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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO UNIDADE ACADÊMICA DO CABO DE SANTO AGOSTINHO Química 3 Aula 1 Prof. Jucleiton Freitas EMENTA 2 3 EMENTA CRONOGRAMA DE AVALIAÇÃO 4 06/05 1º Verificação de Aprendizagem 08/07 2º Verificação de Aprendizagem 15/07 3º Verificação de Aprendizagem 22/07 Verificação Final AVALIAÇÕES 5 1° Avaliação de Aprendizagem 1- Atividade 1 - 10% - Leitura de um artigo e elaboração de um resumo simples. (Dia da entrega: 08/04/2024) 2 – Atividade 2 – 10% - Testinho - (Data: 15/04/2024 – Duas questões em 30 min); 3- Atividade 3 – 10% -Atividade – Desenhar estrutura no Programa ChemSketch (Dia da entrega: 29/04/2024); 70% Verificação de aprendizagem teórica. 6 2° Avaliação de Aprendizagem 20% Atividade – Desenhar estrutura no Programa ChemSketch; Desenhar – Esquemas Reacionais 80% Verificação de aprendizagem teórica. AVALIAÇÕES 7 3° Avaliação de Aprendizagem 50% Trabalho Escrito – Artigos Selecionados; 50% Apresentação de Seminário; Trabalho em equipe (2 pessoas) FINAL Prova teórica AVALIAÇÕES LIVROS RECOMENDADOS 8 Volhardt, Peter e Schore, Neil. Química Orgânica – Estrutura e Função. 6ª Edição, editora: Bookman. McMurry, John. Química Orgânica. 9ª Edição, editora: Cengage. SOLOMONS, T. W. G.; FRYLLE, C. B.; SNYDER, S. A. Química Orgânica, 12 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018, v.1 . ACESSO AOS CONTEÚDOS 9 SigaA - Conteúdo programático; - Slides de Aula; - Lista de exercício; - Notícias. PROGRAMAS PARA DESENHAR ESTRUTURAS 10 ChemSketch https://www.acdlabs.com/portuguese/ CHEMSKETCH 11 Descer com a barra de rolagem 12 Clicar: Baixe o ACD/ChemSketch CHEMSKETCH 13 Clicar: Download for Academic and Personal Use CHEMSKETCH 14 CHEMSKETCH PROGRAMAS PARA DESENHAR ESTRUTURAS 15 KingDraw http://www.kingdraw.cn/en/index.html KINGDRAW 16 Clicar 17 Por que usar programas para desenhar estrutura? PROGRAMAS PARA DESENHAR ESTRUTURAS Site 1 Site 2 Site 3 18 Porque estudar Química Orgânica? INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 19 Química Estrutura Composição Materiais Processo de Síntese Propriedades físicas e químicas Alterar a microestrutura Personalizar ou criar INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 20 “A química fará parte de quase todos os desafios que enfrentaremos como raça humana - energia, medicamentos, meio ambiente - como seriam essas coisas sem a química?” Professor Paul Walton, Universidade de York INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 21Fonte: https://www.gratispng.com/png-lflclz/ Polímeros Policloreto de Vinila (PVC) Polietileno de Tereftalato (PET) Poliestireno n H Cl H H INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 22 Polietileno: produzido em maior quantidade no mundo. Produção de Plástico no Brasil Produção física 6,1 Milhões de t Faturamento R$ 65,8 Bilhões C C H H H H n Polímeros Fonte: https://concepto.de/polietileno/ INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 23 Inseticidas Fonte: https://www.ems.com.br/ Aedes Aegypti Dengue Zika Chikungunya Febre Amarela INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 24 Inseticidas Fonte: http://plataforma.saude.gov.br/ Número de casos e óbitos de dengue, chikungunya, Zika, Brasil, 2008 a 2019. INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 25 Inseticidas Fonte: http://dipil.com.br/produtos/produto/lambda-mix-5-ce Fonte: https://www.gratispng.com/ O C O N Br Br Fonte: https://www.gratispng.com/ Malathion l-Cialotrina Deltametrina INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 26 Fármacos Fonte: https://www.ems.com.br/ INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 27 Fármacos Fonte: https://www.oncofisio.com.br/noticia/bacteria-e-modificada- para-produzir-droga-anticancer-de-baixo-custo O taxol foi isolado em 0,2% da taxus brevifolia. Taxol vendido comercialmente. Taxol Fonte: http://nativeplantspnw.com/pacific-yew- taxus-brevifolia/ INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 28 Síntese do Taxol INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 29 Fármacos Consumo de Fármacos no Brasil (2019): 5,3 bilhões de unidades de medicamentos. Faturamento total de R$ 85,9 bilhões de reais. Fonte: https://www.gov.br/anvisa/pt-br/assuntos/noticias-anvisa/2021/divulgados-dados-do-anuario-sobre-a-industria-farmaceutica-no-brasil INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 30 Fármacos 680 (79%) http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/03/sintese.pdf Origem sintética Origem natural Semi-sintética 866 fármacos usados na terapêutica 186 (21%) INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 31 SÍNTESE DA ASPIRINA Qual a diferença entre um fármaco de origem natural, semi-sintético ou sintético? Ácido Acetilsalicílico (AAS) 32 Desde da Grécia Antiga, já sabia-se das propriedades curativas para baixar febres e aliviar dores. Salgueiro (Salix) Fonte: https://www.greenme.com.br/consumir/remedios- caseiros/89013-salgueiro-poder-de-cura-simbolismos/ Isolada em 1827 Salicina Felix Hofmann – 1893 Investigar as propriedades OH O OH Ácido salicílico Fonte: https://www.bayer.com/en/history/felix-hoffmann SÍNTESE DA ASPIRINA 33 Obtenção do Ácido Salicílico O OH O HO OH OH OH OH OH O HO OH OH OH OH OOH OHOxidação Ácido salicílico Salicina Atua como antiinflamatório Atua como pesticidade natural para proteger o salgueiro Quando administrado Irrita as paredes de revestimento do estômago. Reduzindo seu valor comercial Efeitos Colaterais SÍNTESE DA ASPIRINA 34 OH O OH Ácido salicílico O que fazer para que as propriedades antiinflamatórias do ácido salicílico fossem conservadas, mas as corrosivas reduzida? Ácido Acetilsalicílico (AAS) Utilizar um derivado do ácido Salícilico Solução SÍNTESE DA ASPIRINA 35 A medida que a popularidade da aspirina crescia, as fontes naturais do ácido salicílico (salgueiro e rainha-dos-prado) deixaram de ser suficientes para atender a demanda mudial. Ac2O Síntese 1 Síntese 2 SÍNTESE DA ASPIRINA 36 REVISÃO Revisão 37 LIGAÇÃO QUÍMICA Polaridade da ligação: Uma ligação covalente pura, em que os átomos dividem igualmente um par de elétrons, ocorre somente quando dois átomos idênticos se ligam. F—F O resultado é uma ligação covalente apolar. Mapa de potencial eletrostático 38 Polaridade da ligação: Quando dois átomos diferentes se ligam com diferença de eletronegatividade, o par de elétrons será compartilhado de forma desigual. Assim, os átomos adquirem cargas parciais, representadas pela letra grega delta (d). H—F O resultado é uma ligação covalente polar. O átomo que atrai mais fortemente o par de elétrons adquire uma carga parcial negativa (d-) e o outro átomo, adquire uma carga parcial positiva (d+). d-d+ Mapa de potencial eletrostático LIGAÇÃO QUÍMICA 39 Eletronegatividade: É definida como uma medida da habilidade de um átomo, em uma molécula, em atrair elétrons para si. LIGAÇÃO QUÍMICA 40 INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA A química orgânica é a química do carbono e de seus compostos. - Um dos objetivos da química orgânica é relacionar a estrutura de uma molécula a suas reações. Estrutura Reações 41 O carbono é tetravalente pode formar 4 ligações. Princípio Básico Teoria Estrutural da Química Orgânica Hibridização Absorve energia Promoção do elétron Átomo hibridizado 1s sp3 INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 42 Teoria Estrutural da Química Orgânica O carbono pode usar um ou mais elétrons de valência para formar ligações com outros átomos de carbono: Ligação simples Ligação dupla Ligação tripla INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 43 Curiosidade Carbono faz 6 ligações Fonte: Próprio autor. INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 44 • Vários tipos de desenhos são usados para representar as estruturas moleculares. Fórmulas Estruturais de Traços (Kekulé) H CH C H O H C H H H H Fórmulas Estruturais Condensadas Representação das estruturas orgânicas: INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 45 Representação das estruturas orgânicas: Fórmulas de Linhas de Ligação Fórmulas Tridimensionais (tracejadas e cunhas) Representação tridimensionaisde moléculas orgânicas Linha tracejada: atrás do plano do da página. Linha Cunha: frente do plano da página. Linha em ziguezague para representar a cadeia principal: colocada no plano da página. INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 46 As moléculas orgânicas exibem três tipos diferentes de hibridização no carbono central: H C Hibridizado sp3 109,5° Hibridizado sp N H 180° Carbonos hibridiza dos sp3 para geometrias tetraédricas; Carbonos hibridizados sp2 para geometrias trigonais planas; 120° O Hibridizado sp2 H Carbonos hibridizados sp para geometrias lineares. INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 47 É ligado a quatro grupos alquila. Carbono Primário Carbono Secundário Carbono Terciário Carbono Quartenário Se liga diretamente apenas a outro átomo de carbono. É ligado diretamente a outros dois átomos de carbono. É ligado a outros três átomos de carbono. Diferentes tipos de carbono: INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 48 Estrutura e Reatividade: Fatores que afetam a reação orgânica: - Concentração dos reagentes; A + B → C + D Velocidade = k[A][B] em unidade de mol.L-1.s-1 - A temperatura; INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA 49 Estrutura e Reatividade: Fatores que afetam a reação orgânica: - Energia de ativação: Coordenada de reação E CH4 + 2 O2 Reagentes CO2 + 2 H2O Produtos Estado de transição: máximo de energia Ea grande: reação é lenta DH° = - 213 kcal-1 Reação exotérmica INTRODUÇÃO A QUÍMICA ORGÂNICA