Aula II - Síntese do Bisglicinatocobre II

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Universidade Estadual de Maringá 
Centro de Ciências Exatas 
Departamento de Química 
 
 
 
 
 
2° Prática 
APLICAÇÃO DE COMPLEXOS EM BIOINORGÂNICA – SÍNTESE DO 
BISGLICINATOCOBRE (II) 
 
 
 
Aluna: Adrielle Ávila – R.A: 109.370 
 
 
Docente: Prof° Dra. Hágata Cremasco 
 
 
 
 
 
 
Maringá, agosto de 2021 
 1. Introdução 
 A química bioinorgânica é o fruto de estudo de diversos campos de 
conhecimento, como Química, Biologia, Física e Matemática. Seu crescimento 
deve-se a necessidade de se compreender plenamente os compostos biológicos 
mediados por metais. Este campo, como tal, surgiu nos anos 70 sendo chamada 
de bioquímica inorgânica gerando então polêmica por seu título tão paradoxal. 
Entretanto foi nesse período que cientistas dos mais variados campos do 
conhecimento despertaram grande interesse pelo papel dos metais nos sistemas 
vivos. (XAVIER, 2006) 
 Atualmente pode-se caracterizar dois grandes grupos de atuação na 
química bioinorgânica: um no estudo da ocorrência natural de elementos 
inorgânicos na biologia dos seres vivos e outro atuando na introdução de metais 
em sistemas biológicos como dispositivos exploratórios e drogas. Como 
subgrupos podemos citar: estudo do ambiente de coordenação de íon metálico 
em metaloenzimas, estudo dos mecanismos das reações que ocorrem nos 
centros metálicos das enzimas; desenvolvimento de análogos sintéticos para 
sítios ativos de metaloproteínas (projeto, síntese, caracterização estrutural e 
físico-química e reações catalíticas); desenvolvimento de fármacos contendo 
metais para a cura ou prevenção de doenças (síntese e mecanismo de ação); 
estudos de remoção e transporte de íons metálicos e compostos metálicos para 
sistemas vivos (desintoxicação) e processos de biomineralização. (XAVIER, 
2006) 
 Os metais de transição agem como ácidos de Lewis. O ferro e o cobre por 
exemplo, são centros ativos de metaloenzimas e também de proteínas 
transportadoras de oxigênio. As interações dos íons metálicos com biomoléculas 
geralmente consistem na formação de compostos de coordenação, portanto as 
teorias da química de coordenação também se aplicam a sistemas biológicos. 
Os ligantes mais comumente envolvidos em sistemas biológicos são 
aminoácidos de cadeias laterais e ácidos nucleicos. As proteínas são 
constituídas de vinte aminoácidos essenciais, representados abaixo. 
(SOBRINHO, 2011) 
 
As interações entre os íons metálicos e biomoléculas são, geralmente, da 
mesma natureza das existentes em complexos clássicos, e por isso são tratadas 
de acordo com as teorias da química de coordenação. Sendo assim, as 
propriedades das biomoléculas que contém metais dependem do número e 
distribuição de elétrons de valência nos orbitais d. os aminoácidos que 
normalmente funcionam como ligantes são a cisteína e a metionina (ligadas pelo 
enxofre ao metal), a histidina (ligada pelos nitrogênios do anel imidazólico), o 
aspartato e o glutamato (ligados pelos grupos carboxilatos) e a tirosina (ligada 
ao metal pelo oxigênio fenólico). Com a exceção da tirosina, tem-se observado 
que os demais podem atuar como ligante-ponte entre dois íons metálicos ou 
como ligantes terminais de um íon metálico simples. (XAVIER, 2006) 
 1.1 Cobre 
O cobre é um metal vermelho-pálido, macio, maleável e dúctil. Funde a 
1038°C. Devido a seu potencial de eletrodo padrão ser positivo (+0,34V para o 
par Cu/Cu2+), é insolúvel em ácido clorídrico e ácido sulfúrico diluído, embora na 
presença do oxigênio possa ocorrer alguma solubilização. (VOGEL, 1981) 
O cobre é moderadamente abundante, sendo o vigésimo-quinto elemento 
mais abundante, em peso, na crosta terrestre. Pepitas de cobre naturais (isto é, 
pedaços do metal) eram antigamente encontradas, mas essa fonte está agora 
praticamente esgotada. O minério mais comum é a calcopirita, CuFeS2. Ela tem 
brilho metálico e aparência semelhante à pirita. FeS2 (o “ouro dos tolos”), mas 
com uma coloração mais próxima da do cobre. (LEE,1999) 
O cobre é obtido em larga escala, tendo sido utilizadas 11 milhões de 
toneladas em 1992, principalmente como metal puro e em ligas. O cobre é 
biologicamente importante, sendo encontrado em diversas enzimas do grupo 
das oxidases, nos transportadores de oxigênio em certos invertebrados e no 
sistema fotossintético. Há um grande interesse em torno dos diversos óxidos 
mistos de cobre, que possuem propriedades supercondutoras. (LEE,1999) 
As funções vitais do cobre são devidas a sua capacidade de doar ou de 
receber elétrons, participando das reações de oxi-redução, entre outras, aquelas 
catalisadas pelas enzimas, superóxido dismutase e citocromo oxidase. O cobre 
é necessário para o desenvolvimento e crescimento infantil, mecanismos de 
defesa, crescimento ósseo, maturação das células sanguíneas, transporte de 
ferro e colesterol, metabolismo energético, contratilidade do miocárdio e 
desenvolvimento cerebral. (FRANZAN, 2006) 
 1.2 Glicina 
Conhecido também como ácido aminoacético e ácido 2-amino-etanóico, 
é considerado um aminoácido apolar, não essencial e que apresenta uma massa 
molecular de 75,07 daltons. Sendo considerado o aminoácido mais simples, 
auxilia significamente no estudo da química desses grupamentos. Apresenta 
fórmula geral C2H5NO2. A glicina é o segundo aminoácido mais comum em 
proteínas: representa cerca de 5% dos aminoácidos das proteínas do organismo 
humano. (RAMOS, 2006). Sua estrutura geométrica é ilustrada abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 1.3 Compostos de Coordenação e Quelatos 
 Os compostos de coordenação são formados por um átomo metálico ou 
íon e um ou mais ligantes (átomos, íons ou moléculas) que doam elétrons para 
o metal. Esta definição inclui compostos com ligação metal-carbono, ou 
compostos organometálicos. O composto de coordenação provém de uma 
ligação covalente coordenada, que historicamente considerava-se que era 
formada por doação de um par de elétrons de um átomo para o outro. Nos 
compostos de coordenação, os doadores são geralmente os ligantes, e os 
aceptores são os metais. Compostos de coordenação são exemplos de adutos 
ácido-base, frequentemente chamados de complexos ou, se carregados, íons 
complexos. (MIESSLER,2014) 
 Em alguns complexos, um ligante ocupa mais de uma posição de 
coordenação. Assim, mais de um átomo do ligante está coordenado ao metal 
central. Por exemplo, a etilenodiamina forma um complexo com íons de cobre 
(II): 
 
 
 
 
 Nesse complexo o cobre está rodeado por quatro grupos NH2. Cada 
molécula de etilenodiamina está ligada ao cobre por dois sítios. Por esse motivo 
a etilenodiamina é designada ligante ou grupo bidentado (bidentado significa 
literalmente com dois dentes) forma-se dessa maneira uma estrutura cíclica (no 
presente caso, um par de anéis de cinco membros). Complexos possuindo tais 
estruturas cíclicas são denominados quelatos (khelos é a palavra grega para 
carangueijo). Os quelatos são mais estáveis que complexos com ligantes 
monodentados, pois a dissociação deste tipo de complexo implica na ruptura de 
duas ligações em vez de uma. (LEE, 1999) 
 2. Objetivos 
 Sintetizar o complexo de relevância bioinorgânica bisglicinatocobre (II). 
 3. Procedimento Experimental 
 
 3.1 – Síntese do bisglicinatocobre (II) 
 Primeiramente com o auxílio de uma balança analítica pesou-se 0,8773g 
de cloreto de cobre II dihidratado, e este foi dissolvido em 5 mL de água 
destilada, em um béquer de 100 mL. Depois adicionou-se 5 mL de etanol 95% à 
solução obtida anteriormente. 
Materiais Reagentes 
1 béquer de 100 mL - CuCl2.2H2O 
Espátulas - CH3COONa 
Pipetas de 5 ou 10 mL - Éter etílico 
Kitassato - Glicina 
Tripé e tela - Etanol 
Termômetro - Água destilada 
1 béquer de 25 mL 
Funil de Buchner 
Papel filtro 
Rolha p/ kitassato 
Barra magnética 
Banho de gelo 
 Paralelamente, em um béquer de 25 mL, foram-se dissolvidos 0,7614g de 
glicina em 5 mL de água destilada.E essa solução foi reservada. 
 Então pegou-se novamente a solução de cloreto de cobre II, e adicionou-
se 0,8204g de acetato de sódio e agitou-se esse sistema até a completa 
dissolução do sólido. 
 Adicionou-se o ligante ao metal com o auxílio de um conta-gotas, 
observando-se o que aconteceria alguma modificação (formação de precipitado). 
 Em seguida, a reação foi aquecida em banho-maria a uma temperatura 
de 70°C por aproximadamente 15 minutos e posteriormente o sistema foi 
resfriado em água corrente. Depois para maximizar o processo de precipitação, 
colocou-se o béquer com a mistura em um banho de gelo por 15 minutos. 
Também no mesmo banho de gelo foram colocados em para resfriar: um béquer 
com 10 mL de etanol e outro béquer com 10 de éter etílico, para serem usados 
no momento da filtração. 
 Depois com um sistema de filtração a vácuo, realizou-se a filtração do 
precipitado formado no béquer. Para a realização da filtração o precipitado foi 
primeiramente lavado com 10 mL de etanol e depois com 10 mL de éter etílico 
que foram previamente resfriados. 
 Após o término da filtração o precipitado foi colocado em um dessecador 
por 5 dias para uma completa secagem em temperatura ambiente. Depois disso 
o precipitado foi pesado e o seu rendimento foi calculado. 
 4. Resultados e Discussões 
 A síntese deste complexo é descrita pela junção de duas partes isoladas, 
como visto no procedimento experimental. Na primeira parte é adicionada o 
álcool ao cloreto de cobre II dihidratado, este tem como função criar um “meio 
orgânico” para favorecer a solubilidade do cloreto de cobre dihidratado. E depois 
neste mesmo béquer também foi adicionado o acetato de sódio que terá como 
função realizar a desprotonação da glicina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Essa desprotonação pode ser feita em ambientes ácidos ou básicos (mas 
neste caso foi realizada em ambiente básico). Quando a glicina se encontra em 
meio ácido, a sua forma iônica é protonada como +H3N – CH2 – COOH. E se em 
uma titulação aumentarmos mais ainda o pH desse meio ácido, o grupo carboxila 
da glicina perderá um próton. Em um ponto médio estão presentes na solução 
concentrações equimolares das espécies doadoras (+H3N – CH2 – COOH) e 
receptoras (+H3N – CH2 – COO-). Continuando com a titulação, se alcança outro 
ponto, que é conhecido como ponto isoelétrico, que é exatamente onde o 
primeiro próton for removido e o segundo próton começou a ser removido, sendo 
a glicina diprótica pode doar dois prótons, um de cada grupo ionizável. Neste 
ponto a glicina se apresenta com uma configuração de íon dipolar chamado 
zwitterion (+H3N – CH2 – COO-) no qual a sua carga elétrica resultante é nula. A 
partir daí se inicia outra etapa, que é a remoção de um próton do grupo amina 
da glicina, que será totalmente removido quando a titulação estiver com um meio 
básico (pH=12) +H2N – CH2 – COO-. (PALACIOS, 2017) 
 
 
 
 
 
Água, etanol e 
cloreto de cobre 
Água, etanol e 
cloreto de cobre e 
acetato de sódio 
Água e glicina 
 
 
 
 
 
 
 
 
Efeito que o ambiente químico pode causar nos valores de pKa da Glicina 
Ao juntar as duas partes, o glicinato por possuir dois potenciais sítios de 
ligação, forma-se um ligante bidentado, podendo-se ligar ao metal (criando o 
efeito quelato), formando-se então o complexo bisglicinatocobre (II) de cor azul. 
Que pode ser descrito pela equação abaixo: 
CuCl2.2H2O + 2 CH3COONa + 2 C2H5NO2  [Cu(gly)2] + CH3COOH + 
2NaCl (1) 
O complexo obtido poderá ter duas configurações, pois o cobre no seu 
estado 2+ pode formar uma grande quantidade de compostos de coordenação, 
muitos deles sendo quelatos. Os ligantes bidentados, como a glicina, 
apresentam isomeria cis-trans quando se coordenam com um íon metálico. As 
configurações geométricas que o cobre (II) apresenta com mais frequência são 
aquelas onde ele tem quatro ligantes coplanares formando uma geometria 
octaédrica. A imagem abaixo mostra as possíveis configurações para este 
complexo: 
 
 
 
 
 Para a filtração foi-se utilizado o método de filtração à vácuo (baixa 
pressão) ao invés da filtração normal (apenas com um papel filtro dobrado dentro 
de um funil de vidro), pois a filtração à vácuo é mais indicada para esse tipo de 
prática (com cristais), pois neste tipo de filtração utiliza o papel de filtro na forma 
original de círculo dentro do funil de Büchner (um funil bem maior e pesado, feito 
de porcelana e que contém vários furinhos como se fosse uma peneira). Esse 
funil é acoplado ao kitassato com uma borracha que impede a entrada de ar 
dentro dele. Uma mangueira acoplada a uma trompa de água puxa o ar de 
dentro do kitassato, diminuindo, assim, a pressão dentro dele. Desse modo, 
quando se passa a mistura por esse sistema, a diferença de pressão leva à 
sucção da parte líquida e deixa o sólido no papel de filtro praticamente seco. O 
que implica também em um processo muito mais rápido do que se fosse 
realizado de outro modo. 
 
 
 
 
 
 
 trans-bis-[Cu(gly)2] cis-bis-[Cu(gly)2] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Tabela de dados obtidos no experimento (Grupo 4) 
Papel filtro 0,5811g 
[Ni(NH3)6]Cl2 + Papel filtro 1,4463g 
[Cu(gly)2] 0,8652g 
 
 Portanto conseguimos sintetizar através do experimento 0,8652g de 
[Cu(gly)2]. 
 Cálculo teórico do número de mols do bisglicinatocobre II 
 
 
 
 Levando em consideração a proporção de 1:1 da reação (1). Logo para 
uma reação de 100% de rendimento teríamos que obter 0,0084 mols de 
[Ni(NH3)6]Cl2. 
Cálculo teórico da massa do complexo 
1mol de CuCl2.2H2O -------- 170,452g 
 X --------- 0,8773g 
𝑋 = 0,0051 mols de CuCl2.2H2O 
 
 
 
 Com base nas quantidades de reagentes empregados no processo, 
podemos realizar também o cálculo para ver se a quantidade de glicina na 
reação não estava em excesso. 
 
 
 
 
 Com isso podemos concluir que não houve excesso de reagente, pois 
foram utilizados aproximadamente 0,761g de glicina para a reação. 
Agora comparando a massa teórica com a massa obtida pelo 
experimento, podemos calcular o rendimento da reação. 
Cálculo do rendimento do complexo 
 
 
 
 Por fim obtivemos 0,8652g do complexo bisglicinatocobre (II) [Cu(gly)2, 
que equivale a um rendimento de 71,04%. 
 
 
 
 
 
1mol de [Cu(gly)2] -------- 211,546g 
0,0051mols -------- X 
𝑋 = 1,089 g de [Cu(gly)2] 
1,089g ------ 100% 
0,865g ------- X 
𝑋 = 79,46% 
1mol de [Cu(gly)2] --------- 2 mols de C2H5NO2 
 211,546g --------- 150g 
 1,089g --------- X 
𝑋 = 0,772 g de C2H5NO2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Conclusão 
Os metais de transição, por possuírem elevado potencial de formação de 
complexos, nos permitem sintetizar esses complexos. 
A síntese do biglicinatocobre (II) foi realizada com sucesso, com um 
rendimento de 79,46%, o que pode ser considerado um bom rendimento, por ser 
um experimento de caráter laboratorial, e que pode conter erros no momento de 
sua execução. 
 6. Referências 
LEE, J. D. Química Inorgânica Não Tão Concisa. Tradução da 5° Ed. 
Inglesa. Editora Edgar Blucher, São Paulo, 1999. 
VOGEL, A. Química Analítica Qualitativa. 5°Ed. Editora Mestre Jou. São 
Paulo, 1981. 
MIESSLER, G. L. Química Inorgânica. 5°Ed. Editora Pearson. São Paulo, 
2014. 
XAVIER, F. R. Novos Complexos Binucleares Não-Simétricos de Ferro (III) 
Cobalto (II) e de Gálio (III) Cobalto (II) Como Modelos Miméticos Para as 
Fosfatases Ácidas Púrpuras Metalo-Substituidas. 2006. Dissertação (mestrado) 
– Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC. Programa de Pós-graduação 
em Química, Florianópolis. 
SOBRINHO, J. A. Um experimento em Química Bioinorgânica: Síntese de 
Compostos de Cobre-Glicina. Universidade Estadual Paulista, Presidente 
Prudente. 2011 
FRANZAN, R. Preparação e Caracterização Físico-Química de Complexos 
HidrolisadosParciais de Proteína com Minerais. 2006. Dissertação (mestrado) 
Medicamentos e Cosméticos, Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão 
Preto/USP, Ribeirão Preto. 
 RAMOS, J. M. T. A. Estudo Espectroscópico Vibracional de Complexos 
de Ni(II) com Aminoácidos Serina, Glicina e Ácido Guanidoacético. 2006. 
Dissertação (Mestrado em Química) Universidade Federal Fluminense, Niterói. 
 PALACIOS, R. S. Estudo do Aminoácido Glicina em Função do pH por 
Espectroscopia Raman. Dissertação (mestrado). 2017. Universidade Estadual 
de Maringá, Maringá