OAL 3 Planejamento e Síntese molecular

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Módulo B - 149208 . 7 - Planejamento e Síntese Molecular/Biotecnologia - T.20231.B
Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - Questionário
Audetina Dias Freitas
Nota final Enviado em: 04/05/23 15:54 (BRT)
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Conteúdo do exercício
Conteúdo do exercício
1. Pergunta 1
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“Muitas vezes, é possível visualizar todas as etapas necessárias para a síntese da substância desejada a partir de precursores óbvios. Entretanto, frequentemente a sequência de reações que permitem a obtenção do composto alvo é muito complexa para que a planejemos do início ao fim. Nestes casos, uma vez que sabemos a estrutura da molécula alvo a se obter, planejamos as etapas de trás para frente, identificando precursores imediatos, que podem levar ao produto desejado. Uma vez escolhidos os precursores, estes se tornam as moléculas alvo e o processo é repetido até que tenhamos precursores simples o suficiente para que estejam disponíveis no laboratório”. 
SANGI, D. P. Estratégias de síntese na descoberta de fármacos: o emprego da síntese orientada pela diversidade estrutural. Química Nova, São Paulo, v. 39, n. 8, p. 995-1006, 2016.
Considerando as informações presentes no texto, marque a alternativa que apresenta qual o nome do processo descrito no texto.
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1. 
Esse processo é conhecido como planejamento sintético.
2. 
Esse processo é denominado síntese orientada pela diversidade estrutural.
3. 
O processo é denominado síntese orientada.
4. 
Este processo é conhecido como análise retrossintética.
Resposta correta
5. 
O processo é denominado proteção de grupos sintéticos.
2. Pergunta 2
1/1
. “Devido à grande importância de grupos protetores carbonil, muitos métodos para a sua formação sob catálise heterogênea foram relatados nos últimos anos. A montmorilonita KSF foi relatada para a proteção de compostos carbonílicos. Sob essas condições, aldeídos e cetonas alifáticas eram facilmente protegidos, mas as cetonas aromáticas eram altamente resistentes e a benzofenona não era reativa. O mesmo catalisador foi empregado, sem qualquer solvente, sob irradiação por micro-ondas. A acetalização de compostos carbonílicos com metanol foi investigada por Uemura et al. na presença de uma montmorilonita trocada por cátions. No entanto, cetonas lineares e aldeídos foram convertidos incompletamente sob essas condições”. 
SARTORI, G. et al. Protection (and deprotection) of functional groups in organic synthesis by heterogeneous catalysis. Chemical Reviews, EUA, v. 104, n. 1, p. 199-250, 2004.
A função carbonila, presente em aldeídos e cetonas, é provavelmente um dos grupos funcionais mais versáteis da química orgânica. Marque a alternativa que descreve corretamente uma estratégia para proteger aldeídos e cetonas.
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1. 
Os principais reagentes de proteção de carbonilas incluem acetais, tiacetais, oxatiolanos e derivados nitrogenados.
Resposta correta
2. 
Os acetais e tioacetais apresentam elevada eficácia como grupos de proteção, principalmente devido à sua facilidade de remoção.
3. 
Aldeídos e cetonas protegidos como tioacetais ou O-O acetais apresentam elevados rendimentos.
4. 
Um dos principais problemas desafiadores durante muitas sínteses multiuso é como proteger funções carbonil do ataque eletrofílico.
5. 
A proteção de aldeídos e cetonas tem sido realizada por um repertório relativamente alto de grupos de proteção.
3. Pergunta 3
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“Toda síntese laboratorial tem o potencial de ser aprimorada, um alvo sintético deve ser preparado a partir de materiais de partida baratos e prontamente disponíveis, em uma operação simples, segura, ambientalmente aceitável e com eficiência de recursos que prossiga rapidamente e com rendimento quantitativo. Embora a síntese ideal nunca possa ser realizada, os desafios apresentados por objetivos tão elevados são o que alimenta a pesquisa fundamental. A proteção de grupos funcionais pode aumentar a eficiência sintética em muitos níveis, aproximando a prática da síntese do ideal”. 
YOUNG, I. S.; BARAN, P. S. Protecting-group-free synthesis as an opportunity for invention. Nature chemistry, Reino Unido, v. 1, n. 3, p. 193, 2009.
 
Para que um grupo protetor encontre ampla aplicação na síntese orgânica, ele deve atender a vários critérios. Marque a alternativa que descreve corretamente alguns destes critérios.
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1. 
O grupo protetor também deve ser introduzido e removido com a ajuda de reagentes prontamente disponíveis.
Resposta correta
2. 
O melhor grupo protetor deve necessariamente ser usado para proteger uma ampla variedade de grupos funcionais com bom rendimento.
3. 
Os grupos de proteção devem reagir seletivamente, sem a necessidade de um bom rendimento.
4. 
O grupo protetor deve ser seletivamente removido apenas por reagentes não tóxicos e que não atacam o grupo funcional regenerado.
5. 
Os protetores podem permanecer instáveis em alguns momentos, mas devem apresentar estabilidade durante a etapa de purificação.
4. Pergunta 4
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“Vários fatores relacionados com a estrutura da molécula alvo podem tornar uma síntese mais complexa. Estes fatores são importantes e devem ser levados em consideração no planejamento da síntese, para que esta tenha mais chance de sucesso. Dentre estes fatores, o número de estereocentros é o fator que mais aumenta a complexidade da síntese. Esta área da síntese orgânica é tratada de forma independente, conhecida como síntese assimétrica. Normalmente, a síntese assimétrica é estudada como um capítulo mais avançado no curso de síntese orgânica”.
ROCHA, D. R.; FERREIRA, V. F.; SANTOS, W. C. Aspectos da síntese orgânica no desenvolvimento de métodos e de moléculas biologicamente ativas. Revista Processos Químicos, Goiânia, v. 2, n. 3, p. 9-22, 2008.
O planejamento sintético é um desafio para químicos e é tido como uma etapa de grande importância. Considerando o conteúdo presente no texto, marque a alternativa que descreve corretamente informações sobre objetivos e desafios durante a etapa de planejamento.
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1. 
Durante o estabelecimento de uma rota sintética devem ser realizados estudos de qual o procedimento mais rápido, mesmo que resulte em um menor rendimento.
2. 
Nos estudos de síntese, não há a necessidade de realizar o planejamento sistemático para decidir qual é a melhor sequência de etapas.
3. 
Um dos desafios é preparar um composto em particular de maneira econômica e com confiança de que o método escolhido levará à estrutura desejada.
Resposta correta
4. 
Quando mais do que uma rota sintética estiver disponível para preparar um composto específico, deve-se escolher aquela com mais etapas. 
5. 
Sempre que for feito um planejamento sintético deve ser realizada a análise retrossintética.
5. Pergunta 5
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“A pressão constante para preparar os compostos de maneira mais eficiente colocou o processo pelo qual a química sintética tradicional é conduzida sob escrutínio. Áreas com potencial de melhoria devem ser destacadas e modificadas, para que possamos abordar o critério da ‘síntese ideal’. Uma área que oferece essa perspectiva é a minimização do uso de grupos de proteção na síntese. Um evento de proteção e desproteção introduz pelo menos duas etapas em uma sequência, incorrendo em custos com reagentes adicionais e na eliminação de resíduos, e geralmente leva a um rendimento geral reduzido”. 
YOUNG, I. S.; BARAN, P. S. Protecting-group-free synthesis as an opportunity for invention. Nature chemistry, Reino Unido, v. 1, n. 3, p. 193, 2009.
A escolha correta de grupos de proteção é, muitas vezes, decisiva para a realização de uma síntese eficiente. Considerando informações disponíveis no texto acima, marque a alternativa que apresenta informações sobre os grupos protetores.
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1. 
A pesquisa sobre grupos protetores não tem sido eficiente em propor grupos satisfatoriamente protetores para funções orgânicas como hidroxila e carbonila.
2. 
Os grupos protetores podem ser utilizados apenas para grupos funcionais amina, carbonila e álcool.
3. 
Após fazer a alteração desejadana molécula, os grupos protetores devem ser prontamente removidos, mesmo que pra isso seja necessário promover alterações drásticas no meio reacional.
4. 
Grupos acila são grupos protetores que podem ser utilizados para proteger qualquer grupo funcional.
5. 
Um grupo protetor é utilizado para tornar um ou mais grupos funcionais não reativos temporariamente sob condições específicas que nossa reação desejada exige.
Resposta correta
6. Pergunta 6
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“Antes do desenvolvimento da síntese orgânica, a obtenção de substâncias orgânicas para os seus diversos fins, inclusive terapêuticos, era feita por processos de fermentação ou isolamento de fontes naturais. Atualmente, a síntese de compostos orgânicos constitui uma importante parte no processo de descoberta e desenvolvimento de novos fármacos. Na busca por um fármaco que tenha como alvo uma macromolécula biológica, anteriormente selecionada, é comum fazer uso da estratégia de síntese orientada pelo alvo, seja com o planejamento de uma única substância ou mesmo de uma coleção de compostos de uma determinada classe, empregando a química combinatória”. 
SANGI, D. P. Estratégias de síntese na descoberta de fármacos: o emprego da síntese orientada pela diversidade estrutural. Química Nova, São Paulo, v. 39, n. 8, p. 995-1006, 2016.
Durante uma síntese orgânica, geralmente existe uma etapa prelimiar de criação de um esquema de síntese. Nesse sentido, algumas das convenções foram propostas para essa finalidade. Marque a alternativa que apresenta corretamente tais convenções para cada etapa sintética.
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1. 
Conhecer os reagentes gerais, as condições da reação e os produtos em geral.
Resposta correta
2. 
Conhecer todas as etapas da reação, produtos de reação e sua reatividade.
3. 
Conhecer os reagentes, realizar a retrossíntese e estudos termodinâmicos adicionais.
4. 
Conhecer os reagentes gerais, as condições de reação e tempo de reação.
5. 
Conhecer os catalisadores, o tempo de reação e como parar a reação.
7. Pergunta 7
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“A síntese de novos compostos orgânicos tem papel crucial no desenvolvimento de novos fármacos. Atualmente muitas doenças possuem alvos terapêuticos bem elucidados, permitindo o planejamento racional e síntese de ligantes ou mesmo possuem agentes terapêuticos que possam servir no planejamento de novos compostos. Entretanto muitos males ainda carecem de estratégias específicas e alvos biológicos. A síntese orientada pela diversidade estrutural tem contribuído para o desenvolvimento de novos métodos sintéticos e novas reações químicas, sendo extensivamente empregada para providenciar coleções de compostos complexos e diversos para aplicação no processo de descobrimento de fármacos”.
SANGI, D. P. Estratégias de síntese na descoberta de fármacos: o emprego da síntese orientada pela diversidade estrutural. Química Nova, São Paulo, v. 39, n. 8, p. 995-1006, 2016.
A síntese orientada pela diversidade estrutural é de grande importância para o desenvolvimento de novos fármacos. Considerando informações presentes no texto, assinale a alternativa que descreve corretamente características da síntese orientada pela diversidade estrutural.
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1. 
A síntese orientada pela diversidade tem sido a única estratégia da indústria farmacêutica para a obtenção de compostos com aplicações farmacêuticas.
2. 
Na síntese orientada pela diversidade estrutural, geralmente, tem-se uma estrutura alvo particular.
3. 
A síntese orientada pela diversidade estrutural tem como objetivo a síntese de compostos de baixa diversidade e complexidade.
4. 
A síntese orientada pela diversidade estrutural pode ser definida como a simultânea e eficiente síntese de compostos estruturalmente diversos.
Resposta correta
5. 
A síntese orientada pela diversidade estrutural deve ser conduzida utilizando a análise retrossintética.
8. Pergunta 8
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“Com o advento da tecnologia de DNA e na nossa capacidade de isolar, purificar e analisar uma ampla variedade de produtos naturais, há uma crescente necessidade de métodos rápidos e eficientes de preparação e purificação de oligômeros de ácidos nucleicos e aminoácidos. Muitos destes métodos de sintetizar oligonucleotídeos envolvem o uso de grupos protetores de grupos hidroxila. Tem sido desejável que um grupo protetor de hidroxila seja removível com reagentes que não afetam o restante da molécula, incluindo outros grupos de proteção ou bloqueio que possam estar presentes. Desta forma, o desenvolvimento de grupos protetores de hidroxila que são removíveis ortogonalmente por redução com agentes redutores líquidos constituem uma ferramenta de grande utilidade na síntese química de oligonucleotídeos”. 
URDEA, M. S.; HORN, T. Hydroxyl-protecting groups attached to cytidine nucleotide compounds which are orthogonally removable. U.S. Patent, n. 5,430,138, 4 jul. 1995.
Embora tenha sido usado um grande número de diferentes grupos de proteção, os exemplos mais comuns enquadram-se em três classes principais. Marque a alternativa que apresenta essas três classes corretamente.
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1. 
Amina, ésteres e éteres.
2. 
Éteres, acetais e ésteres
Resposta correta
3. 
Fenóis, aminas e acetais.
4. 
Acetais, carbonila e fenóis.
5. 
Acetais, fenóis e ésteres. 
9. Pergunta 9
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“A indústria farmacêutica está constantemente voltada às inovações científicas e tecnológicas. O processo de descoberta e desenvolvimento de novos fármacos, que engloba várias etapas desde a pesquisa básica até o lançamento do novo medicamento no mercado farmacêutico, passando ainda pelas triagens clínicas, caracteriza-se pelos elevados níveis de investimentos em pesquisa e desenvolvimento (P&D)”.
ANDRICOPULO, A. D. Planejamento de Novos Fármacos: Inovação e Integração. Revista Processos Químicos, Goiânia, v. 2, n. 3, p. 88-90, 2008.
Acredita-se que a indústria farmacêutica deve responder rapidamente à nova química sintética, e isso é especialmente viável quando for projetado com aplicação industrial. Considerando informações presentes no texto, marque a alternativa que apresenta as estratégias da indústria farmacêutica para produzir novos fármacos utilizando o planejamento sintético.
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1. 
As descobertas de novas rotas sintéticas têm sido realizadas graças ao emprego de tecnologias de purificação de produtos em cada etapa da reação.
2. 
Essas novas estratégias para realizar a síntese orgânica têm limitado a pesquisa de novos fármacos.
3. 
As contribuições do planejamento sintético possibilitaram a indústria farmacêutica criar e explorar estruturas que antes eram inacessíveis.
Resposta correta
4. 
Mesmo com a grande diversidade das reações químicas existentes e disponíveis, o volume de trabalhos publicados tem reduzido nos últimos anos.
5. 
As tecnologias modernas em síntese química pela indústria farmacêutica têm se limitado ao uso de novos catalisadores.
10. Pergunta 10
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“A proteção da funcionalidade R-amino dos aminoácidos é uma das questões mais importantes na química dos peptídeos e é obrigatória para impedir a polimerização do aminoácido, uma vez ativado. Como a maioria das sínteses peptídicas, tanto em solução quanto em fase sólida, é realizada na direção C a N, os grupos R-aminoprotetores, que são grupos protetores temporários, são removidos várias vezes durante a síntese e, portanto, a remoção deve ser feita em condições amenas e não devem afetar os demais grupos protetores ou até mesmo a cadeia peptídica”.
ISIDRO-LLOBET, A.; ALVAREZ, M.; ALBERICIO, F. Amino acid-protecting groups. Chemical reviews, EUA, v. 109, n. 6, p. 2455-2504, 2009.
As aminas primárias e secundárias são muito suscetíveis à oxidação, portanto, a fim de manter um grupo amino intacto durante as reações que envolvem outras partes da molécula, geralmente é necessário proteger essas ligações por grupos facilmente removíveis, dentre os quais existe uma vasta gama de opções. Marque a alternativa que apresenta apenas grupos protetores de aminas.
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1. 
Terc-butoxicarbonil, amidas e gruposalílicos.
2. 
Cloreto de acetila, anidrido acético e ésteres.
3. 
Ácido acético, anidrido acético e terc-butoxicarbonil.
Resposta correta
4. 
Grupos alílicos, cloreto de acetila e fenóis.
5. 
Anidrido acético, terc-butoxicarbonil e fenóis.