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Química A UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA Faculdade de Ciências e Tecnologia MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE 1º Semestre - 2013/2014 Doutor João Paulo Noronha jpnoronha@fct.unl.pt (X) CICLOALCANOS Química A 2 Cicloalcanos CnH2n Esteróide anticoncepcional Química A 3 Esteróides – Hormonas sexuais Testosterona Estrona Regulam o crescimento e funcionamento dos orgãos reprodutores; estimulam o desenvolvimento das características sexuais secundárias. Nomenclatura exemplos Química A 4 Cicloalcanos Nomes: Cicloalcanos Substituintes: Cicloalquilo Cicloalcanos substituídos: em “C1” Etilciclobutano (não # necessário) Alquilcicloalcano ou cicloalquilalcano? 1 2 3 4 5 1-Ciclopropil-pentano (CH2)n não CnH2n+2 Química A 5 Química A 6 cis ≠ trans Isómeros geométricos Química A 7 Estereoisómeros Os cicloalcanos possuem dois lados: “cima”, “baixo”. Com dois ou mais substituintes, novo tipo de isomerismo: Mesmo lado: cis- Lados opostos: trans- Estereoisómeros CH3 CH3 cis-1,2-dimetil-ciclopropano Br F trans-1-bromo-3-fluorociclo-hexano Estereoisómeros Química A 8 Química A 9 cis ≠ trans Isómeros geométricos Química A 10 Estereoisómero (definição) Os estereoisómeros devem ser estáveis à T ambiente. Os rotâmeros interconvertem-se rápidamente por rotação, enquanto os isómeros cis/trans requerem a quebra de ligações. Possuem a mesma conectividade (não são isómeros constitucionais ou de cadeia), mas diferem no arranjo espacial. Nota: Esta definição inclui todos os rotâmeros (anti, gauche, etc.). Definição prática: Química A 11 Cl clorociclopentano (cloreto de ciclopentilo) halo alcano halogeneto de alquilo 2-ciclopropil-hexano Entalpias de combustão ~160 ~160 ~160 Isómeros Química A 12 Cicloalcanos Química A 13 Ciclopropano Ciclobutano Ciclopentano Ciclo-hexano 60° 90° 120° 108° Química A 14 Tensão de anel Análise conformacional em Cicloalcanos 15 (hidrocarbonetos alicíclicos) Conformação em “Cadeira” Mover C1,4 Química A 15 6 conformações torsas >repulsões eletrostáticas Projecção de Newman Mover C1,4 Conformação em “Barco” Química A 16 17 Química A 2 conformações eclipsadas; 4 conformações torsas Tensão transanular A conformação em barco é um estado de transição; cadeira → barco +6,9 kcalmol-1 Tensão eclipse 100.000 vezes/s Química A 18 Confórmeros do Ciclo-hexano - Energia Como desenhar a cadeira do ciclo-hexano Química A 19 e – equatoriais a - axiais “cima” This end “baixo” Como desenhar a cadeira do ciclo-hexano Química A 20 Química A 21 Confórmeros do Ciclo-hexano As duas estruturas são a mesma. Contudo, o que acontece em ciclo-hexanos substituidos? axial ? equatorial ? Videos + Estável Química A 22 Química A 23 Mais estável Menos estável Anti ao anel Gauche ao anel Química A 24 Confórmeros axial-equatorial: Moléculas diferentes 25 Química A Química A 26 Química A 27 Mais estável Menos estável 28 Mais estável Menos estável Química A 29 Química A Br COOH H3C H3C Br COOHΔG° = ? Problema: +1,70+1,41-0,55 = +2,56 Variação da energia livre (ΔGº) de confórmeros do ciclo-hexano da posição equatorial (<E) para a axial (>E) tamanho versus comprimento ligação 30 O poder da análise conformacional: ΔG° pode ser aditivo. Considerar os dimetilciclohexanos: ΔG° = 0 ΔG° = +3,4! ΔG° = 0 1,1-Dimetilciclohexano cis-1,4-dimetilciclohexano CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 H3C CH3 CH3 H3C diaxial diequatorial trans-1,4-dimetilciclohexano CH3 CH3 Mas: Isomeria conformacional CH3 H CH3 axial conformação torsa a CH3 equatorial conformação alterna e H H3C Aditividade na influência dos substituintes + estável ! Química A 31 - estável ! Isomeria cis-trans (e conformacional) Cl H (H3C)3C He a conformação e,a configuração cis H Cl C(CH3)3 H e a conformação a,e H H (H3C)3C Cle conformação e,e configuração trans Cl H C(CH3)3 H a conformação a,a a e Química A 32 Ácido biliar Digestão gorduras Hormona supra-renal Anti-inflamatório Imunosupressor Membranas celulares (fluidez) Precursor da vitamina D Bilis Hormonas Química A 33 Esteróides Química A 34 Artéria coronária Placas de colesterol (LDL) Tetrahidrogestrinona (THG) anabolizante - dopante Etinilestradiol pílula do dia seguinte RU-486 (Mifepristona) pílula abortiva Química A 35 Esteróides androgéneo estrogéneo progestagéneo Química A 36 Esteróides um icosaedro truncado Benzeno (Gr. allos, other, and tropos, manner) Alótropos do carbono: diamante e grafite. Compostos de intercalação de grafite. Fulerenos, hiperfulerenos e nanotubos. Alótropos do Carbono: Cn 37 Química A Formas alotrópicas do carbono Química A 38 100 x mais resistente que o aço; superbaterias; tratamento de doenças Nanotubos de Carbono: Novos Materiais para o Futuro Química A 39 Nanotecnologia Electrónica Óptica Arquitetura Resistência Propriedades eléctricas Condução térmica sp2
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