nomenclatura das amidas é feita igualzinha a das aminas, mas agora substituindo a palavra “amina”<br />
por “amida”:<br />
11. Nitrilas<br />
Figura 177<br />
As nitrilas são compostos orgânicos que possuem o grupo funcional ciano (CΞN). A presença de nitrilas<br />
na natureza é bem mais rara que o dos outros compostos nitrogenados. Quando existem,<br />
normalmente são encontradas na forma de cianoidrinas:<br />
C N<br />
NITRILA<br />
Figura 178<br />
OH<br />
H<br />
C<br />
N<br />
CIANOIDRINA<br />
são compostos onde o grupo CN está em um<br />
carbono que também contém uma hidroxila.<br />
Quando essa hidroxila pertence a um açúcar,<br />
dizemos que é um glicosídeo cianogênico. Esses são<br />
compostos tóxicos, pois liberam HCN e existem em<br />
muitas plantas.
HO<br />
HO<br />
O O<br />
OH<br />
OH<br />
CN<br />
LINAMARINA<br />
Figura 179<br />
. 120 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Uma amida sintética muito importante é a acrilonitrila (H2C=CHCN), pois ela é monômero da<br />
poliacrilonitrila.<br />
A poliacrilonitrila (PAN) é um polímero muito utilizado em fibras têxteis (fibra acrílica), principalmente<br />
para a confecção de roupas de inverno.<br />
A PAN, quando aquecida acima de 180oC, forma um resíduo preto com alto teor de carbono que é<br />
muito utilizada porque é leve e altamente resistente. Esse resíduo é conhecido como fibra de carbono.<br />
A nomenclatura das nitrilas é feita como a das amidas: adiciona-se a palavra ”nitrila” depois do nome do<br />
hidrocarboneto. Quando a nitrila é um substituinte, usa-se a designação ciano:<br />
CN<br />
Etanonitrila<br />
Um glicosídeo cianogênico, chamado linamarina, é encontrado na<br />
mandioca brava. Ela tem de ser bem cozida antes de consumida (para<br />
degradar esse glicosídeo), pois pode levar à morte. Estima-se que cerca de<br />
2.500 espécies de vegetais possuem glicosídeos cianogênicos como<br />
mecanismo de defesa. Por isso, é comum ocorrer envenenamento de gato e<br />
de pessoas por consumir essas plantas ou beber água onde raízes de<br />
mandioca brava foram colocadas de molho.<br />
CN<br />
Propanonitrila<br />
CN<br />
Metil-propanonitrila<br />
Figura 180<br />
COOH<br />
CN<br />
Ácido m-ciano-benzóico<br />
Bem, acabamos por aqui. Nesse texto, fizemos um breve relato da história da <strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong>,<br />
discutimos as propriedades do átomo de carbono, a forma como ele se liga para gerar as diversas<br />
moléculas orgânicas e as consequências dessas ligações em termos de propriedades químicas.
. 121 .<br />
Sala de Leitura<br />
<strong>Química</strong> <strong>Orgânica</strong><br />
Fomos apresentados também aos principais grupos funcionais (existem muitos outros). Você deve ter<br />
reparado que a grande maioria dos compostos tem mais de um grupo funcional em sua estrutura e um<br />
pode influenciar no outro.<br />
Agora, uma questão para pensar: mesmo “esquecendo” as moléculas orgânicas presentes nos<br />
organismos vivos, isto é, pensando naquelas que a tecnologia já criou, e a cada dia surgem mais<br />
novidades, você consegue imaginar a sua vida sem <strong>Química</strong>?