IQO100 - Aula 6

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2021.1
Fundamentos de Química 
Orgânica e Química de 
Petróleo (IQO100)
José Barros jbarros@iq.ufrj.br
João Monnerat j.monnerat@iq.ufrj.br
mailto:jbarros@iq.ufrj.br
Última aula da parte 1
19/08/2021 2José Barros, IQO100
Recapitulando
• Solubilidade e miscibilidade
• Casos de solvatação: “semelhante dissolve semelhante”
• Moléculas anfipáticas: sabão
• Séries: homólogas (+CH2), isólogas (+H2), heterólogas (troca X)
• Cicloalcanos (naftênicos): 
– Conformações: C3, C4, C5, C6 cicloexano: bote e cadeira (+estável)
– Substituintes axiais e equatoriais
19/08/2021 3José Barros, IQO100
Subst equatorial 
Mais estável
Recapitulando... estereoquímica
19/08/2021 4José Barros, IQO100
• Estereoquímica estuda aspectos estáticos e dinâmicos das formas 
tridimensionais das moléculas
• Fundamentos para estudar estrutura e reatividade
• Estereoisômeros: isômeros (fórmula molecular) 
porém diferem no arranjo espacial 
• Carbono: tetraédrico 
• Se 4 ligantes diferentes: centro estereogênico
(antes conhecido como carbono quiral ou assimétrico)
• Estrutura quiral: não sobreponível à imagem especular 
• Tipos de quiralidade:
central axial planar
Estereoquímica
19/08/2021 5José Barros, IQO100
• Exercício: 
• Quais compostos possuem centro estereogênico?.
Estereoquímica
19/08/2021 6José Barros, IQO100
• Solução: 
• a) Quais compostos possuem centro estereogênico?.
Estes carbonos tem 
substituintes 
iguais, a molécula 
tem plano de 
simetria
Não tem carbono quaternário, a 
molecula tem plano de simetriaOk s
Propriedades dos estereoisômeros (I)
19/08/2021 7José Barros, IQO100
• Constitucionais, diastereoisômeros: diferentes;
• Enantiômeros: mesmo PF, PE, solubilidade, espectros de RMN, IV...
• Enantiômeros: desviam luz plano polarizada em sentidos opostos
• Luz polarizada:• Atividade ótica: desviar o plano da luz plano polarizada
19/08/2021 8José Barros, IQO100
Rotação do plano da luz polarizada
Fonte: https://drive.google.com/file/d/1c8KFFET8S_9gkj-oU45RF76t3gdeu427/view
MONTE, P. M.; BARROS, J. C; SILVA, T. L. Let’s talk easily about stereochemistry: a homemade experiment to undergraduate students
under social isolation. International Symposium on Innovation and Technology (VI SIINTEC), Salvador, 2020.
https://drive.google.com/file/d/1c8KFFET8S_9gkj-oU45RF76t3gdeu427/view
Desvio do plano da luz polarizada
19/08/2021 9José Barros, IQO100
19/08/2021 José Barros, IQO100
Experimento de Urey-Miller (1953)
Preparação de 
aminoácidos a 
partir de 
condições 
primitivas da 
Terra
Obteve mistura 
de enantiômeros!
10
19/08/2021 José Barros, IQO100
Moléculas quirais no espaço!!
11
Meteorito Murchirson (Austrália,
1969): AA diferentes dos naturais com
pequeno excesso enantiomérico (ee)
Molécula quiral no espaço!!
Nomenclatura de estereoisômeros
19/08/2021 12José Barros, IQO100
• Sistema Cahn-Ingold-Prelog (CIP):
• Configuração absoluta (arranjo tridimensional): R ou S
• OBS: Configuração relativa: um centro em relação ao outro
• Prioridade: número atômico;
• Olhar do lado oposto ao grupo de menor prioridade
• Prioridades decrescentes 1,2,3 no sentido horário: R
• Prioridades descrescentes 1,2,3 no sentido anti-horário: S
• Se dois átomos ligados são iguais, amplia-se a comparação aos átomos ligados
• Ligações múltiplas:C=O equivale a
• Se menor prioridade não estiver para trás: inverte
• Exemplo:
Pasteur e os “diamantes de vinho”
19/08/2021 13José Barros, IQO100
Conglomerado racêmico
 10% dos compostos
• Análise do ácido paratartárico ou racêmico (uma amostra obtida a partir do
aquecimento do vinho)
• Separação manual dos cristais (conglomerado racêmico), rotações iguais e
opostas, juntando as soluções a rotação era nula
• TParis < 27°C
Bitartratato
de postássio
Nomenclatura de estereoisômeros
19/08/2021 14José Barros, IQO100
• Sistema Cahn-Ingold-Prelog (CIP):
• Configuração absoluta (arranjo tridimensional): R ou S
• OBS: Configuração relativa: um centro em relação ao outro
• Prioridade: número atômico;
• Olhar do lado oposto ao grupo de menor prioridade
• Prioridades decrescentes 1,2,3 no sentido horário: R
• Prioridades descrescentes 1,2,3 no sentido anti-horário: S
• Se dois átomos ligados são iguais, amplia-se a comparação aos átomos ligados
• Ligações múltiplas:C=O equivale a
• Se grupo de menor prioridade não estiver para trás: inverte
• Exemplo:
(R)
1
2
3
Nomenclatura de estereoisômeros
19/08/2021 15José Barros, IQO100
19/08/2021 José Barros, IQO100 16
• Exercício: Qual a estereoquímica: R ou S?
Nomenclatura de estereoisômeros
19/08/2021 José Barros, IQO100 17
• Solução: De a estereoquímica: R ou S?
Nomenclatura de estereoisômeros
• AA, açúcares, ácidos nucléicos quirais enzimas, receptores, ig etc são quirais
• Modelo de Easson e Stedman: somente um enantiômero (eutômero) consegue
se ligar aos três pontos do receptor, em comparação ao outro (distômero)
19/08/2021 José Barros, IQO100
Importância biológica
da quiralidade
18
Encaixe perfeito
(eutômero)
Não tem encaixe de 
3 pontos (distômero)
• Quiralidade na natureza ou nas construções
• AA, ptn (ex: receptores), DNA
• Você também é quiral!!!
19/08/2021 José Barros, IQO100
A importância da Quiralidade
L-Alanina D-Glicose
Corpo humano 19
Dubai ➔
 Brasília
DNA
19/08/2021 José Barros, IQO100 20
• Como ptns (receptores) são quirais, a maioria dos fármacos tb é!
Importância farmacológica 
da quiralidade
1957
• Frances Kelsey: “a farmacologista que salvou EUA da talidomida”
• Talidomida hoje: lúpus, mieloma, hanseníase
Fonte: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)00339-6
https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)00339-6
19/08/2021 José Barros, IQO100 21
• Quase todos os petróleos conhecidos mostram atividade óptica, 
sendo a maioria dextrógira (+)
• Principalmente na fração 425-450°C (p.e. equivalente a Patm)
• Conseqüentemente, ele deve ser oriundo de organismos vivos!!
• Esta temperatura é correlacionada ao p.e de esteroides e
triterpenos
Importância para a química 
e a engenharia de petróleo da quiralidade?
19/08/2021 José Barros, IQO100 22
• Biomarcadores: compostos orgânicos complexos encontrados no
petróleo que são derivados de organismos vivos
Importância para a química 
e a engenharia de petróleo da quiralidade?
19/08/2021 José Barros, IQO100 23
• Biomarcadores: compostos orgânicos complexos encontrados no
petróleo que são derivados de organismos vivos
Importância para a química 
e a engenharia de petróleo da quiralidade?
H
H
H
B A
19/08/2021 José Barros, IQO100 24
• Biomarrcadores: Também chamados de “fósseis moleculares”
• Analisados por CG/EM
• Petróleo desvia o plano da luz polarizada (+)!!
Colesterol
Importância para a química 
e a engenharia de petróleo da quiralidade?
19/08/2021 José Barros, IQO100 25
• Quando amostras da rocha de origem estiverem disponíveis,
podem ser usados na correlação óleo-rocha. Quando amostras da
rocha de origem não estiverem presentes, os biomarcadores
podem ser usados para inferir dados sobre a rocha de origem.
• Usados também na identificação (fingerprinting) da origem de
vazamentos de óleo
Importância para a química 
e a engenharia de petróleo da quiralidade?
• No petróleo bruto estão presentes compostos que se decompõem acima de
200°C, dos quais a porfirina é o mais conhecido. Isto nos leva a admitir que ao
longo de seu processo de formação, a temperatura não tenha sido superior a este
valor.
2619/08/2021 José Barros, IQO100
Outro indicador da origem 
biológica do petróleo
Porfirina de 
vanádio encontrada no petróleo
Clorofila A
2719/08/2021 José Barros, IQO100
Constituintes do petróleo
(naftênicos)(lineares)
(ramificados)
19/08/2021 28José Barros, IQO100
Aromaticidade
Propriedades que distinguem por exemplo benzeno do
“hipotético” cicloexatrieno:
• Alta energia de ressonância (36 kcal/mol)
• Elétrons deslocalizados
• Sofre substituição em vez de adição
Hipotético anel benzênico
sem as ligações pi
19/08/2021 29José Barros, IQO100
Ressonância:o benzeno
NÃO!! NÃO!! SIM!!
- NÃO CONFUNDIR AS SETAS!!!!!!
19/08/2021 30José Barros, IQO100
IMPORTANTE!!!!!!!!
É DIFERENTE DE
Equilíbrio Ressonância
A B A B
A e B em equilíbrio, existem A e B,
A se transforma em B e vice-versa
Não existe A nem B, existe um
híbrido entre A e B, chamadas
estruturas ou formas de ressonância
Eros e o Centauro
19/08/2021 31José Barros, IQO100
Aromaticidade
Condições para um sistema ser aromático:
1) Cíclico
2) Cada átomo no anel deve ser conjugado
3) Possuir [4n+2] elétrons pi
4) Plano (usualmente quando 1-3 são satisfeitas, 4 tb é, mas 
existem exceções
19/08/2021 32José Barros, IQO100
Aromaticidade
Condições para um sistema ser aromático:
1) Cíclico
19/08/2021 33José Barros, IQO100
Aromaticidade
Condições para um sistema ser aromático:
2) Cada átomo no anel deve ser conjugado
ou “cada áromo deve ter um orbital p disponível”
ou “cada átomo no anel deve participar na ressonância”
OBS: O que destroi a conjugação são átomos hibridizados em sp3 com quatro
ligações, ou seja, este átomo não pode participar da ressonância)
19/08/2021 34José Barros, IQO100
Aromaticidade
Condições para um sistema ser aromático:
3) Possuir [4n+2] elétrons pi
n não é propriedade da molécula, é só uma fórmula aplicada pra saber se é
aromático. [4n+2] é um atalho para [2, 6, 10, 14, 18, 22…] (números de Hückel)
19/08/2021 35José Barros, IQO100
Aromaticidade
Quantos elétrons pi possui cada espécie?
19/08/2021 36José Barros, IQO100
Aromaticidade
A
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19/08/2021 37José Barros, IQO100
Aromaticidade
Alguns elétrons não contam, como na piridina e no ânion benzênio
19/08/2021 38José Barros, IQO100
Aromaticidade
Alguns elétrons não contam, como na piridina e no ânion benzênio
19/08/2021 39José Barros, IQO100
Aromaticidade
Condições para um sistema ser aromático:
4) Plano (em geral quando 1-3 são satisfeitas, 4 tb é, mas há exceções)
19/08/2021 40José Barros, IQO100
A
ro
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19/08/2021 41José Barros, IQO100
Aromaticidade
Resumo:
19/08/2021 42José Barros, IQO100
Exercícios
1) TOM:
a) Li2 existe? B) LiH existe, mostre
(alerta de pegadinha)
Bizus: 3Li 1H ; use o diagrama de OM
19/08/2021 43José Barros, IQO100
Exercícios
1) TOM: 
a) Li2 existe? B) LiH existe, mostre
(alerta de pegadinha)
Bizus: 3Li 1H ; use o diagrama de OM
Solução:
OL = (4-2)/2 = 1 ☺ OL = (2-0)/2 = 1 ☺
Li tão pequeno que estes e-
estão próximos demais do 
núcleo pra formar ligação 
19/08/2021 44José Barros, IQO100
Exercícios
2) VSEPR:
Superinteressante, 05/02/2021: “Em setembro de 2020, uma equipe internacional de astrônomos publicou
um estudo que alegava ter detectado a presença de fosfina em Vênus. A notícia chacoalhou o campo da
astrobiologia e ganhou as manchetes de todo o mundo, já que a molécula poderia ser um indício de vida no
nosso vizinho cósmico. Nos meses seguintes, porém, a animação diminuiu após a divulgação de um erro na
primeira análise de dados – e, recentemente, dois novos estudos trouxeram o maior contraponto de toda a
história até agora, questionando a própria detecção de fosfina na atmosfera de Vênus.
Segundo os novos resultados, é possível que a suposta detecção de fosfina na verdade tenha sido resultado
de uma confusão com outro gás, o dióxido de enxofre, que é comum na atmosfera venusiana. Se
confirmada, essa informação poderia colocar fim ao entusiasmo gerado pela possibilidade de vida no
planeta.”
Usando VSEPR, qual é a matriz e a geometria para fosfina (PH3) e dióxido de enxofre (SO2)?
19/08/2021 45José Barros, IQO100
Exercícios
2) VSEPR:
Solução:
fosfina (PH3) dióxido de enxofre (SO2)
• AXmEn
• PPh3E1 : 3+1 = 4 
• Então MATRIZ TETRAÉDRICA!!
• AXmEn
• SO2E1 : 2+1 = 3 ➔
• Então MATRIZ TRIGONAL PLANA
• GEOMETRIA ANGULAR• GEOMETRIA PIRAMIDAL
19/08/2021 46José Barros, IQO100
Exercícios
3) O meme abaixo ilustra o interessante produto natural chamado lactucina
que é encontrado na alface. Neste
meme, indique a hibridização dos átomos assinalados por a-e.
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https://www.instagram.com/sergioscherrer/
19/08/2021 47José Barros, IQO100
Exercícios
3) Solução: a sp2; b sp2 (Oxigênio vizinho a dupla!), c sp2, d sp3, e
sp3 (Carb é vizinho a dupla tb mas não tem par de e-)
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https://www.instagram.com/sergioscherrer/
19/08/2021 48José Barros, IQO100
Exercícios
4) (ANP, 2015, modificada) A frase “semelhante dissolve semelhante” é muito
utilizada na química para justificar a solubilidade dos compostos. A solubilidade
também pode ser quimicamente justificada através das interações
intermoleculares (forças de atração) semelhantes, existentes entre soluto e
solvente. Considere as vitaminas K3 e B7, cujas estruturas estão representadas a
seguir, qual das duas vitaminas é mais solúvel em água e por quê?
19/08/2021 49José Barros, IQO100
Exercícios
4) Solução:
19/08/2021 50José Barros, IQO100
Exercícios
5)
19/08/2021 51José Barros, IQO100
Exercícios
5)
19/08/2021 52José Barros, IQO100
Exercícios
6) Na figura abaixo que representa os componentes do petróleo,
quais são aromáticos e pq?
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https://www.intechopen.com/chapters/58250
19/08/2021 53José Barros, IQO100
Exercícios
6) Na figura abaixo que representa os componentes do petróleo,
quais são aromáticos e pq?
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19/08/2021 54José Barros, IQO100
Exercícios
6) Solução:
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1) Cíclico
2) Conjugado
3) [4n+2] e- pi
4) Plano

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 

sp3
https://www.intechopen.com/chapters/58250
19/08/2021 55José Barros, IQO100
Exercícios
7) Psoraleno é aromático?
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https://www.instagram.com/p/CSh1qgyJClp/
19/08/2021 56José Barros, IQO100
Exercícios
7) Solução: SIM!!
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https://www.instagram.com/p/CSh1qgyJClp/