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!• O LIVRO 2 B IPOLIEDRO Coordenação geral: André Oliveira de Guadalupe. Supervisão editorial: Eduardo Quintanilha Faustino, Projeto gráfico: Kleber de Souza Portela e Marco Aurélio de Moraes. Coordenação de arte: Antonio José Domingues da Silva, Kleber de Souza Portela. Diagramação: Equipe de arte da Editora Poliedro. Ilustrações: Equipes de ilustração e de arte da Editora Poliedro. Iconografia: Equipes de iconografia e de arte da Editora Poliedro. Edição técnica: Dino Santesso Gabrielli. Edição de texto: Júlio César D. Silva, Luís Eduardo Amorim Guedes, Vivian Plascak Jorge. Coordenação de revisão: Bruna Salles. Revisão: Equipe de revisão da Editora Poliedro. Capa: Fernando Augusto Pereta. Impressão e acabamento: Prol. A Editora Poliedro pesquisou junto às fontes apropriadas a existência de eventuais detentores dos direitos de todos os textos e de todas as obras de artes plásticas presentes nesta obra, sendo que sobre alguns nenhuma referência foi encontrada. Em caso de omissão, Involuntária, de quaisquer créditos faltantes, estes serão incluídos nas futuras edições, estando, ainda, reservados os direitos referidos nos arts. 28 e 29 da lei 9.610/98. Frente 1 5 - Introdução ò Química orgânica.............................. A origem/Histórico....................................................................7 Compostos orgânicos e inorgânicos.......................................8 Conceito moderno de Química orgân ico............................. 8 Fórmulas em Química orgânica............................................10 Classificação das cadeias carbônicas.................................. 14 Revisando.................................................................................18 Exercícios propostos............................................................... 19 Textos complementares......................................................... 22 Exercícios complementares................................................... 24 6 - Nomenclatura ............................................................... Histórico.................................................................................... 29 Nomenclatura lupac............................................................... 29 Nomenclatura substitutiva.....................................................30 Nomenclatura radicofuncional............................................ 37 ................................................................................................. 28 Revisando.................................................................................38 Exercícios propostos............................................................... 39 Texto complementar............................................................... 41 Exercícios complementares....................................................42 7 - Funções o rg ân icas....................................................... Função hidrocarboneto......................................................... 47 Haletos orgânicos...................................................................52 Função álcool...........................................................................53 Função teno l............................................................................54 Função éter.............................................................................. 55 Compostos carbonilicos/funçóes aldeído e cetona......... 55 Função ácido carboxílico.......................................................56 Função sal de ácido carboxílico........................................... 58 Função éster de ácido carboxílico........................................58 .................................................................................................. 46 Lipídeos (óleos e gorduras)................................................... 59 Função am ina..........................................................................60 Função am ida..........................................................................62 Outras funções........................................................................ 63 Revisando.................................................................................64 Exercícios propostos............................................................... 66 Texto complementar............................................................... 84 Exercícios complementares................................................... 86 8 - Isom eria............................................................................ Introdução............................................................................ 1 02 Isomeria plana ou constitucional.................................... 102 Isomeria espacial ou estereoisomeria............................. 106 Revisando...............................................................................113 ................................................................................101 Exercícios propostos........................................................... 114 Textos complementares....................................................... 130 Exercícios complementares................................................ 133 Frente 2 4 - Ácidos e b ases.................................................................................................................................................................. 148 Teoria de Arrhenius.............................................................149 Funções químicas.................... 151 Bases ou hidróxidos.............................................................157 Revisando...............................................................................161 Exercícios propostos............................................................. 162 Textos complementares......................................................165 Exercícios complementares................................................168 5 - Sais e óxido s..................................................................................................................................................................... 1 73 Sais.........................................................................................1 74 Exercícios propostos.............................................................1 89 Óxidos................................................................................... 182 Textos complementares....................................................... 196 Revisando............................................................................. 188 Exercícios complementares...................................................198 6 - S o lu çõ es............................................................................................................................................................................. 205 Dispersões............................................................................. 206 Soluções.................................................................................206 Coeficiente de solubilidade (CJ e curvas de solubilidade...........................................................................208 Tipos de concentração de soluções..................................211 Diluição de soluções............................................................216 Misturas de soluções............................................................217 Titulação.................................................................................218 Revisando.............................................................................. 219 Exercícios propostos.............................................................220 Texto complementar.............................................................227 Exercícios complementares................................................. 229 Frente 3 4 - Cinético de re açõ e s ....................................................................................................................................................... 238 Velocidade média das reações........................................... 239 Teoria microscópica das reações........................................239 Fatores que alteram a velocidade das reações..............240 A equação da velocidade................................................... 242 Revisando.............................................................................. 245 Exercícios propostos.............................................................246 Textos complementares.......................................................254 Exercícios complementares................................................. 256 5 - Equilíbrio quím ico........................................................................................................................................................... 265 A constante de equilíbrio................................................... 266 O deslocamento do equ ilíb rio .........................................270 Equilíbrio iôn ico ....................................................................272 Equilíbrio iônico da água.....................................................274 Soluções ácidas, básicas ou neutras.................................275 Revisando............................................................. 276 Exercícios propostos.............................................................277 Textos complementares.......................................................293 Exercícios complementares................................................. 295 Gabarito ........................................................................................................................................................................................ 307 Introdução à Química orgânica FRENTE 1 Muitas são as teorias que tentam explicar a origem da vida e, em todas elas, existe um requisito comum que se refere à disponibilidade dos elementos químicos essenciais à vida. Carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e fósforo são considerados elementos biogênicos, porém pesquisas recentes indicam que outros elementos, como o arsênio, podem substituir algum desses elementos. Aproximadamente 30 dos mais de 90 elementos naturais são essenciais ò vida. Porém, é um fato inegável que os organismos vivos são essencialmente constituí dos por compostos que contêm carbono, chamados de compostos orgânicos. CAPÍTU IO 5 * introdução ò Químico orgânico A origem/Hístóríco A Química como ciência teve início no fim da Idade Média com o nome de “alquimia”. Os alquimistas, como eram chama dos os primeiros pesquisadores, tinham por objetivo encontrar a pedra filosofal, capaz de transformar qualquer metal em ouro, e 0 elixir da vida, capaz de prolongar a vida. As substâncias encontradas na natureza eram divididas na Antiguidade em três grandes reinos: Vegetal, Animal e Mineral. O Reino Vegetal e o Animal são constituídos por organismos vivos ou orgânicos. No ano 1777, Torbem Olof Bergman sugeriu a divisão da Química em duas partes: • Química orgânica: que estudaria os compostos obtidos di retamente dos organismos vivos. • Quimica inorgânica: que estudaria os compostos de origem mineral. Muitas substâncias orgânicas foram extraídas de vegetais e animais, e o conhecimento de suas propriedades ajudaram a desenvolver a Química orgânica. Simultaneamente, surgiu a crença de que, somente a partir dos organismos vivos, animais e vegetais, era possível obter substâncias orgânicas. Tratava- -se de uma teoria conhecida como Teoria da Força Vital, ou Vitalismo, formulada por Jõns Jacob Berzelius, que afirmava: “A força vital é inerente à célula viva e o homem não poderá criá-la em laboratório.” Em 1828, após várias tentativas, um dos discípulos de Berzelius, Friedrich Wõhler, conseguiu, por acaso, obter uma substância encontrada na urina e no sangue, conhecida como ureia. 0 A II NH4CN0 --------------------------- ^ c HjN NH2 Cianato de amônia Ureia (Inorgânico) (Orgânico) Fig. 1 Síntese da ureia. A partir da produção da ureia, substâncias orgânicas fo ram obtidas em número cada vez maior. Em 1858, Friedrich A. Kekulé definiu a Química orgânica como sendo a parte da Química dos compostos do carbono. São conhecidos, aproxi madamente, 28 milhões de compostos orgânicos diferentes e, diariamente, por causa das pesquisas para a obtenção de novas substâncias, o número de compostos orgânicos aumenta consi deravelmente. L eitura Curiosidades sobre Jacob Berzelius Jõns Jacob Berzelius (Vâfversunda, Ostergõtland, 20 de agosto de 1779 - Estocolmo, 7 de agosto de 1848), foi um químico sueco que se afirmou como um dos fundadores da Química moderna, formulando alguns dos seus conceitos fundamentais. Estudou medicina na Universidade de Uppsala e foi professor de Farmácia, Medicina e Botânica no Instituto Karolinska de Estocolmo. Em um período de dez anos, estudou em torno de dois mil compostos químicos, descrevendo vários elementos químicos até então desconhecidos: o cério (1803), o selénio (1817) e o tório (1828). Entre muitos outros elementos, isolou pela primeira vez o silício (1823), o zircónio (1824) e o titânio (1825). Deve-se a Berzelius a estruturação da atual notação química e a introdução dos conceitos de isomeria, halogênios, ação catalítica e radical orgânico, o que faz dele, a par de John Dalton, Antoine Lavoisier e Robert Boyle, um dos fundadores da moderna Química. Fig. 2 Cientista Sueco Jacob Berzelius. Carta de Wõhler a Berzelius, 22 de fevereiro de 1828 Eu não posso mais, por assim dizer, segurar minha química da urina, eu preciso dizer que posso fazer ureia sem preci sar de um rim, ou mesmo de um animal, seja o homem ou o cão: o sal de amânio do ácido ciânico (cyansãures am- moniak) é a ureia. Talvez você se lembre dos experimentos que realizei, naqueles bons dias que trabalhei com você, e descobri que sempre que tentava combinar ácido ciâni co com amânia aparecia um sólido cristalino branco que não se comportava como ácido ciânico, nem amoníaco... Eu considerei isso como sendo um problema menor, que poderio ser rapidamente resolvido nos curtos intervalos e - graças a Deus - sem necessitar de pesagem. O suposto cianato de amônio foi facilmente obtido por reação de cianato de chumbo com solução de amoníaco... prismas de ângulos retos de quatro lados, lindos cristais foram obtidos. Tratados com ácidos, não liberaram ácido cianídrico, e com base, nenhum traço de amoníaco. Mas, com ócido nítrico, formaram-se flocos brilhantes de um composto facilmente cristalizável e caráter fortemente ácido; eu estava disposto a classificá-lo como um novo ácido, porque, quando aquecido, nem nitrogênio nem ácido nítrico eram liberados; mas, sim, uma grande quantidade de amônia. Então achei que, se fosse saturado com base, o cianato de amônio reaparecería, e podería ser extraído com álcool. Agora, de repente, eu tinha conseguido issol Tudo o que era necessário era comparar a ureia da urina com essa ureia a partir de um cianato. Tradução do autor, < https://webspace.yale.edu/cheml 25/125/ history99/4RadicalsTypes/Urea Letterl 828.html>. Compostos orgânicos e inorgânicos Neste exato momento, você é capaz de classificar as di versas substâncias químicas, do seu campo visual, como sendo orgânieas ou inorgânicas? Essa tarefa é muitas vezes concluída com êxito baseando-se apenas na intuição. Por exemplo, a maioria acertaria a classi ficação dos componentes das roupas como sendo orgânicos e os componentes de uma parede de alvenaria como sendo inorgânicos. Essa intuição vem do fato de que a maior parte dos compos tos orgânicos “pega fogo”. Apesarde o “pegar fogo” não ser uma regra que permita elassificar um composto como sendo orgânico, é fato que quase a totalidade dos compostos orgânicos reage com O2 em uma reação de combustão. E verdade também que a maio ria dos compostos orgânicos possui, além de carbono, o hidrogê nio na sua constituição, dessa forma, não fica difícil entender por que “pegam fogo”. O oxigênio é muito mais eletronegativo que o carbono e o hidrogênio, portanto, sempre que houver energia de ativação suficiente - um composto orgânico que tenha hidro gênio na sua constituição - , reagirá liberando energia e formando compostos com menos energia (CO2 e H2O). Compostos orgânicos não combustíveis e compostos inorgânicos combustíveis Como dito no texto, “pegar fogo” não é regra para determi nar se um composto é orgânico ou inorgânico. Os compostos orgânicos que não sofrem eombustão são compostos altamente halogenados e sem hidrogênio, tais como: Exercício resolvido ci- Cl I -C— Cí I Ci Tetraedro de carbono Çt F— C— F I Cl CFCs F F F F I I I I-c— c— c— c- I I I I F F F F Teflon Fig. 3 Compostos halogenados. Nesses compostos, os elétrons já estão compartilhados com átomos bastante eletronegativos. O hidrogênio (H,), o enxofre (Sg) e o fósforo (P^) são exemplos de substâncias inorgânicas que reagem com o oxigê nio em uma reação de combustão. Qual das alternativas a seguir apresenta apenas eompos- tos orgânicos? : CO2, SÍO2, Ge02 : CH^, C2H,, C2H4O2 : : CH4, SÍH4, Ge ^ c , Na2C03, CaCOg, H^COg H20,CH4,C02 Resolução: a), b) e c) Incorretas, pois todo composto orgânico possui carbono em sua composição. d) Correta. e) Incorreta. Essas moléculas, embora contenham carbono na estrutura, são inorgânicas, pois toda molécula com carbona to tem comportamento semelhante a compostos inorgânicos. _________________________________________________ z Conceito moderno de Químico orgânico Química orgânica é a parte da Química que estuda os com postos do elemento carbono. Em 1850, o número de compostos orgânicos diferentes conhecidos era de apenas 10.000, Já em 1900 passou para 150.000. Com a exploração do petróleo e o desenvolvimento de novas tecnologias, esse número subiu para 5.000.000 em 1980 e, atualmente, encontra-se perto de 30 milhões. Essa informação justifica claramente uma parte da Química voltada ao estudo dos compostos formados pelo elemento carbono. Característicos do carbono As características especiais do elemento carbono são res ponsáveis pela variedade gigantesca de compostos orgânicos diferentes. O carbono é o elemento de número atômico seis da tabela periódica; portanto, possui 6 elétrons na eletrosfera quando está no estado fundamental. CAPITULO 5 * Introdução o Químico orgânico Fig. 5 Formas alotrópicas do carbono (grafite e diamante). • O carbono nos compostos orgânicos será sempre tetrava- lente, ou seja, para completar o octeto na última camada, fará quatro ligações covalentes. H H• • I H : c : H H—C— H I H H Fórmula de Lewis Fórmula estrutural do metano do metano Fig. 6 Fórmulas do metano. • As ligações simples do carbono são equivalentes. Segun do a teoria da repulsão dos pares eletrônicos (capítulo 3), os quatro pares de elétrons da última camada do carbono se afastarão o máximo possível um do outro, dessa forma, irão adquirir uma geometria tetraédrica e o carbonos irão se situar no centro do tetraedro enquanto cada par de elé trons irá se situar em um vértice. Quando os quatro ligantes do carbono forem iguais, tere mos ângulos de exatamente 109°28’ entre as ligações. É importante notar que as quatro ligações não são diferentes entre si. Por exemplo, apesar de podermos desenhar a projeção no plano da substância de fórmula CH2 CÍ2 de várias maneiras diferentes, só existe uma substância com essa fórmula. ^AIBA MAIS Tente em casa Utilizando-se de esferas de isopor de tamanhos diversos (duas pequenas e três médias) e de quatro palitos, monte um modelo da molécula Tente colocar os palitos o mais afastado possível um do ou tro na esfera grande e observe que, de qualquer maneira que forem colocadas as demais esferas, você terá um único modelo. Fig. 9 Modelo de esferas. As ligações não são necessariamente simples. Por causa dos três tipos possíveis de hibridações do carbono (capí tulo 3), é possível, além das quatro ligações simples, uma ligação dupla e duas simples, duas ligações duplas ou uma ligação tripla e uma simples. A tabela a seguir apresenta as três possíveis hibridações, bem como a geometria adquiri da pelo carbono em cada caso. Hibrídação Ligações Ângulo entre ligações Geometria ;■j sp3 109°28’ Tetraédrica sp2 \ 120° Trigonal plana sp = C = 180° Linear — C = Tab. 1 Tipos de carbono. • O carbono pode se ligar a diversos elementos. E possível encontrar carbono ligado a praticamente qual quer outro elemento da tabela periódica. Apesar dessa possível variedade, os elementos mais frequentemente encontrados em compostos orgânicos são o hidrogênio (presente em quase to dos os compostos orgânicos), o oxigênio e o nitrogênio, além do enxofre, fósforo e haletos. Hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e carbono (H, O, N e C) compõem 99% da massa de uma célula viva e, por essa razão, recebem a classificação de elementos organógenos. A tabela a seguir ilustra o número de ligações, os elétrons não ligantes e a geometria respectiva de cada um desses ele mentos organógenos. Elemento Ligações Ângulo entre ligações Geometria Hidrogênio H ------- - - Oxigênio -105° Angular 0 = - - -107° i Piramidal Nitrogênio - 1 2 0 ° Angular 1_______________ - - Tab. 2 Elementos organógenos, exceto carbono. • O carbono pode formar cadeias. Essa é, sem dúvida, a propriedade mais importante do carbono. Nenhum outro elemento forma cadeias tão extensas e tão variadas quanto o carbono. Não há limite químico para o tamanho de uma cadeia carbônica. Alguns polímeros chegam a ter 200 mil átomos de carbono na mesma molécula. Sem dúvida essa característica foi essencial ao surgimento da vida na Terra, pois muitas biomoléculas são macromoléculas formadas por encadeamento do carbono. A figura 10 ilustra algumas dessas cadeias. Fórmulas em Química orgânica Uma fórmula química é a representação gráfica de uma substância, na qual se utilizam os símbolos dos elementos. Existem diversos tipos de fórmulas, que são usadas de acordo com a conveniência de sua aplicação. Podemos citar as principais: Fórmula porcentual ou centesimal Fórmula mínima Fórmula molecular Fórmula estrutural Fórmula de Lewis A questão que surge é qual delas usar no estudo da Quí mica orgânica. Um composto orgânico pode ser representado por qualquer uma das fórmulas apresentadas anteriormente. O ácido acético, por exemplo, teria as seguintes fórmulas: ^ 40,0%bl6,7%O53,3% CHgO C2H4O2 Porcentual Mínima Molecular 1 O H .0 : H — C — C u H :C H : C ; H ■.0; Estrutural Lewis Fig. 11 Diferentes fórmulas do ácido acético. Em Química inorgânica, a fórmula molecular ou a fórmula mínima, no caso de compostos iônicos, é na maioria das vezes suficiente para representar um composto, pois é muito raro duas substâncias diferentes possuírem a mesma fórmula molecular. H H H H H H H H I \ / \ / H-^ / \ / \ / \ / \ H H H H H H H H H H> V H H H H H H o y U r \ / \ / \ / \ ^ H H H H H H H H Ácido Oieico (Encontrado nos óleos vegetais) H u u H i í H H H H H H— 6—O- H H H H H H H' H -C - —C-. y \ H Cubano (Testado na fabricação de explosivos) Isoctano (Principal componente da gasolina) V H H í O I II II /C. o H^ ^H H Ácido acetilsalicílico (AAS ou aspirina) Éter etílico (Usado antigamentecomo anestésico) y H OH A HC^ H T h OH Adrenalina (Hormônio natural) (Usado como catalisador em reações orgânicas) Fig. 10 Encadeamento do carbono. CAPÍTULO 5 • Introdução ò Química orgânico Em Química orgânica, em virtude, principalmente, da propriedade do carbono em formar cadeias variadas, é muito comum que, para uma mesma fórmula molecular, existam di versas substâncias com estrutura molecular diferente. Por exemplo, para a fórmula CjHgO, existem duas subs tâncias diferentes: H 1 H1 H1 H 1 H — C1— C — 0 — H1 H — C — 0 - 1 - C — H11 H 1 H 1 H 1 H Etanol Éter dimetílico Fig, 12 Estruturas de fórmula CgHgO. Observe que a conectividade dos átomos nessas duas estru turas é diferente. Para a fórmula CjqH22, existem 75 substâncias diferentes e, para a fórmula, existem 336.319 substâncias diferentes. Esse fenômeno, bastante comum em Química orgânica, recebe o nome de isomeria e será estudado mais a frente. Portanto, apesar de mais trabalhosa, só com a fórmula estruturai você terá certeza de qual é o composto em questão, pois esta nos traz uma informação fundamental para o estudo da Química orgânica: a conectividade dos átomos (que átomo está ligado com que átomo). Representares das fórmulas estruturais em Química orgânica A representação gráfica de uma substância orgânica, com muitos carbonos e hidrogênios, pela sua fórmula estru tural, pode se tomar lenta e trabalhosa. Por exemplo, observe a fórmula estrutural do ácido caprílico de fórmula molecular H 1 H 1 H 1 H 1 H 1 H 1 H 1 H— C - 1 T T í ' y T T ~ '^OHH H H H H H H Fig. 13 Fórmula estrutural do ácido caprílico. Desse modo, para tomar as estmturas menos poluídas visualmente e mais simples de serem representadas, foi criada uma fórmula estmtural dita condensada. Nesta fórmula, as ligações entre hidrogênio e carbono não são desenhadas. Como o hidrogênio faz sempre uma ligação com qualquer átomo, fica subentendido que cada hidrogênio está fazendo uma ligação com o átomo ao seu lado. Dessa forma, a representação da fórmula estmtural do ácido caprílico ficará: A t EW Ç Ã O ! H, A representação H3C — C — CH3 não é correta para a substância C3Hg, pois o carbono não faz apenas três ligações e o H j não se liga ao carbono. As possíveis representações dessa substância são: CH3— CH2- C H 3 H3C— CH2—CH3 H H2 1 H3C— C— CH3 H3C — C— CH3 H Fig. 15 Possíveis representações da substância CjHg. A condensação pode algumas vezes ser maior ainda, como ilustrado a seguir. 0 CHgíCHgjeC ^ ou ainda CH3(CH2)6C00H Fig. 16 Fórmulas estruturais condensadas alternativas do ácido caprílico. Em todo caso, é importante que, na representação gráfica de uma substância orgânica, a informação sobre a estmtura não seja perdida. Outra fórmula que eventualmente pode aparecer na repre sentação de compostos orgânicos é a fórmula funcional. Nesta representação, temos a informação da função a que pertence o composto; no entanto, não temos informação sobre a estmtura da cadeia. O ácido caprílico, por exemplo, teria como fórmula funcional CgHjjCOOH. Uma fórmula funcional não é conside rada estmtural, pois não contém informação suficiente sobre a estmtura. Seguem alguns exemplos de como representar compostos orgânicos por meio de suas fórmulas estruturais condensadas: Fig. 14 Fórmula estrutural condensada do ácido caprílico. CH3CH2CHCtCH3 CH3 I H3O — CHg— CH— CH3 ou CH3CH2CH(CH3)CH3 ou CH3CH2CH(CH3)2 Fig. 17 Exemplos de fórmulas estruturais condensadas. q u ím ic a • PRiN TE 1 H H H H— C— C— C— H < I I I H OH H H H H V H V I ^ H C H 3-C H ----CHg I OH ou CH3CH(0H)CH3 ou (CH3)2CH0H ,CH, HpC" H H /C ; H H H H CHp' 'CH2 XH2 Fig. 17 Exemplos de fórmulas estruturais condensadas. Da representação de fórmulas estruturais condensadas de cadeias cíclicas, surgiu outra mais simples e mais rápida de ser desenhada, a representação por meio de linhas. Nessas representações, fica subentendido que cada vértice representa um carbono e cada traço uma ligação. As ligações que faltarem para o carbono completar as suas quatro ligações devem ser feitas com hidrogênio, que não é desenhado. Observe como ficam as fórmulas estruturais de algumas cadeias cíclicas por meio dessa representação: Caso o composto cíclico apresente qualquer outro átomo diferente de carbono no ciclo, ele deverá ser representado pelo seu símbolo. Veja os exemplos a seguir: Fig. 19 Representações de compostos orgânicos, contendo heteroátomos, pela fórmula em linha. Esse tipo de representação, em virtude da rapidez e da fa cilidade de ser desenhada, foi estendida também para cadeias abertas. A figura a seguir ilustra vários exemplos de cadeias cíclicas e mistas representadas pela fórmula em linha: H3C — CHg— CHg— CH3 CH3 I H3C — CH — CH3 CH3 CH. H3C— CH— CHg— C — CH3 CH3 CH3 I H .C ^ C — CH^CHp CH3(CH2)C O \ OH linhas. Fig. 20 Representações de compostos orgânicos, cadeias abertas e mistas, pela fórmula em linha. C A PiTü lO 5 • Introduzo à Química orgônico V U Nanokid Fig. 20 Representações de compostos orgânicos, cadeias abertas e mistas, peia fórmuia em iinha. Representações desse tipo vêm tomando-se cada vez mais frequentes em exames de vestibular. Exercício resolvido Fuvest A vitamina Kj pode ser representada pela fórmula a seguir, O CH, Vitamina K3 Quantos átomos de carbono e quantos de hidrogênio existem em uma molécula desse composto? 1 e3 9 e 8 11 e 10 3 e 3 - 11 e8 Resolução: A fórmula estrutural expandida da vitamina e sua fórmula molecular são, respectivamente: H H H H II I II H C H 1 II H O (Portanto, alternativa d, 11 e 8) Classificação do carbono o carbono pode ser classificado quanto ao número de áto mos de carbonos ligado a ele. • Carbono primário: ligado apenas a um outro átomo de car bono. • Carbono secundário: ligado a dois outros átomos de carbono. • Carbono terciário: ligado a três outros átomos de carbono. • Carbono quaternário: ligado a quatro outros átomos de car bono. No composto a seguir, está ilustrada a classificação de cada carbono: Exercício resolvido Classifique os carbonos na cadeia a seguir: OH H3C— CH j—Ç— CHg CH3 Resolução: OH -|0 2“ 3° 1° HgC-------CHo------ c ----------CH3 CHg 1° y ^ T E M Ç Â O ! A finalidade principal de classificar carbonos na cadeia é de finir seu comportamento químico perante uma reação. Por exemplo, no exercício resolvido 3, temos um composto que, por causa da presença do grupo -OH, pertence à função álcool. Como o grupo -O H está ligado a um carbono terciá rio, o álcool é classificado como álcool terciário, cujo compor tamento químico difere de um álcool secundário ou primário. Em compostos como o metano (CH,,) ou metanol (H3C-OH), o carbono não recebe classificação, pois não está ligado a nenhum outro carbono, apesar de o comportamento quími co desses carbonos muitas vezes ser semelhante ao de um carbono primário. 1 4 Q U ÍM ia • FRENTE 1 Classífícafão das cadeias carbônicas Por diversas razões, a enorme variedade de cadeias carbô nicas precisou ser classificada. A nomenclatura dos compostos orgânicos, por exemplo, é baseada no tipo de cadeia. Uma cadeia carbônica qualquer possuirá sempre várias classificações, no entanto, quando se discute sobre um compos to orgânico qualquer, normalmente, uma ou duas classificações são suficientes como referência. Classificafão quanto ò forma Uma primeira divisão é feita em relação à forma da cadeia. Existem cadeias abertas ou acíclicas e cadeias fechadas ou cí clicas. Cadeias abertas ou acíclicas São cadeias que possuem duas ou mais extremidadeslivres. Polinucleares: cadeias com dois ou mais ciclos. As cadeias polinucleares podem ainda ser classificadas em isoladas ou condensadas. • Isoladas: os ciclos não apresentam carbonos comuns aos dois anéis. Fig. 23 Cadeias fechadas. Cadeias cíclicas possuem ainda classificações referentes ao número de ciclos na cadeia e à organização desses ciclos. • Mononucleares: cadeias que possuem apenas um ciclo. A classificação cadeia mista é corretamente aplicada quan do a cadeia a ser classificada apresenta dois critérios conflitan tes. Alguns exemplos de cadeias mistas: • Uma cadeia aberta presa a uma parte fechada. Ciclopentano Ciclodecano Fig. 24 Cadeias mononucleares. m CAPÍTULO 5 • Introdução à Química orgânico Uma cadeia com vários ciclos, sendo alguns condensados e outros isolados. Cadeias fechadas com pequenas ramificações têm sido classificadas como fechadas com ramificações sem nenhum prejuízo aos critérios de nomenclatura e referências. Fig. 30 Cadeia fechada com ramificação. Classificarão quanto ò disposifão Esse critério é utilizado principalmente na classificação de cadeias abertas (acíclicas). Uma cadeia pode ser normal (reta) ou ramificada. Cadeia normal ou reta As cadeias normais só possuem carbonos primários e se cundários. -| O ^0 2° 2*^ t ^ H3C— CHa— CHg— CH2— CHg Pentano (solvente indesejável na gasolina) Fig. 31 Cadeia normai ou reta. /\TENÇÃ0! Cuidado com o termo "cadeia reta". Uma cadeia normal ou reta não precisa necessariamente ser desenhada reta. No exemplo a seguir, temos uma cadeia que recebe a classifica ção de aberta e reta, observe que essa cadeia possui apenas carbonos primários e secundários. Cadeia ramificada Cadeias ramificadas possuem pelo menos um carbono 30 40. Classificado quanto á natureza Esse critério refere-se à presença de átomos diferentes de carbono na estrutura. As cadeias podem ser homogêneas ou he terogêneas. Cadeia homogênea Na cadeia homogênea, todos os carbonos estão interliga dos, ou seja, existe apenas uma cadeia ou um ciclo completo de carbonos. O H 1 H 3 C — C H ^ C H g H 3 C — C H — C \ O H P ro p e n o Á cido láctico Fig. 34 Cadeias homogêneas. Quando uma cadeia homogênea é também cíclica, costu ma-se atribuir o termo homocíclica (homogênea + cíclica). Cadeia heterogênea Na cadeia heterogênea, existem átomos de carbono se parados por heteroátomo (átomo diferente do carbono entre carbonos). H3C— C^ H3C— 0 — CH3 Metoximetano — CH3 (Propelente de aerosóis) CH3 Ácido láctico Fig. 36 Cadeias heterogêneas. ’ V química • FRINTE 1 Da mesma forma que nas cadeias homogêneas, quando uma cadeia heterogênea for ao mesmo tempo cíclica, pode ser utilizado o termo heterocíclica (heterogênea + cíclica). €lassífíca|ão quanto ao tipo de ligações Esse critério refere-se à quantidade de hidrogênios que uma cadeia carbôniea possui em relação à quantidade de hidro gênios que ela pode ter. Por exemplo, uma cadeia de dois carbonos pode conter no máximo seis hidrogênios. Portanto, se existirem os seis, ela será classificada como saturada de hidrogênios. Observe que, para existirem seis hidrogênios nessa molé cula, a ligação entre os carbonos deverá ser simples. Fig. 38 Estrutura do etano. Caso essa mesma cadeia de dois carbonos tenha menos do que seis hidrogênios (dois ou quatro), ela estará insaturada de hidrogênios. Observe que, para uma cadeia de dois carbonos ter menos do que seis hidrogênios, ela terá de possuir uma ligação dupla ou tripla. Fig. 39 Estruturas do eteno e do etino. Cadeias saturadas Para classificar uma cadeia carbônica como saturada, bas ta observar se todas as ligações entre átomos de carbono são simples. Cadeias insaturadas Para classificar uma cadeia carbônica como insaturada, basta que exista uma ligação dupla ou tripla entre átomos de carbono. But-1-eno H3C— C = C — CH3 But-2-ino Fig. 42 Cadeias abertas e insaturadas. Classificação quanto ò aromaticidade o conceito de aromaticidade será abordado mais profunda mente no capitulo dos hidrocarbonetos. Para efeito de classificação, podemos assumir, por enquan to, que compostos aromáticos são ciclos de seis carbonos com três ligações duplas intercaladas por ligações simples. Em vir tude da ocorrência de um fenômeno denominado ressonância (deslocalização de elétrons), essas estruturas são frequente mente desenhadas com um círculo representando as três liga ções deslocalizadas. Fig. 44 Estruturas de ressonância do benzeno. Cadeias aiífáticas Quando uma cadeia carbônica qualquer não possui um sis tema aromático (núcleo benzênico), independente de ser cadeia aberta ou fechada, ela é classificada como alifática. OH Metilbutano Fig. 45 Cadeias alifáticas. Pentan-2-ol "O" Éter etílico c a p ít u l o s • Infroduçõo à Química orgânica Quando uma cadeia alifática é também cíclica, costuma-se atribuir o termo aliciclica (alifática + cíclica). Cadeias aromáticas A presença do núcleo benzênico em uma cadeia carbônica é suficiente para classificá-la como aromática. /^TEMÇÃO! Na obtenção do fórmula molecular a partir da fórmula estru tural de um composto aromático, não se esqueça de que o círculo representa três ligações duplas, pois senão irá ocorrer diferença no número de hidrogênios. u H I HI /H Naftaleno V c c I II I (naftalina CioHg) H IH Fig. 48 Diferentes representações do naftaleno. Exercícios resolvidos Classifique a cadeia carbônica dos dois compostos a seguir. CH,■3 c = o Resolução; Progesterona: fechada (com ramificações), homocíclica, insa- turada e aliciclica. Serotonina: fechada, heterocíclica, insaturada e aromática. Qual é a fórmula molecular da nicotina? Resolução: H H 'C II H H I V / -H ^ C — Cf 'N 'H CH3 OU seja C1 0H1 4N2 W-M Um composto de fórmula C^Hi^ pode ter cadeia: cíclica e saturada, cíclica e heterogênea, cíclica e insaturada. aberta e insaturada. aberta e ramificada. Resolução: a) incorreta, pois qualquer cadeia cíclica e saturada com 4 carbonos teria 8 hidrogênios. b) incorreta, pois não existe heteroátomo no composto C^ Hjg. c) incorreta, pois qualquer cadeia cíclica e insaturada com 4 carbonos teria 6 hidrogênios. d) incorreta, pois qualquer cadeia aberta e insaturada com 4 carbonos teria 8 hidrogênios. e) correta, para uma estrutura com 4'carbonos ter 10 hidro gênios terá de ser aberta e saturada, portanto: ou 18 / QUÍMIU • FH N n I Revisando B I Quais são as quatro características fundamentais do átomo de carbono, que possibilitam a formação de um número enorme de compostos orgânicos? São denominados elementos organógenos; Indique o número de átomos de carbonos 1°, 2°, 3° e 4° nas cadeias carbônicas a seguir. CH3 CH3 I I /CH3 H.C — C — CH — CH — C H -C Hj , d 3 y CH, CH, Composto 1 ^CH = CH — CH, Composto 2 Classificação do carbono Composto 1 Composto 2 1 ° 2 ° 3° 40 Complete os compostos a seguir com a ligação química (simples, dupla ou tripla) que está faltando: H Classifique as cadeias carbônicas dos compostos a se guir quanto a quatro itens cada. a) H3C— CH — C H g -C CH, p OH /O b) H3C— S — CHj—CHj-CH— c f I ^O H NH2 C) H3C— C H j— C = C H — CH — O — CH, I I CH3 CH3 d) K B Para o conjunto de compostos a seguir, encontre a fór mula molecular de cada um deles. ÇH3 CH3 CH, I I CH, CHj I I H3C — C H - C H - C H - C H - C H , I I CH, CH, Fórmula molecular Fórmula molecular o o II II H,N — CH — C — NH — CH — C — o — CH3 I I CH, CH, ioOK A 0 Fórmula molecular Fórmula molecular II CAPÍTU IO 5 * Introdução à Química orgânica v | ç Exercícios propostos Cadeias carbônicasD UFRS Na molécula representada a seguir: 6 5 4 3 2 1 C H , = C H C H C = C — C H ,— OH I Ce a menor distância interatômica ocorre entre os carbonos de números: 1e2 . 4 e5 . 2 e 3. 5 e 6. 3 e4 . tJF R S o hidrocarboneto que apresenta todos os átomos de carbono com orientação espacial tetraédrica é o: H2C CH2 l-IC=CH H 2C =C=CH 2 H3C— CH — CH3 CH3 UFSC A estrutura do hidrocarboneto aromático benzeno (CgHg) é representada pelo híbrido de ressonância a seguir: que possui: três carbonos híbridos em sp ^e três carbonos híbridos em sp .^ seis orbitais não híbridos denominados “p puro”, todos os átomos de hidrogênio ligados aos de carbono através de ligações c (s-sp^). três ligações do tipo k . apenas seis ligações do tipo a. todos os carbonos híbridos em sp .^ três carbonos saturados e três carbonos insaturados. Soma = D FCM-MG A cafeína, um estimulante bastante comum no café, chá, guaraná etc., tem a seguinte fórmula estrutural: Podemos afirmar corretamente que a fórmula molecular da cafeína é: CgHgN.Og ^8^10^4^2 mm puc-Rio Uma forma de verificar se um composto apre senta dupla ligação carbono-carbono (C=C) é reagi-lo com soluções diluídas de permanganato de potássio (uma solução violeta), pois essas causam 0 seu descoramento. Assim, das possibilidades a seguir, assinale aquela que contém apenas compostos que vão descorar uma solução diluída de perman ganato de potássio. ( ^ CH3CH2CH3 e CH3CH2CH2OH > CH3CHCH2 e CH3CH2CH2OH CH3CHCH2 e CH3COCH3 CH3CH2CH3 e CH3COCH3 CH3CHCH2 e CH2CHCH2OH D PUC-MGa substância responsável pelo odor caracterís tico da canela (Cinnamomum zeulanicum) tem nome usual de aldeído cinâmico. Com fórmula mostrada na figura adiante: CHCHCHO apresenta ligações pi em número de: 1 2 3 UFSM Considere, a seguir, o conjunto de representações de moléculas de algumas substâncias químicas com funda mental importância nafisiologia humana. CH2—CHj—NH2 H Serotonina H Triptofano CH2 — CH— COOH I NH, Então, qual a afirmação correta a respeito das ligações quími cas existentes nas moléculas representadas? Todas as moléculas contêm ligações k entre carbono sp® e nitrogênio. Na serotonina e na tirosina, existem ligações n entre car bono sp2 e oxigênio. Todas as moléculas contêm, pelo menos, uma ligação en tre carbono sp e oxigênio. Todas as moléculas contêm ligações k em um sistema com deslocalização de elétrons. Somente na serotonina, existem ligações a e n entre áto mos de carbono e nitrogênio. o it a a massa de um certo hidrocarboneto é igual a 2,60 g. As concentrações, em porcentagem de massa, de carbono e de hidrogênio nesse hidrocarboneto são iguais a 82,7% e 17,3%, respectivamente. A fórmula molecular do hidrocarboneto é; CH4 (d- C3H, C2H4 (e) C4H C,Hg Í t ’M -Mockenzie 9 H3 HaC HgC HgC CH ,CHo CHo Sobre o limoneno, substância obtida do óleo de limão, repre sentada anteriormente, é incorreto afirmar que: apresenta uma cadeia cíclica e ramificada.V apresenta duas ligações covalentes pi. 1/ apresenta um carbono quaternário, sua fórmula molecular é C,gH^g. apresenta três carbonos terciários.. UEL Você já sentiu o ardido de pimenta na boca? Pois bem, a substância responsável pela sensação picante na lín gua é a capsaicina, substância ativa das pimentas. Sua fórmula estrutural está representada a seguir. Em relação à estrutura da capsaicina, considere as afirmativas a seguir. I. Apresenta cadeia carbônica insaturada. II. Apresenta três átomos de carbono teroiário. III. Apresenta possibilidade de formar ligações (ponte) de hi drogênio. IV. Apresenta um ciclo de 6 átomos de carbono sp^ com elé trons 71 ressonantes. Estão corretas apenas as afirmativas: ía; le l l . : I, l l l e lV (b; I e IV (6; II, III e IV íc) II e III. UFRS (Adapt.) A serricornina, utilizada no controle do ca- runcho-do-fumo, é o feromônio sexual da Lasioderma serricorne. Considere a estrutura química desse feromônio. [ iJ Mackenzie A molécula que apresenta a menor cadeia alifática, insaturada e que contém um carbono quaternário é: ^6*^12 C5H12 C2H4 ■,ô) C5H10O C5H10 UFRS Algumas cadeias carbônicas, nas questões de Quí mica orgânica, foram desenhadas na sua forma simplificada apenas pelas ligações entre seus carbonos. Alguns átomos fi cam, assim, subentendidos. O limoneno é um composto orgânico natural existente na casca do limão e da laranja. Sua molécula estã representada a seguir. Sobre essa molécula, é correto afirmar que: é aromática. apresenta fórmula molecular CiQH.,5. possui cadeia carbônica insaturada, mista e homogênea. apresenta 2 carbonos quaternários. possui somente 2 ligações duplas e 8 ligações simples. A cadeia dessa estrutura pode ser classificada como: acíclica, normal, heterogênea e saturada. tU; alifática, ramificada, homogênea e insaturada. (c; alicíclica, ramificada, heterogênea e insaturada. :d! acíclica, ramificada, homogênea e saturada, c alifática, normal, homogênea e saturada. PUC-RS A fluxetina, presente na composição química do Prozac, apresenta fórmula estrutural: Com relação a esse composto, é correto afirmar que apresenta: (a) cadeia carbônica cíclica e saturada. íb) cadeia carbônica aromática e homogênea. cadeia carbônica mista e heterogênea. (di somente átomos de carbonos primários e secundários. {B) fórmula molecular C^^H^gONF. CAPÍTULO 5 * introduzo ò Química orgânico Unirio O agente laranja, ou 2,4-D, é um tipo de arma quí mica utilizada na Guerra do Vietnã como desfolhante, impedin do que soldados se escondessem sob as árvores durante os bombardeios. -CH, OH Na estrutura do agente laranja, anterior, estão presentes: 4 ligações k e 1 cadeia aromática. 3 ligações n e 1 cadeia aromática. 1 cadeia mista e 9 ligações sigma. 1 cadeia heterogênea e 5 carbonos secundários. 1 cadeia aromática e 12 ligações sigmas. PUC-Rio Um grupo de compostos, denominado ácidos graxos, constitui a mais importante fonte de energia na dieta do homem. Um exemplo destes é o ácido linoleico, presente no leite humano. A sua fórmula estrutural simplificada é: CH3(CH2)4(CH)2CH2(CH)2(CH2)7C00H Sua cadeia carbônica é classificada como: la) aberta, normal, saturada e homogênea. aberta, normal, insaturada e heterogênea. í._ aberta, ramificada, insaturada e heterogênea.'^ aberta, ramificada, saturada e homogênea.-?" aberta, normal, insaturada e homogênea. Uerj Na fabricação de tecidos de algodão, a adição de compostos do tipo N-haloamina confere a eles propriedades biocidas, matando até bactérias que produzem mau cheiro. O grande responsável por tal efeito é o cloro presente nesses compostos. A cadeia carbônica da N-haloamina representada pode ser classificada como: homogênea, saturada, normal, heterogênea, insaturada, normal, heterogênea, saturada, ramificada, homogênea, insaturada, ramificada. UEL Os triglicerídeos são substâncias orgânicas presen tes na composição de óleos e gorduras vegetais. O gráfico a seguir fornece algumas informações a respeito de alguns pro dutos usados no cotidiano em nossa alimentação. Observe o gráfico e analise as afirmativas. milho (-20 °C) 2 -Q girassol (-18 X )3 i«J o> 0) soja (-16 °C) QJ "O p 2 õ I c a n o la ( - IO X ) % g. â E oliva (-6 X ) coco (25 °C) saturado monoinsaturado poli-insaturado 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % de ácidos graxos (gorduras) saturados e insaturados I. Todos os óleos vegetais citados no gráfico são substâncias puras. II. Entre todos os produtos citados, o de coco está no estado sólido a 20 °C. III. Entre todos os óleos citados, o de girassol é o que possuí a maior porcentagem de ácidos graxos com duas ou mais duplas ligações. IV. Entre todos os óleos citados, o de canola e ode oliva são líquidos a -12 °C. Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas. 'a; 1 e II. (b) II e III. (c) III e IV. (d) 1, II e IV. {e; 1, III e IV. PUC-PR Um tema de discussão atual tem sido o uso de sementes transgênicas voltado aos supostos aumento da produção de alimentos e diminuição do uso de pesticidas, tais como o carbofurano (I), o tralometrin (II), o clordano (III) e a atrazina (IV). I N N Dentre esses pesticidas, quais apresentam anel aromático? Carbofurano, tralometrin e atrazina. Carbofurano e clordano. (; Atrazina, clordano e tralometrin. Carbofurano, tralometrin, clordano e atrazina. ..;) Clordano e tralometrin. T exto s C o m plem en ta res Como funcionam os diodos de emissão de luz orgânicos (OlEDs) Imagine uma TV de alta definição com 2 metros de largura e menos de 0,60 cm de espessura, que consuma menos energia do que a maioria das TVs comuns e possa ser enrolada quando não estiver sendo usada. O que você diria se pudesse ter um display heads up em seu carro, display transparente usado à frente da ca beça? Que tal um monitor com display embutido em sua roupa? Esses dispositivos podem ser possíveis no futuro com a ajuda de uma tecnologia chamada de diodos de emissão de luz orgânicos (OLEDs - do inglês - Organic Lighf-Emitting Diodes). Os OLEDs são dispositivos de estado sólido compostos de filmes finos de moléculas orgânicas que criam luz com a aplicação de eletricidade. Os OLEDs podem fornecer displays mais nítidos e brilhantes em dispositivos eletrônicos e usam menos energia do que os diodos emissores de luz (LEDs) convencionais ou displays de cristal líquido (LCDs) usados atualmente. Como os OLEDs emitem luz? Os OLEDs emitem luz de maneira similar aos LEDs, através de um processo chamado eletrofosforescêncio. O processo funciona da seguinte maneira: 1. a bateria, ou fonte de alimentação do dispositivo, con tendo o OLED, aplica uma voltagem através do OLED; 2. uma corrente elétrica flui do cótodo para o ânodo atra vés das camadas orgânicas (a corrente elétrica é um flu xo de elétrons): 2.1. o cótodo fornece elétrons à camada emissiva das molé culas orgânicas; 2.2. o ânodo remove elétrons da camada condutiva das mo léculas orgânicas, isto é, equivalente a entregar buracos de elétrons à camada condutiva; 3. no limite entre as camadas emissiva e condutiva, os elé trons encontram buracos de elétrons: 3.1. quando um elétron encontra um buraco de elétron, preenche o buraco (esse elétron cai no nível de energia do átomo que perdeu um elétron); 3.2. quando isso acontece, o elétron fornece energia na for ma de um fóton de luz f...l 4. o OLED emite luz; 5. a cor da luz depende do tipo de molécula orgânica na camada emissiva. Os fabricantes colocam vários tipos de filmes orgânicos no mesmo OLED para fazer displays coloridos; 6. a intensidade, ou o brilho do luz, depende da quanti dade de corrente elétrica aplicada. Quanto maior for a corrente, maior será o brilho da luz. Q - ÇÁ^DOA d T cAtodo T nODO| c Atodo_ í-w 1 Camada condutiva Camada emissiva ip _ 8 _ o j ? ' A corrente elétrica tlui do cátodo para o ânodo através das camadas orgânicas, fornecendo elétrons para a camada emissiva e removendo elétrons da camada condutiva Elétron A remoção de elétrons da camada 2 condutiva deixa buracos que precisam ser preenchidos com os elétrons da camada emissiva. O s buracos pulam para a camada emissiva e se reoombinam com os elétrons. A medida que os elétrons vão caindo nos buracos, eles liberam sua energia extra como luz. J Fóton de luz OLED - Criando luz. OIEP com moiéculii pequena x OIID com polímero Os tipos de moléculas usadas pelos cientistas da Kodak, em 1987, para os primeiros OLEDs eram moléculas orgânicas peque nas. Apesar de as moléculas pequenas emitirem luz brilhante, os cientistas tinham que depositá-las sobre os substratos no vácuo (processo de fabricação chamado de deposição a vácuo [...]). Desde 1990, os pesquisadores têm usado moléculas de polí meros grandes para emitir luz. A fabricação dos polímeros pode ser menos cara, e feita em folhas grandes, assim são mais adequadas para displays de tela grande. [...] Craig Freudenrich. Trad. de HowStutfWorks Brasil. < http://eletronicos.hsw.uol.com.br/led-organico-oled.html> . < www.hsw.com.br> . (Adapt.). h o w s tu f fw o rk s comotudofunciona CAPÍTULO 5 • fnfroduíõo ò Químico orgânico V 2 3 RESUMINDO Wôhier derrubou a Teoria da Força Vital (que dizia: somente organismos vivos produzem compostos orgânicos) sintetizando ureia no laboratório, a partir de um sal inorgânico. O NKCNO • H,N N K Cianato de amônio (inorgânico) Ureia (orgânico) Conceito moderno da Química orgânica: é a parte da Quí mica que estuda os compostos formados pelo elemento carbono. A grande maioria dos compostos orgânicos possui hidrogênio na sua estrutura e, portanto, reage com oxigênio em uma reação de combustão. O número elevado de compostos orgânicos deve-se princi palmente às características do carbono: • O carbono faz sempre quatro ligações; • O carbono pode formar ligações múltiplas; • O carbono liga-se a diversos elementos diferentes; • O carbono forma cadeias. • Os elementos mais encontrados na Química orgânica rece bem o nome de elementos organógenos: , 0^ Devido à flexibilidade do carbono em formar compostos di ferentes para uma mesma fórmula molecular, a fórmula mais ade quada para compostos orgânicos é a fórmula estrutural: C,H„0 H1 H1 H H1 H—C - 1 - C — 0 — H 1 j H— C— 0 - ! —C—j1 H 1 H 1 H 1 H Para facilitar as representações, as fórmulas estruturais podem ser condensadas. As representações mais utilizadas em Química orgânica estão exemplificadas a seguir: H ^ H H H H \ l / \ l / H 1 C 1 H1 C1 H11 H— C 1 1—c— 1C1 1—c— 1 1c— 1 H H 1 H 1c H CH, H,C— CH— CH, CH3 I - C - I CH, CH, H H H O, OH H c: 'C' II c^ C ' II o -H 'H Classificação do carbono: 3° 2° 1° CH3 I40 CH CH2 0 CH3 CH3 1° 1° 1° -CH, Carbono 1°: é aquele ligado a outro carbono. Carbono 2°: é aquele ligado a dois carbonos. Carbono 3°: é aquele ligado a três carbonos. Carbono 4°: é aquele ligado a quatro carbonos. Classificação de cadeias: Quanto à forma aberta Quanto à disposição normal Quanto à natureza fechada homogênea homocíclica Quanto às ligações H3C— CH3 saturada Quanto à aromaticidade A heterocíclica H2C = CH2 insaturada ou -OH alifática acíclica aromática Compostos aromáticos como o benzeno podem ser represen tados das duQS formas a seguir, onde o círculo representa as três ligações em ressonância. W QUER SABER MAIS? LIVROS Jose Atílio Vanin. Alquimisfas químicos: o passado, o presente e o futuro. 8 ed. São Paulo: Moderna, 1996. R. Morrison, R. Boyd. Quím/co orgânica, 13 ed. Fundação Calouste Gulbenkian, 1996. T. W. G Solomons, C. Fryhle. Química orgânica. 1 ed. LTC, 2002. XERCICIOS OMPLEMENTARES Cadeias carbônicas O Ufes O chá da planta Bidens pilosa, conhecida vulgar mente pelo nome de picâo, é usado para combater icterícia de recém-nascidos. Das folhas dessa planta, é extraída uma subs tância química, cujo nome oficial é l-fenilepta-l,3,5-tri-ino e cuja estrutura é apresentada a seguir. Essa substância possui propriedades antimicrobianas e, quando irradiada com luz ul travioleta, apresenta atividade contra larvas de mosquitos e ne- matoides. a) Qual a fórmula molecular desse antibiótico? b) Qual a porcentagem em massa de carbono? UFSM O odor de muitos vegetais, como o de menta, louro, cedro e pinho, e a cor de outros, como a de cenouras, tomates e pimentões, são causadospor uma grande classe de compostos naturais denominados terpenos. Observe o esquema a seguir. Mirceno Geraniol Sobre a estrutura dessa substância, pode-se afirmar que: possui 12 átomos de carbono com hibridização sp .^ possui 12 ligações a carbono-carbono. não possui carbonos com hibridização sp .^ possui 3 átomos de carbono com hibridização sp. possui 9 ligações n carbono-carbono. ^/FSCar O Cipro (ciprofloxacino) é um antibiótico ad ministrado por via oral ou intravenosa, usado contra infecções urinárias e, recentemente, seu uso tem sido recomendado no tratamento do antraz, infecção causada pelo microrganismo Bacillus anthracis. A fórmula estrutural desse antibiótico é mostrada na figura. COOH Linalol Citronelal Marque a alternativa que apresenta, corretamente, o número de elétrons 7t correspondente a cada terpeno. 4 - Mirceno; 2 - Geraniol; 4 - Linalol; 4 - Citronelal. : 6 - Mirceno; 4 - Geraniol; 4 - Linalol; 2 - Citronelal. : 6 - Mirceno; 4 - Geraniol; 4 - Linalol; 4 - Citronelal. ■; 4 - Mirceno; 2 - Geraniol; 2 - Linalol; 2 - Citronelal. ' . i 6 - Mirceno; 4 - Geraniol; 2 - Linalol; 6 - Citronelal. D UFU o anuleno é um hidrocarboneto aromático que apre senta a seguinte fórmula estrutural simplificada. CAPITULO 5 • Introdução à Químico orgânico Sobre esse composto, pode-se afirmar que: tem fórmula molecular C,gH2Q, 9 ligações pi ( ti) e ângulos de 109° entre as ligações carbono-carbono. tem fórmula molecular CjgH,g, 9 ligações p de 120° entre as ligações carbono-carbono. tem fórmula molecular CjgHjg, 9 elétrons p de 109° entre as ligações carbono-carbono. tem fórmula molecular CigH^ Q, 9 elétrons p de 120° entre as ligações carbono-carbono. UFPIA estrutura do acetaminofen, responsável pela ativi dade analgésica e antipirética do Tylenol, é dada a seguir. H — O Escolha a opção cujos itens relacionam-se com a estrutura for necida. n° de elétrons tc: 6; n° de elétrons não ligante: 6; n° de carbo- nos sp“: 6; n- de carbonos saturados: 2. n° de elétrons 7t: 8; n° de elétrons não ligante: 8; n° de carbo nos sp :^ 6; n° de carbonos saturados: 2. n° de elétrons 7t: 8; n° de elétrons não ligante: 10; n° de car bonos sp :^ 1; n° de carbonos saturados: 7. n°de elétrons n: 6; n° de elétrons não ligante: 8; n° de carbo nos sp :^ 6; n° de carbonos saturados: 2. n° de elétrons n: 8; n° de elétrons não ligante: 10; n° de car bonos sp :^ 7; n° de carbonos saturados: 1. D UFG A dioxina é um contaminante altamente tóxico, obtido como subproduto na produção de alguns herbicidas. Sua fórmula estrutural plana é: Dado: Massas molares (g/mol): C = 12,0; O = 16,0; H = 1,0; Cf = 35,5. e sua fórmula molecular é e faz ponte de hidrogênio entre suas moléculas, e apresenta, na sua composição centesimal, teores de carbono e oxigênio superiores a 40% e 15%, respectiva mente. e sofre hidrogenação catalítica, reagindo na proporção de uma parte de dioxina para seis partes de oxigênio. Unifesp O azeite de oliva é considerado o óleo vegetal com sabor e aroma mais refinados. Acredita-se que ele diminui os níveis de colesterol no sangue, reduzindo os riscos de doenças cardíacas. Suspeita-se que algumas empresas misturem óleos de amendoim, milho, soja e outros, mais baratos, com o azeite de oliva, para aumentar seus lucros. Os triglicerídeos diferem uns dos outros em relação aos tipos de ácidos graxos e à localização no glicerol. Quando um triglicerídeo é formado a partir de dois ácidos linoleicos e um ácido oleico, temos o triglicerídeo LLO. No azeite de oliva, há predominância do OOO e no óleo de soja, do LLL. Como os triglicerídeos são característicos de cada tipo de óleo, sua separação e identificação tomam possível a análise para detectar possíveis adulterações do azeite. CHo— O — C — Ri CH — O — C — Ro II O CH,— O — C — R, II O Triglicerídeo Na tabela, são apresentados os ácidos graxos mais comuns. Ácido Número de átomos de carbono Número de ligações c -c 1 Palmitico 16 0 Esteárico 18 0 Oleico 18 1 Linoleico 18 2 Na estrutura química do triglicerídeo OOO, os três radicais R são iguais a: - C C '^ 18'-'35 - c c - c c^l7'-'33 - c c'^ IV'^ 34 I - c c^17^35 ' M M Ufpel O mescal é uma planta da família das cactáceas, nativa do México, usada pela população de certas partes do país como alucinógeno, em rituais religiosos primitivos. O efeito alucinógeno dessa planta é decorrente de um alcalóide conhe cido como mescalina. Observe sua estmtura: CH, CH, Mescalina Sobre a mescalina, é correto afirmar que: I. tem fórmula molecular CjiHj^OjN. II. tem na sua estmtura carbonos primários e quaternários. III. tem hibridação do tipo sp^-sp ^nos carbonos do anel benzê- nico. Está(ão) correta(s): todas as afirmativas, as afirmativas I e II. as afirmativas II e III. as afirmativas I e III. somente a afirmativa 1. D UFF A estrutura dos compostos orgânicos começou a ser desvendada em meados do séc. XIX, com os estudos de Couper e Kekulé, referentes ao comportamento químico do carbono. Dentre as idéias propostas, três particularidades do átomo de carbono são fundamentais, sendo que uma delas refere-se à for mação de cadeias. Escreva a fórmula estrutural (contendo o menor número de átomos de carbono possível) de hidrocarbonetos apresentando cadeias carbônicas com as seguintes particularidades: a) acíclica, normal, saturada, homogênea. b) acíclica, ramificada, insaturada etênica, homogênea. c) aromática, mononuclear, ramificada. l i l Ufpel Considerando a metionina e a cisteína, assinale a afirmativa correta sobre suas estruturas. Metionina H,C — S —CHp—CHp—CH —COOH NH, Cisteína HS —CHp —CH — COOH NH, Ambos os aminoácidos apresentam um átomo de carbono cuja hibridização é sp ^e cadeia carbônica homogênea. Ambos os aminoácidos apresentam um átomo de carbono cuja hibridização é sp ,^ mas a metionina tem cadeia carbô nica heterogênea e a cisteína, homogênea. Ambos os aminoácidos apresentam um átomo de carbono cuja hibridização é sp ^e cadeia carbônica heterogênea. Ambos os aminoácidos apresentam os átomos de carbono com hibridização sp e cadeia carbônica homogênea. Ambos os aminoácidos apresentam os átomos de carbono com hibridização sp, mas a metionina tem cadeia carbôni ca homogênea, e a cisteína heterogênea. UFG Monoterpenos, substâncias de origem vegetal e ani mal, podem ser divididos em acíclicos, monocíclicos e bicícli- cos. São exemplos de monoterpenos as estruturas a seguir. a - pipeno a - íerpineol Tujona Entre os monoterpenos representados, são acíclico, monocícli- co e bicíclico, respectivamente: l ,2 e 3 . ib l ,3 e 5 . '^) 2, 3 e 5. ,d ‘ 2 ,4 e 6 . . 2, 4 e 5. Udesc Analise as afirmativas em relação aos compostos a seguir. Assinale (V) para as afirmativas verdadeiras e (F) para as falsas. (A ) (B) O composto (B) é um hidrocarboneto cíclico, também conhecido como cicloparafina. O composto (B) é um hidrocarboneto aromático. O composto (A) apresenta aromaticidade. O composto (A) não é um hidrocarboneto, é conhecido como cicloparafina. O composto (B) é conhecido como anel aromático. Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo. V,F,F,V,V F, V, V, F, V F,F,V,V,F V,V,F,F,V V, F, V, F, F Fotec Ácidos graxos são ácidos carboxílicos com cadeias carbônicas lineares relativamente longas. Essas cadeias podem ser saturadas (não apresentam duplas ligações entre átomos de carbono) ou insaturadas (apresentam duplas ligações entre áto mos de carbono). Sabe-se que o ponto de fusão de um ácido graxo é tanto maior quanto maior sua massa molar e menor o seu grau de insaturação. Considere os seguintes ácidos graxos: CH3 (CH2)io Acido láurico (12 carbonos) CH, ■(CH2)i6 C CH3 (CH2)i4^OH OH Ácido palmítico (16 carbonos) ,0 / / \ OH Acido esteárico (18 carbonos) CH3 — (CH2)7 — CH Ácido oleico (18 carbonos) ^C H — (CH2)7 — C o \ OH CH, ■ (CHjls — CH = C H — CH = C H — (CHj), — C \ Acido linoieico (18 carbonos) OH CAPÍTULO 5 • Introdução à Química orgânica Dentre esses, o ácido que apresenta o maior ponto de fusão é o: láurico.'^ palmítico.'^ esteárico. oleico. linoleico. UEL Dentre os componentes do cigarro, encontram-se a nicotina, que interfere no fluxo de informações entre as células; a amônia, que provoca irritação nos olhos; e o alcatrão, forma do pela mistura de compostos como o benzopireno, o crizeno e o antraceno, todos com potencial cancerígeno. Sobre o benzopireno, cuja estrutura química é apresentada aci ma, é correto afirmar que a molécula é formada por: cadeias aromáticas com núcleo benzênico. arranjo de cadeias carbônicas acíclicas. cadeias alicíclicas de ligações saturadas, cadeias carbônicas heterocíclicas. arranjo de anéis de ciclohexano. ,tlFRS A fumaça liberada na queima de carvão contém muitas substâncias cancerígenas, dentre elas os benzopirenos, como, por exemplo, a estrumra: Sua cadeia carbônica corresponde a um; hidrocarboneto, insamrado, aromático, com núcleos con densados. hidrocarboneto, alicíclico, insaturado, com três núcleos condensados. heterocíclico, saturado, aromático, ciclo homogêneo, saturado, aromático, alqueno, insaturado, não aromático. UFSCarA queima do eucalipto para produzir carvão pode liberar substâncias irritantes e cancerígenas, tais como ben- zoantracenos, benzofluorantracenos e dibenzoantracenos, que apresentam em suas estruturas anéis de benzeno condensados. O antraceno apresenta três anéis e tem fórmula molecular: ^14^10 C.4H 12 ^ 18^ 12' ^ C,8H,4 7< Uerj Algumas controvérsias ainda existem quanto à rela ção entre a presença de gorduras na dieta alimentar e a incidência de doenças cardíacas. O gráfico a seguir mostra resultados de uma pesquisa recente, na qual estes fatores foram comparados em duas populações com dietas tradicionalmente diferentes. 38% 1 percentagem média de calorias derivadas de gorduras na dieta tradicional I incidência de doenças coronarianas em 10 mil homens durante períodos de 10 anospopulação leste da Finlândia Ilha de Creta fontes de manteiga azeite de oliva gordura leite vegetais alimentar W.C. Willet & M. J. Stamper. As novos bases da pirâmide alimentar. São Paulo: Scientific American Brasil, 2003. (Adapt.). Os resultados da pesquisa apoiam a ideia de que a dieta ade quada para a prevenção de doenças coronarianas deve, prefe rencialmente, conter gorduras ricas em ácidos graxos de cadeia do tipo; saturada. alicíclica. ramificada. insaturada. Nomenclatura FRENTE 1 lupac (International Union of Pure and Applied Chemistry) A lupac (International Union of Pure and Applied Chemistry) foi fundada em 1919 por químicos dos meios acadêmico e industrial, que reconheceram a neces sidade da padronização internacional em Química. A padronização de peso, medidas, nomes e símbolos é essencial para o bem-estar e sucesso contínuo da comunidade científica e para facilitar o desenvolvimento e o crescimento da coo peração e do comércio internacional. O desejo de cooperação interna cional entre químicos e a facilitação do trabalho da fragmentada comunidade química internacional foi a primeira í característica da União. l Tradução do autor, < www.iupac.org/general/ about.html > . m CAPÍTUIO 6 * Nomenclatura Histórico Antes da criação da lupac (1919), seu corpo precedente, a International Association o f Chemical Societies (lACS), reu- niu-se em Paris em 1911 e compôs um conjunto de propostas de trabalho que seria o foco da nova Associação. Elas incluíram: Nomenclatura em Química orgânica e inorgânica; Padronização dos pesos atômicos; Padronização das constantes físicas; Edição de tabelas das propriedades da matéria; Criação de uma comissão para revisão de trabalhos; Padronização dos formatos das publicações; Requisição de medidas para evitar a repetição de trabalhos publicados. Apesar de aparentar um tanto prematuro para químicos co meçarem a falar, em 1911, sobre a possibilidade e necessidade de colaboração e padronização internacional, a primeira tenta tiva de organização internacional da nomenclatura em Química orgânica - a Geneva Nomenclature, de 1892 - surgiu a partir de uma série de encontros internacionais, dos quais o primeiro foi organizado por Kekulé em 1860. Nomenclatura lupac A nomenclatura dos compostos orgânicos foi, inicialmente, atribuída baseando-se em suas propriedades, local de obtenção ou nome do descobridor. A tabela a seguir traz alguns exemplos dessa forma de nomenclatura. Nome Origem Fórmula Ácido fórmico Ácido encontrado no veneno de certas formigas. OH Ácido acético i1 Do latim acetum = azedo. / / ^ HoC— C ^ \ OH Ácido lático Do latim tactis = leite. f P HoC— CH— 1 \ OH Álcool metílico Do grego Methy= vinho + yle = madeira. H 1 H— C— OH 1 H Tab. 1 Origem de alguns nomes. Com o aumento progressivo e exponencial do número de compostos orgânicos, essa forma de nomeá-los logo deixou de ser efetiva. O texto de abertura refere-se exatamente ao órgão reconhe cido intemacionalmente por padronizar as regras de nomencla tura dos compostos orgânicos, a lupac. As primeiras regras, publicadas em língua inglesa em 1949, sofreram duas importantes revisões, uma em 1979 e outra em 1993. Dessas, apenas a revisão de 1993 foi traduzida para a língua portuguesa no ano de 1999. Anteriormente a essa data, quando um livro era produzi do ou traduzido, a nomenclatura sofria alterações pertinentes às línguas latinas, principalmente com referência à posição de numerais nos nomes. Sendo assim, não é difícil prever alguns problemas, como a duplicidade de nomes. A tabela a seguir ilustra exemplos dessa duplicidade. Existem vários nomes possíveis para uma substância bastante comum no cotidiano, a acetona: O 'C ' 2 CH, 3 Nome lupac substitutivo anterior a 1993 2-propanona Nome lupac radicofuncional dimetilcetona Nome lupac latinizado propanona-2 Nome lupac consagrado pelo uso propanona Nome lupac após 1993 propan-2-ona Nome semitrivial (aceito pela lupac) acetona j Tab. 2 Possíveis nomes para a acetona. Surge uma pergunta óbvia; qual desses nomes é o correto? Resposta: Todos! O aluno deve se preocupar mais com a lógica da nomen clatura do que com qual nome é o correto. Isto é: • cada composto deve possuir um nome diferente que o dis- tinga de todos os demais; • dada a fórmula estrutural de um composto, deve ser possí vel elaborar seu nome e vice-versa. O nome lupac de um composto qualquer é, portanto, um nome formado de acordo com o procedimento descrito na edi ção de 1979 da Nomenclature o f Organic Chemistry e modifi cado pelas recomendações de 1993. Dessa forma, não existe um único nome lupac para uma substância, mas sim vários tipos de nomes lupac de acordo com o tipo de operação de nomenclatura envolvido. Alguns exemplos de nomenclaturas lupac; Nome substitutivo. Nome de classe fúncional ou nomenclatura radicofimcional. Nome de permuta. Nome conjuntivo. Nome semissistemático ou nome semitrivial. Nome trivial (usual). Dessas nomenclaturas, as duas mais comuns e mais estu dadas no Ensino Médio são a substitutiva e a radicofuncional. A escolha de uma ou de outra vai depender da facilidade de aplicação no composto a ser nomeado. Em muitos casos, o nome trivial ou semitrivial do composto é usado em detrimento do seu nome sistemático. Isso ocorre em virtude do composto em questão ser muito comum e/ou estar muitopresente no cotidiano. Por exemplo, raramente alguém usará o nome propanona quando quiser se referir à acetona. Nomenclatura substitutiva A nomenclatura substitutiva é um nome que indica, por meio de um sufixo ou prefixo, a substituição de um ou mais átomos de hidrogênio ligados a um átomo do esqueleto de uma estrutura parental (cadeia principal). Nomenclatura substitutiva de compostos com cadeias normais (não ramificadas) A construção do nome de um composto de cadeia normal será por meio da junção de três partículas, como a seguir: Número de carbonos Tipo de ligação Função Cadeia principal O prefixo indica o número de carbonos da cadeia: Tab. 3 Prefixo em função do número de carbonos. O infixo indica o tipo de ligação entre carbonos: Número de carbonos Prefixo 1 Met- I 2I I Et-I 3 Prop- 4 But- 5 Pent- 6 Hex- 7 Hept- 8 Oct- 9 Non- 10 Dec- 11 Undec- 12 Dodec- 20 Icos- 1 30 Tricôs- Classe Fórmula Sufixo Ácidos carboxílicos — COOH ácido....-oico Álcoois, fenóis — OH -ol Aldeídos — CHO -al Amidas — CO — NH2 -amida Aminas — NHj -amina Carboxilatos — COO -oato Cetonas >c = o -ona Ésteres — COOR -oato de (R) Nitrilos — C ^ N -carbonitrilo Tióis — SH -tiol Tab. 5 Sufixo relacionado à função. Exemplos: H3C— CH3 et + an + 0 = etano dois carbonos função hidrocarboneto ligação simples prop + en + o = propeno 1 ♦ i ligação dupla três carbonos CH4 metano H3C —CHj— CH3 propano H3C — OH metanol função hidrocarboneto H2C = CH2 H C = C H eteno etino o II H3C — C — CH3 propanona OH I -C etanol Exercício resolvido Tipos de ligação Infixo Só ligações simples -an- Ligação dupla -en- Ligação tripla -in- Duas ligações duplas -adien- Duas ligações triplas -adiin- Três ligações duplas -atrien- Uma dupla e uma tripla -enin- Tab. 4 Infixo em função da ligação entre carbonos. O sufixo indica a que função pertence o composto em questão, a tabela a seguir apresenta as funções mais comuns: U Uma das substâncias responsáveis pela ressaca em pes soas que exageram na bebida alcoólica é um aldeído com a se guinte fórmula estrutural: O HoC— C \ Qual é o nome oficial desse composto? Resolução; 2 carbonos prefixo et Ligação simples entre carbonos —> infixo an Função aldeído —> sufixo al et + an + al = etanal G IPÍTU LO 6 * Nomenclatura Numerarão da cadeia principal Em cadeias menores, como a do propeno, não há necessi dade de se indicar qual é a posição da ligação dupla, pois o pro peno terá obrigatoriamente uma ligação dupla entre o carbono do meio e um carbono da ponta. H,C — CH = CH, -C H , propeno Em cadeias maiores, como a do buteno, é necessária a in dicação da posição da ligação dupla, pois há mais de uma pos sibilidade de se colocar a ligação dupla. As fórmulas estruturais a seguir ilustram essas duas possibilidades: H2C=CH— CHj- H 2 C = C H — C H j- -CH3 -CH, = HoC— CHp — CH = CH2 A diferenciação é feita indicando a posição da ligação dupla por números. Para tanto, numera-se todos os carbonos da cadeia em sequência, começando pela ponta que deixe os menores números possíveis para os carbonos da ligação dupla. y \ T E N Ç Ã 0 ! Regra para numerar uma cadeia: numerar os carbonos da cadeia atribuindo os menores números possíveis para as funções, insaturações ou ramificações, nessa ordem de prioridade. No exemplo abaixo, podemos observar que o primeiro composto só admite uma numeração, aquela que atribui os nú meros 1 e 2 aos carbonos da ligação dupla: HpC = C H — CH, — CH, numeraçao correta ^numeraçao incorreta O outro composto admite qualquer uma das numerações, pois em ambos os casos os carbonos da ligação dupla ficarão com os números 2 e 3. 4 3 H,C — CH: 2 : CH- 3 -CH3 4 - ambas ' corretas No caso do composto apresentar grupos funcionais, a numeração deverá ser feita de forma que atribua os menores números possíveis para os grupos funcionais. Observe os exemplos a seguir. 1 2 3 -*« HjC— CHg— CH3 |3 2 OH numeraçao ^ correta ,jiumeração incorreta Em cadeias fechadas a regra é a mesma, a diferença é que você poderá escolher em qual carbono começar e depois de cidir se seguirá em sentido horário ou anti-horário: HO CH, / \ t E M Ç Ã 0 ! Para compostos cíclicos com ligação dupla, nõo se esqueça de que os carbonos da ligação dupla devem possuir núme ros consecutivos. Exercício resolvido Os ácidos graxos ômega-6 e ômega-3 receberam esses nomes em função da posição da ligação dupla em relação ao fmal da cadeia carbônica: Omega-3 No entanto, essa numeração não corresponde àquela recomen dada pela lupac. Indique a posição das ligações duplas nas cadeias carbônicas dos ácidos graxos ômega-6 e ômega-3 se gundo as regras da lupac. Resolução: 18 16 14 11 / / / _ 16 15 13 12 10 9 Omega-3 17 14 11 H,c- 2 -CH- |2 OH 3 ■ CH; 1 ^ ambas ^ ^ corretas Indicando as posições A posição de um grupo funcional, de uma insaturação ou de uma ramificação deverá ser indicada por números. Segundo as novas recomendações da lupac, traduzidas para o português em 1999, o número deverá vir imediatamente antes daquilo que ele indica a posição. Assim, observe o nome dos alcoóis a seguir. 3 H3C- 2 -CHp 1 •CH2 OH -CH3 propan-1 -ol OH propan-2 -ol Para compostos insaturados, onde os carbonos da ligação dupla ou tripla terão sempre números consecutivos, a posição da insaturação deverá ser indicada pelo menor dos dois núme ros; 4 3 2 1 H3C — CH2— CH = C H 2 but-1 -eno 4 3 2 1 H3C — CH = CH — CH3 but-2 -eno Em compostos cíclicos com apenas um grupo funcional, uma ligação dupla ou uma ramificação a indicação da posição é facultativa, pois esses estarão sempre na posição 1. b) c) o / S \ /c — c . , . cadeia fechada cC o p ent — de 5 carbonos \ / C — C SÓ ligações an — ► . ^ ,simples Ha HoC CH, \ / HpC —CHp função hidrocarbonefo, ° ^só carbono e hidrogênio c ^ c ^ c cicio-hex cadeia fechada de 6 carbonos ciclo-hexanol ou ciclo-hexan-1 -ol ciclopenteno ou ciciopent-1 -eno Exercício resolvido Desenhe as fórmulas estruturais dos seguintes compos tos: a) pent-2-ino. b) ciclopentano. c) ciclo-hexeno. Resolução: a) 1 C - 2 -c- pent - 4 -C - H,C • H,C . ^C II uma iigação dupia ' '-CH II.CH C H, função hidrocarbonefo, só carbono e hidrogênio 5 carbonos Nomenclatura de cadeias ramificadas Para dar o nome a um composto de cadeia ramificada deve- -se seguir uma sequência de passos; 1° passo: encontrar a cadeia principal. 2° passo: numerar a cadeia principal. 3° passo: construir o nome indicando a posição dos substituin- tes por números. 3 EC- 4 -C - 2-in ^ iigação tripia no carbono 2 H ,C - 4 -C H , 5 -C H , função hidrocarbonefo, só carbono e hidrogênio 1 ^ passo - Cadeia principal o primeiro passo é encontrar a cadeia principal, pois só assim saberemos quais são as ramificações. A cadeia principal é aquela que contém: a) os grupos funcionais; b) as insaturações; c) ciclo; d) o maior número de carbonos; e) o maior número de ramificações. m G \P ÍTU10 6 • Nomenclaturo Nessa ordem de prioridade. Para exemplificar como a escolha da cadeia principal deve ser realizada, seguem alguns exemplos. Exemplo 1 - Cadeias abertas que não possuem grupos fun cionais nem insaturações Para encontrar a cadeia principal, basta encontrar aquela com o maior número de carbonos. Exemplo 3 - Uma cadeia aberta sem grupo funcional, mas com insaturação Ligações duplas ou triplas também têm prioridade sobre o tamanho da cadeia, ou seja,deve-se escolher a cadeia com o maior número de carbonos que inclua o máximo de insatura ções possíveis. H3C— CHs— CH— CHj— CHg CH3 ^ ramificação cadeia principal c H,C— CHo— C — CH,— CH, cadeia principal CH, ramificaçãi H3C — CHj— CHg— CH—-CH3 ramificação CHj I cadeia CH3 principal CH, CH, HjC— CH2— CH— CH— CHg— CH3 ramificações I I H3C CHg cadeia principal Exemplo 2 - Uma cadeia aberta com grupo funcional, mas sem insaturação Caso exista um grupo funcional em um carbono qualquer, este carbono deverá pertencer à cadeia principal mesmo que esta não seja a de maior número de carbonos. H,C— CH CH,— CH— C ^ ,0 cadeia principal CHj I CH3 ramificação CH3 I CH, OH grupo funcional ramificações HjC— CH2- I H3C k -CH — CH—CH2— CH3 I CH2 OH Esta é a maior cadeia que possui o carbono com a função grupo funcional Observe que, nesses dois exemplos, a cadeia principal não é aquela com o maior número de carbonos, mas sim aquela com o maior número de carbonos que contém o grupo funcional. CH3 I CH, ramificações HgC— CHg— CH— CH— CHg— CH3 H,C CH, kcadeia principal H,C— CH,— CH— C — CH Exemplo 4 - Cadeias com grupo funcional e insaturações Se em uma cadeia tiver grupo funcional e insaturações, es tas devem estar na cadeia principal, se possível: rramificação H3C— CHg— CH— CHg— C CH il CHg cadeia principal \ OH grupo funcional CHg II CH ^ cadeia principal HgC — CHg— CH— CH— CHg — CH, H3C CHg OH grupo funcional Exemplo 5 - Cadeias cíclicas Em cadeias cíclicas, a cadeia principal será o ciclo ou uma das cadeias laterais. Se não tiver grupo funcional ou insatu- ração, o ciclo será a cadeia principal. No entanto, se a cadeia lateral tiver grupo funcional ou insaturação, ela passará a ser a cadeia principal. 'CH2— CHj— CH2— CH3 A cadeia principal é a cadeia cíclica de 6 carbonos OH OH •CH— OH, Exercício resolvido cadeia principal CH j— CH = CH — CH, cadeia principal Exemplo 6 - Cadeias com diferentes números de substi- tuintes No caso de, em um composto, existir duas possibilidades para cadeia principal, sendo que a diferença seja apenas o nú mero de substituintes, deve-se escolher aquela com o maior nú mero de substituintes. Observe o seguinte composto; CH, CH H3C— CH2— CHg— CH— CH— CH2 CH, -C H , Existem duas possibilidades de cadeia principal para esse composto, sendo que, em ambas, a cadeia principal possui seis carbonos e inclui a ligação dupla. No entanto, em uma delas existem dois substituintes e na outra apenas um, portanto, a cadeia principal correta é aquela com dois substituintes. CH, II CH I H3C— CH2— C H j— CH— CH — CH2— CH3 CH, i m Determine a cadeia principal dos compostos abaixo: CH2— CH, , I V H3C— CH,— CH— CH — CH, I CH3 b) H3C— CH2— CH— CH2— CH, CH=CH2 CHj— OH H3C— J h—CH2—CH3 b) Resolução: a) CH2— CH3 HgC— CHg— CH— CH — CH3 CH3 HgC— CH2— CH— CHj— CH3 CH=CH2 c) CHg-OH HgC— Jh— CH2—CH3 d) o ciclo de 6 carbonos. 2<* passo - Numerar a cadeia principal Neste passo, continua valendo a mesma regra vista ante riormente para cadeias não ramificadas, ou seja: Numerar os carbonos da cadeia atribuindo os menores nú meros possíveis para funções, insaturações ou ramificações, nessa ordem de prioridade. Seguem alguns exemplos de numeração da cadeia principal: 6 4 3 2 1 HgC— CH,— CHj— CH— CH, CH, IM GIPITULO 6 * Nomenciaturo 6 5 4 3 2 1 H X — CH— CH,— CH— CH— CH, 6 -CH, CH3 CH3 CH; C H , 1 2 3 4 I 5 K C — CH = CH— C — CH- CHg CH3 1 2 3 4 5 HsC— CH2— CHs— CH— CH, OH CH, 3” passo - Construir 0 nome indicando o posição dos substituintes por números As ramificações são indicadas antes do nome da cadeia principal precedidas pelo número que indica sua posição na cadeia principal. Para ilustrar alguns exemplos, utilizaremos as duas ramificações menores e mais comuns; metil (H^C -) e etil (HjC - CHj-). A nomenclatura das ramificações será o assunto do próximo tópico. CH3 H3C — CH2— CH — CH2— CH3 1 2 3 4 5 3-metilpentano Observe que os nomes não são separados e os números são separados dos nomes por hífen. Para indicar a presença de ramificações iguais deve-se utilizar prefixos multiplicadores (di, tri, tetra, penta). CH, CH3 2,3-dimetilbutano C H , CH3 4 3 2 | 1 CH3 2,2,4-trimetilpentano Observe que os números são separados por vírgulas. Exercício resolvido a) Dê o nome, segundo a lupac, dos seguintes compostos: b) 4-metil-3-propÜ-hex-l-eno A cadeia carbônica numerada possui 6 carbonos, ligação dupla e 2 ramificações. b) 2,3-dietil-hex-l-eno A cadeia carbônica numerada é a maior cadeia que possui a ligação dupla. c) HO 2,3-dietil-hexan-l-ol A cadeia carbônica numerada é a maior cadeia que possui o carbono com a função. 2-etil-3-propilpent-4-en-l-ol A cadeia carbônica numerada possui a ligação dupla e o grupo funcional. c) d) HO^ HO i 36 QUÍMICA • FRENTE 1 Ramificações diferentes na mesma cadeia são indicadas em ordem alfabética, ou seja, uma ramificação etil será colo cada sempre antes da ramificação metil no nome do composto. CH3 C H , C H , H ,C — CH - -C H - 3 -CHp- 2 3 4 3-etil-2-metilpentano -CH3 5 Os prefixos multiplicadores não são levados em conta na ordem alfabética. Dessa forma, mesmo que existam duas ra mificações metil e elas sejam indicadas pelo nome dimetil, a indexação será feita pelo m do nome da ramificação. H ,C - CH, -C H — C H j 5 4 - C H ----- CH2------CH3 3 | C H ----- CH3 2 | CH31 ^ 3-etil-2,5-dimetil-hexano ou 3-etil-2,5-dimeti)exano Observe que o termo dimetil teve que ser separado, por hífen, do nome hexano, pois a letra h não tem som quando o nome é pronunciado. Outra opção para esse nome seria retirar 0 hífen e a letra h. No metilbutano a indicação da posição do grupo metil é fa cultativa, uma vez que a única posição possível é no carbono 2. Caso o grupo metil estivesse no carbono 1, teríamos um composto de cadeia normal (pentano) e não o metilbutano. errado correto Nomenclatura das ram ificares Os carbonos que ficaram fora da cadeia principal são cha mados de ramificações. As ramificações mais simples são obtidas pela remoção de um hidrogênio da ponta da cadeia dos alcanos mais sim ples. O nome é construído pela substituição do sufixo -ano pelo sufixo -il. Alcano Grupo alquil H3C - H H3C - Metano Met/7 H3C — CHj — H H3C — CH2 — Etano Etil H3C — CH^ — CH^ — H H3C — CHj — CHj — Propano Prop// H3C — CHj — CHj — CH2 — H H3C — CH2 — CHj — CHj — Butano Buti7 Tab. 6 As ramificações mais simpies. Para alcanos com mais de dois carbonos, mais de um grupo alquil pode ser formado. Do propano, por exemplo, dois grupos podem ser formados: o grupo propil, obtido pela remoção de um hidrogênio da ponta, e o grupo 1-metiletil ou isopropil, pela remoção de um hidrogênio do carbono do meio. HgC----CHj-----CH 3 propano propii -CH- CH3 1 -metiietii ou isopropii O nome sistemático é 1-metiletil, enquanto isopropil é o nome usual aceito pela lupac para esse grupo alquil. A nomenclatura sistemática para ramificações segue as mesmas regras da nomenclatura dos alcanos. A numeração dos carbonos da ramificação deverá iniciar sempre pelo carbono que se liga à cadeia principal. Existem quatro ramificações diferentes formadas com qua tro carbonos. -CH, butil CH, H,C— CH— CH,- 2-metilpropil ou isobutil CH3 1 -metilpropil ou sec-butil ÇH3 H3C— C— I CH3 1,1-dimetiletil ou ferc-butil Os nomes usuais isopropil, isobutil, .vcc-butil e /erc-butil,são aprovados pela lupac e frequentemente utilizados na no menclatura das substâncias. Esses nomes devem ser memoriza dos e preferidos à nomenclatura sistemática. 4-(1 -metiletil)heptano ou 4-isopropil-heptano ou ferc-butilbenzeno im CAPÍTULO 6 * Nomenclatura Na construção dos nomes, utilizando a nomenclatura usual dessas ramificações, os prefixos em itálico e separados por hí fen não devem ser levados em consideração na indexação por ordem alfabética, ou seja, sec-butil irá sempre preceder etil, mas etil precederá isobutil. 1 -isopropil-2-metilcicloexano 4-sec-butil-5-etil-3-metiloctano Outras ramificações comuns, algumas com nomenclaturas usuais, são apresentadas a seguir; CHo I ® I H3C — C — CHj— H2C = C CH3 eteníl ou2,2-dimetilpropil ou neopentil vinil Tab. 7 Função haleto orgânico. Tab. 8 Função álcool. Fórmula Nome substitutivo Nome radicofuncional CH3OCH3 Metoximetano Éter dimefílico í CH3CH2OCH2CH3 Etanol Éter dietílico CH3CH2OCH3 Metoxietano Éter etílico e metílico* * antigamente; éter m etile tílico Tab. 9 Função éter. Fórmula Nome substitutivo Nome ^ radicofuncional ' 0 H3C ----C— CH3 Propanona Cetona dimetílica* 0 II H3C — C — CH2CH3 Butanona Cetona etílica e metílica** * antigamente: dimetilcetona ** antigamente: etilmetilcetona Tab. 10 Função cetona. fenil benzil Nomenclatura radicofuncional o nome de classe funcional ou nomenclatura radicofun cional é um nome que exprime um grupo característico como um termo característico da classe ou função, escrito em uma palavra separada, seguido pelo nome do grupo substituinte (an tigamente denominado radical). Essa nomenclatura é muitas vezes preferida e ainda muito utilizada na literatura ao se referir a compostos mais simples e/ou comuns no cotidiano. Os exemplos a seguir ilustram as funções onde essa no menclatura é mais frequentemente utilizada e as substâncias mais comuns de cada função. Para efeito de comparação, foram colocados seus respectivos nomes pela nomenclatura substitu tiva e pela nomenclatura radicofuncional. 38 J QUÍMICA • FRENTE I Revisando o PUC-PR Dê os nomes segundo as recomendações lupac dos seguintes compostos, a) CH3CH(CH3)CH2CH3 b) c) d) e) k) O OH Escreva as fórmulas estruturais dos seguintes compos tos; a) 3-etilpentano b) 1-cloro-4-metilpentano c) 2-metilbuta-1,3-dieno d) 2,3-dicloropentano e) ciclo-hexanol f) 2,2-dimetilpentan-3-ona g) ácido hexanoico h) trimetilamina CAPÍTULO 6 * Nomendotura Exercícios propostos Nomenclatura de compostos orgânicos D GFTSC Qual a fórmula molecular do 2-metil-1-buteno? CsH.o C4HS C10H10 C,oHs ' Ufla De acordo com a lupac, o nome correto do “Isopre- no”, 0 monômero básico dos polímeros, é: CH, 4-metil-1,3-butadieno. 2-metileno-1,3-butadieno. 4-vinll-1-penteno. 2-metll-1,3-butadleno. 2-metll-1,3-pentadleno. UFU O hidrocarboneto que apresenta cadeia acíclica, ra mificada, saturada e homogênea é: 4-etil-4,5-dimetil-2-heptanol. 4-isopropil-2,4,5-trimetil-2-hepteno. 2,4,5-trimetil-4-propileptano. 2-etil-4-isopropil-1-metilcicloexano. i>UC-PRA estrutura a seguir; H X — C H -C H — CH— C= I CeHs CH-I CH, =CH- -C H , -CH, apresenta a seguinte nomenclatura oficial: 3-fenil-5-lsopropll-5-hepteno. 5-fenil-3-lsopropll-2-hepteno. 3- lsopropll-5-hexil-2-hepteno. 5-benzil-3-isopropil-2-hepteno. 5- fenil-3-etenll-2-metll-heptano. B CFTMG Observe a estrutura representada a seguir. CH, I ' ÇH, H CH, H,C— C=CH— C— CH— CH —CH,3 I I 2 3 CH, CH, I ' I ' CH3 ÇH, CH3 Segundo a lupac, o nome correto do hidrocarboneto é; 2,5-dietil- 4-propil-2-octeno. 2-etil-4,5-dipropil-2-hepteno. 4- etil-7-metil-5-propil-6-noneno. 6- etil-3-metil-5-propil-3-noneno. Ufpel Segundo as estruturas dos compostos descritos a seguir, quais deles não são aromáticos? naftaleno benzeno fenol cicloexeno ciclobuteno Naftaleno e fenantreno.'> Cicloexeno e ciclobuteno. Benzeno e fenantreno.X Ciclobuteno e fenol. Cicloexeno e benzeno. B uff Analise a estrutura seguinte e considere as regras de nomenclatura da lupac. Assinale a opção que Indica as cadeias laterais ligadas, respec tivamente, aos carbonos de números 4 e 5 da cadeia hidrocar- bônica principal, propil e Isobutil. metil e isobutil. terc-pentil e terc-butil. propil e terc-pentil. metil e propil. PUC-PR O composto: metil- terc-butil -C -----isopropil fenil Apresenta, como nomenclatura oficial, 0 seguinte nome: 1 .2.2.3.4- pentametil-2-fenllbutano. 2.3.4.4- tetrametil-3-fenilpentano. 2.2.3.4- tetrametil-3-fenilpentano. 2,2,3-trimetil-3-etiloctano. 2,2-dimetil-3-lsopropil-3-fenilbutano. E É ^ frrj Dos compostos a seguir, aquele que apresenta uma cadeia carbônica acíclica, normal, saturada e heterogênea é o; 2-propanol. etilamina. 1-cloropropano. etoxietano. hidroxibenzeno. u UFVA alternativa que apresenta um nome possível para um composto de fórmula molecular CgH^pO é: pentan-2-ona. pentan-2-ol. ácido pentanoico. etoxipropano. etanoato de propila. UFV Associe as estruturas químicas a seguir representa das aos nomes correspondentes. O (5) (A) propanona (B) propanal ^ (C) etanoato de butila A sequência correta é: 1B, 2A, 3D, 4E, 5C, 6F. 1F, 2C, 3B, 4D, 5A, 6E. 1F 2B, 3A, 4D, 5E, 6C. IA, 2F 3B, 4C, 5E, 6D. 1 F 2B, 3A, 4E, 5C, 6D. O \ (6 ) (D) butanoato de etila'- (E) etoxibutano (F) propanol'“ UFPI Os aromas da banana e do abacaxi estão relaciona dos com as estruturas dos dois ésteres dados a seguir. Escolha a alternativa que apresenta os nomes sistemáticos das duas substâncias orgânicas. o CH,— C \ OCH2CH2CH2CH2CHCH3 Aroma de banana , 0 CH3CH2CH2 — C Aroma de abacaxi OCH2CH3 Acetilpentanoato e Etilbutanoato.> Etanoato de pentila e Butanoato de etila. Pentanoato de etila e Etanoato de butila. Pentanoato de acetila e Etanoato de butanoíla. Acetato de pentanoíla e Butanoato de acetila. UFRS A seguir estão relacionados os nomes químicos de seis compostos orgânicos e, entre parênteses, suas respecti vas aplicações; e, adiante na figura, as fórmulas químicas de cinco desses compostos. Associe-os adequadamente. 1. ácido p-aminobenzoico (matéria-prima de síntese do anes tésico novocaína) 2. ciclopentanol (solvente orgânico) 3. 4-hidróxi-3-metoxibenzaldeído (sabor artificial de baunilha) 4. a-naftol (matéria-prima para o inseticida carbaril) 5. trans-1-amino-2-fenilciclopropano (antidepressivo) 6. p-naftol (conservante de alimentos) CH,0 (^)H,N CO,H P;)HO O) CHO OH<>') CeH, A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: 1 - 5 - 6 - 3 - 2 . 5 - 3 - 6 - 2-4.~^ 1 - 4 - 3 - 5 - 2r>< 1 - 5 - 4 - 3 - 2 . 3 - 2 - 4 - 1 - 6 . UFF Se 15,1g de um aldeído monobromado reagem com Hl, são produzidos 25,4 g de acordo com a reação: H R — C - Br / / ■C +2H I H O I ^ R — C — C + I2 + HBr I H em que R é um radical orgânico composto, apenas , por C e H. Com base nessas informações, escreva: Dados: Massas molares (g/mol): C=12, H=1, Br=80, 0=16. a) a fórmula química do grupamento R. b) o nome oficial (lupac) e a fórmula estrutural do aldeído mo nobromado. T EXTO C o m plem en ta r Nomenclatura de fumáo mista È muito comum no natureza encontrar compostos orgânicos com mais de uma função presente na estrutura. Quando uma subs tância qualquer apresenta duas ou mais funções orgânicas, esse composto é chamado função mista. Em alguns casos, a nomenclatura desses compostos pode tornar-se bastante complexa e acaba fugindo dos objetivos deste livro. No entanto, em casos de moléculas mais simples, contendo dois ou três grupos funcionais, a nomenclaturanão é tão complexa de ser estudada. O método de escolha para nomear um composto de função mista é o sistema de nomenclatura substitutiva. De acordo com as recomendações da lupac para obtenção do nome pelo método substitutivo, deve-se seguir o seguinte modelo; Número de carbonos Tipo de ligação Função Cadeia principal O principal problema que se enfrenta ao nomear um com- . posto de função mista é que apenas uma das funções poderá ser indicada por sufixo no nome da cadeia principal. Em alguns casos, esse problema é bastante simples de re solver. Funções como haletos orgânicos, éteres e nitrocompostos, principalmente, não possuem sufixos relacionados a elas. Essas funções são sempre tratadas como substituintes de uma cadeia principal e sempre indicadas por meio de prefixos. Dessa forma, caso alguma dessas funções esteja presente em uma estrutura com uma função que possa ser indicada por sufixo, esta última será escolhida como função principal e indicada por sufixo, as demais serão tratadas como substituintes da cadeia principal. Seguem al guns exemplos: OCH 4-clorobutan-1-ol OH Ácido 3-metoxipentanoico NO, 2-nitrofenol 2-bromo-3-etoxiciclopentanona Se o composto de função mista possuir duas funções que pos-. sam ser indicadas por sufixo, surgem duas dúvidas naturais: • Qual das funções deve ser indicada por sufixo? • De que forma deve-se indicar a presença das demais funções? Para responder à primeira pergunta, deve-se consultar a ta bela de prioridade das funções na qual elas estão organizadas em ordem de prioridade, de forma que, em um composto de função mista, uma das funções será a de maior prioridade e ela será a função indicada no nome da cadeia principal por meio do sufixo. A tabela a seguir apresenta as principais funções e sua ordem de prioridade. Sais Ácidos carboxílicos Anidridos Esteres Halogenetos de ácidos Amidas Nitrilos Aldeídos Cetonas Álcoois e fenóis seguidos pelos tióis, selenóis e teluróis Aminas Para responder ò segunda pergunta, deve-se consultar tam bém uma tabela. Nesse caso, a tabela informa o prefixo e o sufixo de cada função. Classe Fórmula Prefixo Sufixo ^ Ácidos carboxílicos -COOH Carboxi- ácido...-oico Álcoois, fenóis -O H Hidroxi- -ol Aldeídos -C H O Oxo- -al Amidas - CO - NHg Carbamoil- -amida Aminas -NHg Amino- -amina Carboxilatos - COO - Carboxilato- -oato Cetonas >c = o Oxo- -ona Ésteres -COOR (R)-oxicarbonil- -oato de (R) Éteres -O R (R)-oxi- - - F Fluoro- - Halogênios i Cloro- - -B r Bromo- - -1 lodo- - Halogenetos de acilo - CO - halo- gênio Halocarbonil- : halogeneto de ! ...-oio Nitrocompostos -N O j 1 Nitro-___________ - Nitrilos -C N Ciano- -carbonitrilo Tióis -S H Sulfanil- -tiol Prefixos e sufixos para alguns grupos característicos ordem alfabética). importantes (por ▼ q u ím ic a • FRENTE 1 m Portanto, para construir o nome de um composto de função mista, deve-se escolher a função de maior prioridade e indicó-la pelo seu respectivo sufixo. As demais funções devem ser tratadas como substituintes da cadeia principal e indicadas pelos seus respectivos prefixos em ordem alfabética. Seguem alguns exemplos de compostos de funções mistas e suas respectivas nomenclaturas de acordo com as recomendações: OH H ,C — CH — c \ OH OH H3C—CH- I NH, OH O Ácido 2-hidroxipropanoico Ácido 2-aminopropanoico 3-metil-5-oxopentanal (Ácido lático) (Alanina) 2-aminofenol RESUMINDO A nomenclatura dos compostos orgânicos deve seguir a seguinte lógica: Cada composto deve possuir um nome diferente que o distingua de todos os demais; Dada a fórmula estrutural de um composto, deverá ser possível elaborar seu nome e vice-versa. Podemos resumir as regras para nomenclatura substitutiva de acordo com o esquema abaixo: Para numerar a cadeia: numerar os carbonos da cadeia atribuindo os menores números possíveis para as funções, insaturações ou ramificações, nesta ordem de prioridade; Para escolhera cadeia principal: a cadeia principal é aquela que contém, nesta ordem de prioridade: l ° - o s grupos funcionais; 2 ° -a s insaturações; 3° - as cíclicas; 4° - o maior número de carbonos; 5° - o maior número de ramificações. As ramificações mais comuns dos compostos orgânicos são: H ,C H3C - metil H3C — CH3 etil H ,C - CH3---CH3 propil C H - H3C isopropil tenil As ramificações deverão ser indicadas em ordem alfabética e localizadas por números antes do nome da cadeia principal. LIVRO QUER SABER MAIS? SITES R. Pânico, W, H. Powell e J.C. Richer. Guio lupac paro 0 nomenclatura de compostos orgânicos. Trad. de Ana Cristina Fernandes et al. Lisboa: Editora Lidei - Ediçães Técnicas Ltda: 2002. Programa Freeware que dá nomes a estruturas orgânicas pela nomen clatura da lupac. < www.iupac.org/dhtml_home.html>. <www.acdlabs.com/download/chemsk.html>. RCICIOS OMPLEMENTARES Nomenclatura de compostos orgânicos O Sobre a substância decano, é incorreto afirmar que: Dado:C(Z = 6 ) e H ( Z = 1). o número de carbonos em sua estmtura é igual a dez. é um alcano. o número de hidrogênios em sua cadeia é igual a 22. deve ter fórmula molecular apresenta somente ligações covalentes em sua estmtura. PUC-PR Dado o composto: -CH, -CH- I CH, -CH — CH = C — CH,—CH, os radicais ligados aos carbonos 3, 5 e 6 da cadeia principal são, respectivamente: metil, etil e benzil. metil, etil e fenil. fenil, etil e metil. benzil, etil e metil. hexil, etil e metil. CAPÍTULO 6 * Nomenclatura Mflckenzie Quase nada se sabe sobre o destino do lixo in dustrial perigoso produzido no Brasil até meados de 19 76 . Como muitas substâncias do lixo perigoso são resistentes ao tempo, esse passado de poluição está começando a vir à tona. No solo de um conjunto habitacional da Grande São Paulo, constatou-se a presen ça de 44 contaminantes. Dentre eles, destacam-se o trimetil-benze- no, o clorobenzeno, o decano, além de um de fórmula molecular que é considerado o mais tóxico. Folho de S.Paulo, 28 ago. 2001 (Adapt.). Na substância trimetil-benzeno, o anel benzênico é ramificado por radicais: H3C H3C—CHg— CHj— CHj CH, I CH, 1 H3C — C — CH3 H3C — CHg UFRRJ O isoctano e outras moléculas de hidrocarbonetos ramificados são mais desejáveis, nas gasolinas comerciais, do que moléculas de cadeia linear, uma vez que estas sofrem igni ção de forma explosiva, causando até perda de potência. CH, CH, CH, Isoctano Assinale a opção que apresenta a nomenclatura correta do isoetano. 2.2.3- trimetilpentano. 2.2.4- trimetilpentano. 2.2.4- trimetilbutano. 2.2.3- dimetilpentano. 2.2.4- trimetil-hexano. Unesp Qual das moléculas apresentadas possui fórmula mínima diferente das demais? 2-butanol Butanal 2- buten-1 -ol Butanona 3- buten-l-ol g -M tíerj Um acidente com um trem, em junho de 2003, acar retou o despejo de metanol e 2-metil-2-propanol no rio que abastece a cidade de Uberaba. As fórmulas estruturais dos compostos mencionados estão representadas, respectivamente, em: H I H —C —OH I H H I H —C —OH H OH H,C —C — CH, CH, OH H1 H1 OH 11 c- 1 — C—OH 1 e 1 H3C—C — CH3 H 1 H CH3 H1 H1 OH 1 1 C1 1 — C —OH1 e H3C —C—CHg — 11 H 1 H CH3 H —C ^ijípel Os recursos hídricos podem ser considerados sob três aspectos distintos: como elemento fisico da natureza, como ambiente para a vida e como fator indispensável à vida na Ter ra. A água usada no abastecimento de comunidades humanas requer padrões de qualidade. Assim, ela não deve apresentar sa bor, odor e aparência desagradáveis, bem como não deve conter substâncias nocivas e microrganismos patogênicos. O tratamento convencional para obtenção de água potável utilizamétodos tais como aeração, pré-cloração, carvão ativa do e outros, a fim de remover substâncias que causam odor e sabor nos suprimentos públicos de água, decorrentes da ativi dade industrial, esgotos domésticos, gases dissolvidos, matéria mineral dissolvida e algas. Assim, nas águas com ferro (+2) e manganês (+2), formam-se óxidos amarronzados que alteram a cor e sabor dessas águas, enquanto o gás sulfídrico (sulfeto de hidrogênio) lhes altera o sabor e o odor. Substâncias orgânicas, como, por exemplo, os compostos 2-íraus-6-cis-nonadienal e 3-c/s-hexenol produzidos por algas, em níveis muito baixos (nanograma/L), causam alterações no sabor e odor. Sobre os compostos orgânicos citados no texto, é correto afir mar que apresentam cadeia: homogênea, alifática e saturadar^ heterogênea, alifática e insaturada. heterogênea, aromática e saturada, homogênea, aromática e insaturada. t* homogênea, alifática e insaturada. D ' fgv A destilação de hulha produz uma série de compos tos, um dos quais é um hidrocarboneto de massa molar 78 g/mol. Considerando-se que as massas molares do carbono, hidrogê nio e oxigênio são, respectivamente, 12, 1 e 16 g/mol, concluí mos que esse hidrocarboneto é: hexeno. ciclopentano.' benzeno. hexano.'' pentano.T^ D UFPE De acordo com a estrutura do composto orgânico, cuja fórmula está esquematizada a seguir, podemos dizer que: CH, H CHp H ,C -----C — H CH, ÇH, H3C—C — CHg—CH3 CH, q u ím ic a • FRENTE 1 o composto é um hidrocarboneto de fórmula o composto apresenta somente carbonos spf o nome correto do composto, segundo a lUPAC, é 2-me- til-4-isopropil-heptano. o composto é um carboidrato de fórmula CnH^ .^ o hidrocarboneto aromático possui ligações a e 7t. UEM Sabendo -se que um composto apresenta fórmula molecular assinale a(s) alternativa(s) correta(s). O composto pode ser o 2-octeno. O composto pode ser o 2,2,4-trimetil-pentano. O composto pode apresentar o radical n-butil. O composto pode apresentar 3 carbonos primários, 4 se cundários e 1 terciário. O composto poderá apresentar 1 carbono sp“ e 7 carbonos sp^ . A hidrogenação desse composto poderá formar o CgH2Q. Soma = Texto para as questões 11 e 12. A proteína do leite apresenta uma composição variada em aminoácidos essenciais, isto é, aminoácidos que o organismo necessita na sua dieta, por não ter capacidade de sintetizar a partir de outras estruturas orgânicas. A tabela a seguir apresenta a composição em aminoácidos essenciais no leite de vaca. Conteúdo de aminoácidos essenciais no leite de vaca; Aminoácidos g/g de proteína Lisina 8 ,22 Treonina 3,97 Valina 5,29 Isoleucina 4,50 1 ! Leucina 8,84 j Tirosina 4,44 Fenilalanina 4,25 * Quantidades menores dos aminoácidos triptofano cistina e metionina foram detectados no ieite. Os aminoácidos constituintes das proteínas apresentam características estruturais semelhantes, diferindo quanto a es trutura do substituinte (R), conforme exemplificado a seguir. Estrutura geral de um aminoácido: H I R — C---- COOH I NHj Dos aminoácidos essenciais, presentes na proteína do leite, podemos citar as seguintes estruturas; Leucina CH, — CH — CH, — CH — COOH I I CHj NHj CHo— CH —CH — COOH I I CH3 NH2 Isoleucina Ufpel Sobre os aminoácidos representados pelas fórmu las estruturais, é correto afirmar que leucina, isoleucina e valina diferem, respectivamente, nos substituintes (-R); ) isobutil, sec-butil e isopropil. isopropil, etil e metil.'^ sec-butil, propil e etil. isobutil, metil e n-butil. metil, etil e n-propil. w r d /U ^ U fp e l A nomenclatura oficial, segundo as regras da lu- pac, que pode substituir o nome comum do aminoácido de maior concentração na proteína do leite corresponde a; ácido 3-metil-2-amino butanoico. x ácido 4-metil-2-amino pentanoico. ácido 3-metil-2-amino pentanoico. 4-metil-2-amino pentanal. 3-metil-2-amino-butanol. UFSM A putrescina e a cadaverina foram isoladas a partir de alimentos em decomposição. A mistura das duas com outras aminas voláteis causa odores desagradáveis provenientes de alimentos em apodrecimento. H,N' H,N Putrescina Cadaverina Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, a no menclatura oficial da putrescina e a fórmula molecular da cadaverina. 1.4- butanodiamina; C^H,,N,. 1.4- butanodiamina; 4- aminobutanoamina; : d) 1,5-pentanodiamina; 5- aminopentanoamina; U ^ F a te c São chamados “aminoácidos” aqueles compostos nos quais existe um grupo funcional amina (-NH,) ligado ao car bono situado na posição conforme o exemplo da figura a seguir. R H,N— CH- O a - aminoácido -OH Analogamente, o composto chamado de ácido ciano-butanoico deve ter a fórmula estrutural; H3C — CH- CN -CH,— C O -OH H,C---- CH,-----CH----- C O CN -OH NC---- CH,----- C O -OH Valina GU *ÍTU IO 6 * Nomenclatura •CH---- CH3— C ^ O H NH3 .0 -CH3---- CH3— -c '^ O H NH, UFSC Apresente a(s) associação(ões) correta(s) entre a fórmula e o nome dos compostos orgânicos a seguir. ' ' ' CH,---- O — CH, — CH,-------------------------------etoxi-metano O COOH -ciclopentenona ácido benzoico ( ■ CH3— (CH3)3— COO— CH3— CH3----- pentanoato de etila i ■' H3C = CH — CONHj-------------------------------- propenamida O CH,---- CH,— C \ l ácido propanoico NH, - fenilamina Soma = UFPI Algumas indústrias de laticínios introduziram re centemente no mercado o “leite ômega”. Um tipo de leite rico em gorduras poli-insaturadas. O Ácido Linolênico, um ácido (0-3 (ômega três, em virtude da última insaturação situar-se en tre o antepenúltimo carbono da cadeia e seu anterior), apresenta a estrutura dada abaixo. Com relação a esta, escolha a opção que contém o nome correto do Ácido Linolênico. CH3-CH2-CH=CH-CH,-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)g-CH2-C02H ! a I Ácido octadeca-3,6,9-trienoico ; I I Ácido octadeca-9,12,15-trienoico f c ) Ácido octadeca-8,11,14-trienílico I I Ácido octadeca-8,11,14-trienoico , I Ácido octadeca-3,6,9-trienílico IQ ( j /n e s p Por motivos históricos, alguns compostos orgâ nicos podem ter diferentes denominações aceitas como corre tas. Alguns exemplos são o álcool etílico (C2HgO), a acetona (CjHgO) e o formaldeído (CHjO). Estes compostos podem também ser denominados, respectivamente, como: i a) hidroxietano, oxipropano e oximetano. ' ' etanol, propanal e metanal. ■ etanol, propanona e metanal. i c ■ etanol, propanona e metanona. ; -: etanal, propanal e metanona. E l Wc -RS Para responder à questão a seguir, numere a co luna B, que contém alguns nomes de compostos orgânicos, de acordo com a coluna A, na qual estão citadas funções orgânicas. Coluna A 1. benzeno 2. etoxietano 3. metanoato de etila 4. propanona 5. metanal Coluna B Á éster ■3 hidrocarboneto V éter cetona c.^ aldeído A sequência correta dos números da coluna B, de cima para baixo, é: - 2 - 1 - 3 - 5 - 4. : ; 3 - 1 - 2 - 4 - 5 . ' . 4 - 3 - 2 - 1 - 5. 3 - 2 - 5 - 1 - 4 . 2 - 4 - 5 - 1 - 3 . t ó j F Uma das aplicações da equação de Clapeyron (PV = nRT) é para determinação da massa molar dos gases. A medida da densidade de uma certa amina gasosa, a 277 K e 0,5 atm, forneceu o valor de 0,7 g/L. A amina em questão é: (Obs.: considere R = 0,08 atm.L/mol.K). (a) metilamina. (b) etilamina. (c) fenilamina. ; metilfeni lamina, etilfenilamina. l i l Udesc Os aminoácidos são indispensáveis ao bom fun cionamento do organismo humano. Dentre os essenciais, destacam-se leucina, valina, isoleucina, lisina, fenilalanina, meteonina e triptofano, cujas principais fontes são as carnes, o leite e o ovo. Já entre os não essenciais, que podem ser sin tetizados a partir dos alimentos ingeridos, destacam-se alanina, asparagina,cisteína, glicina, glutamina, hidroxilisina, tirosina, entre outros. Escreva a fórmula estrutural dos aminoácidos citados a seguir. a) Leucina: Ácido 2-amino-4-metil-pentanoico. b) Tirosina: Ácido 2-amino-3-(p-hidroxifenil) propanoico. c) Glicina: Ácido 2-amino-etanoico. d) d-Fenilalanina: Ácido 2-amino-3-fenil-propanoico. Funções orgânicos FRENTE 1 Uma das funções orgânicas mais conhecidas está presente em larga escala na vida moderna. Um mundo sem veículos automotores, por exemplo, é quase inimaginável nos dias atuais; e um combustível alternativo já permite que um grande número de veículos circule causando menos danos ao meio am biente. Além disso, diversos estudos estão em andamento para a cria ção de novos combustíveis ou para o desenvolvimento de aplicações mais ren táveis de tecnologias já conhecidas. Dessa maneira, podemos pensar que os estudos de Química também podem nos aju dar a conhecer e aproveitar melhor os recursos dos quais dispomos. . - a» V ! iil CAPÍTUIO 7 • Fundes orgânicas V 47 Funfão hídrocarboneto Hidrocarbonetos são compostos formados exclusivamente por hidrogênio e carbono. A fórmula geral dos hidrocarbonetos pode ser representada por C^ Hy. Como ambos os elementos, carbono e hidrogênio, pos suem baixa eletronegatividade, os hidrocarbonetos reagem com 0 oxigênio, que é muito eletronegativo, em uma reação de combustão gerando CO2, H^O e calor. C,jHy -l-|^x-H-^jo2 —^ X CO2 H2O +calor Por causa dessa baixa eletronegatividade dos átomos de hidrogênio e carbono, suas ligações possuem uma polaridade desprezível. Mesmo essa pequena polaridade é, na maioria das vezes, neutralizada pela própria geometria da molécula. Veja, por exemplo, o caso do hídrocarboneto etano: Fig. 1 Etano e os vetores momento dipolar com resultante igual a zero. Por causa dessas características, os hidrocarbonetos são compostos apoiares, sendo a força de Van der Waals (atrações dipolo induzido) as únicas atrações entre suas moléculas. Esses fatores acarretam temperaturas de ebulição e fusão baixas, no entanto, as forças de Van der Waals aumentam com o tamanho da cadeia; assim, substâncias com cadeias maiores, por exemplo C25HJ2, poderão ser sólidas à temperatura ambiente. A função hídrocarboneto é dividida em subfunções de acordo com a classificação de sua cadeia: • Alcanos - cadeia aberta e saturada. • Alcenos - cadeia aberta e insaturada por uma ligação dupla. • Alcinos - cadeia aberta e insaturada por uma ligação tripla. • Alcadienos - cadeia aberta e insaturada por duas ligações duplas. • Ciclanos - cadeia fechada e saturada. • Aromáticos - cadeia fechada com núcleo benzênico. Muitas outras subfunções além dessas poderíam ser cita das, tais como alcatrienos, ciclenos, ciclinos; no entanto, essas possuem pouca representatividade no cotidiano e não são co bradas em exames vestibulares. Exercício resolvido Escreva as equações de combustão total dos hidrocarbo netos abaixo. a) CH4 b) C,H,o c) C,H ,2 d) CgHig Resolução: a) CH4 +. b) C4 H 2 0 c) d) ^ 8 ^ 1 0 y2 —' ^ ^ 2 ' ^ “ 2 ^ — 0 2 ^ 4 C 0 2 + 21 Alcanos Os alcanos são hidrocarbonetos de cadeia aberta formados por carbonos ligados entre si apenas por ligações simples. O termo alcano é formado pelas mesmas partículas da no menclatura desses compostos. Alc + an + 0 cadeia aberta ligação simples hídrocarboneto A fórmula geral dos alcanos é C|^H2^ 2^’ fórmula rela ciona o número de hidrogênios do composto com seu número de carbonos, de maneira que poderemos saber, a partir da fór mula molecular, se um composto é ou não alcano. Por exemplo, sabemos que o hídrocarboneto de fórmula C25H52 é um alcano, e que o hídrocarboneto de fórmula não é um alcano. O menor alcano que existe é o gás metano (CH^). Fig. 2 Metano. O metano, encontrado em poços associados ou não ao pe tróleo, é o principal constituinte do GNV (gás natural veicular). O seu uso como combustível tem sido incentivado, pois é um combustível menos poluente que a gasolina. Fig. 3 Carro movido a GNV. O metano, lançado na atmosfera pela ação de microrga- nismos sobre a matéria orgânica, é o responsável por 18% do efeito estufa. As principais fontes do metano lançado à atmos fera são campos de arroz, aterros sanitários e o gado ruminante. Estima-se que o gado seja responsável por 50 milhões de tone ladas de metano lançadas anualmente na atmosfera. O etano também está presente no gás natural, enquanto uma mistura principalmente de propano e butano é utilizada como gás de cozinha ou gás GLP (gás liquefeito de petróleo). CH3— CH2 — CH3 CH3— CHj— CHj — CH3 Propano Butano Fig. 4 Principais componentes do GLP. q u ím ic a • FRCN Ti 1 Outro importante alcano é o principal componente da gaso lina, o 2,2,4-trimetilpentano (isoctano). ÇHg CHg CHg— CH— CHg — C----CHg CHg 2,2,4-trimetilpentano Fig. 5 Isoctano. Propriedades físicas dos alcanos As propriedades físicas mais importantes dos alcanos são a baixa densidade (entre 0,6 e 0,8 g/cm^), a insolubilidade em água e o aumento regular da temperatura de ebulição com o aumento do número de carbonos. No caso da temperatura de fusão, essa regu laridade não existe, pois, além das forças atrativas de dispersão de London, outras forças, tais como energia de rede cristalina, estão envolvidas, de forma que o estudo toma-se mais complexo. O gráfico a seguir ilustra uma comparação entre as tempe raturas de ebulição e de fusão de alcanos com até 20 carbonos na cadeia linear. ■ Temperatura de fusão ■ Temperatura de ebulição Fig. 6 Variação das temperaturas de fusão e ebulição dos alcanos. Alcanos com cadeias ramificadas possuem temperaturas de ebulição menores do que os de cadeia normal por causa da diminuição da superfície de contato entre as moléculas. 5 carbonos 6 carbonos Aicenos Alcenos ou alquenos são hidrocarbonetos de cadeia aberta que possuem uma ligação dupla entre carbonos. cadeia aberta Alc + en + o ligação dupla hidrocarboneto Um nome ainda utilizado para se referir a esta classe de compostos é olefina, do latim oleum (óleo) + facere (fazer), em virtude da então conhecida reação do gás eteno com gás cloro, que gera um líquido oleoso (C2H4Cf2)- Os alcenos possuem fórmula geral são mais reati vos do que os alcanos e importantes na indústria petroquímica como matéria-prima na fabricação de polímeros plásticos (po- lietileno e polipropileno). O menor representante dos alcenos é o eteno (etileno): H oC =C H , Fig. 8 Eteno. O eteno ou etileno é um gás insolúvel em água que se lique faz a -104 °C e, apesar de existir em baixa concentração no gás natural, é obtido principalmente do craqueamento do petróleo. Fig. 9 Polimerização do etileno. A polimerização do etileno gera um polímero conhecido gene ricamente como polietileno, que pode ser representado pela fórmula (CHj)^ ,^ em que n é uma variável do processo de polimerização. Fig. 7 Variação da temperatura de ebulição em função da ramificação. Fig. 10 Polietileno. A reação de polimerização do etileno foi realizada pela primeira vez em 1899 e foi lenfamente sendo desenvolvi da sem grandes aplicações comerciais. O polietileno co meçou a ser produzido industrialmente somente em 1939. c a p í t u l o 7 • Funpes orgânicos Atualmente, o etileno é a segunda substância química mais con sumida pela indústria, perdendo apenas para o ácido sulfúrico. O propeno (propileno) também possui grande aplicação in dustrial na fabricação de polímeros (polipropileno). H p C = C H — CH, Fíg. 11 Propeno. Propriedades físicas dos alcenos As propriedades físicas dos alcenos são essencialmente as mesmas dos alcanos. Possuem baixa densidade, são insolúveis em água e aumentam regularmente a temperatura deebulição com o aumento do número de carbonos. As propriedades dos demais hidrocarbonetos também não sofrem grandes variações em relação às propriedades dos alca nos, dessa forma, esse tópico não será apresentado nas demais subfunções. Alcinos Alcinos, alquinos ou hidrocarbonetos acetilênicos, são hi drocarbonetos de cadeia aberta que possuem uma ligação tripla entre carbonos com fórmula geral Alc + in + 0 cadeia aberta , hidrocarbonetoligaçao tripla O mais importante dos alcinos, o etino (acetileno), é am plamente utilizado na indústria de polímeros (PVC e PVA, por exemplo), em maçaricos de solda e no amadurecimento de frutas. H— C = C — H Fig. 12 Etino. Fig. 13 Maçarico de solda. O principal método de obtenção do acetileno envolve a adição de água ao carbeto de cálcio, que é produzido por aque cimento, a altas temperaturas, do carvão com óxido de cálcio, conforme as equações a seguir. 3C+ CaO — °°°^ ) CaCg + CO CaCa + 2 H2O----- > H— C = C — H +Ca(OH)2 Classificação dos alcinos Os alcinos recebem uma classifícação em relação à presen ça de hidrogênio no carbono da ligação tripla. • Alcinos verdadeiros - pelo menos um dos carbonos da li gação tripla tem hidrogênio. R— C = C — H • Alcinos falsos - nenhum dos carbonos da ligação tripla possui hidrogênio. R— C = C — R A diferenciação entre um alcino verdadeiro e um falso é feita utilizando-se a maior acidez do hidrogênio da ligação tri pla em comparação aos demais hidrogênios. Por exemplo, um alcino verdadeiro reage com sódio metálico e libera hidrogê nio, enquanto um alcino falso não o faz. -H + Na -----► H3C — C = C “Na* + + Na -----► não há reação Fig. 14 Diferenciação entre alcinos verdadeiros e falsos. Alcadienos Alcadienos são hidrocarbonetos de cadeia aberta que pos suem duas ligações duplas e, portanto, a mesma fórmula geral dos alcinos Alc + adien + o cadeia aberta duas ligações duplas hidrocarboneto O menor alcadieno possível, o propadieno, possui três car bonos e é conhecido pelo nome trivial de aleno. H ,C = C = :C H , Fig. 15 Propadieno. Os alcadienos mais importantes são aqueles utilizados como matéria-prima dos polímeros elastômeros (borrachas). O produto natural metilbuta-l,3-dieno (isopreno), encontrado na seiva da seringueira, é matéria-prima da borracha natural. metilbuta-1,3-dieno Fig. 16 Seiva da seringueira. o 1,3-butadieno (eritreno) é utilizado como matéria-prima na fabricação de borrachas para banda de rodagem de pneus de automóveis. Ciclonos Ciclanos são hidrocarbonetos de cadeia fechada que pos suem apenas ligações simples entre carbonos. Cicl + an + o buta-1,3-dieno cadeia cíclica ligação simples hidrocarboneto Fig. 17 Pneu. Classificação dos akadienos Os alcadienos podem ser classificados em relação à posi ção das ligações duplas na cadeia. • Alcadienos acumulados - as ligações duplas estão acumu ladas no mesmo carbono. H jC = C = C H —CH2—CH3 Penta-1,2-dieno • Alcadienos conjugados - as ligações duplas estão separa das por uma ligação simples. H 2 C = C H — C H = C H — CH3 Penta-1,3-dieno • Alcadienos isolados - as ligações duplas estão separadas por pelo menos duas ligações simples. H 2 C = C H — CH2—CH = Penta-1,4-dieno =CH, Essa classificação não é exclusiva dos alcadienos, ela pode ser utilizada para qualquer composto que apresente duas ou mais ligações duplas. Por exemplo, todas as ligações duplas da molécula de vitamina A estão conjugadas. OH A fórmula geral dos ciclanos é a mesma dos alcenos (CnHzn). Os quatro primeiros membros da série dos ciclanos são também os mais comuns. A □ Ciclopropano Ciclobutano 0 O Ciclopentano Ciclohexano Fig. 18 Ciclanos mais comuns. Teoria das tensões de Bayer No caso dos ciclanos, todos os carbonos são híbridos sp .^ Dessa forma, a geometria mais estável para esses carbonos é a tetraédrica, com ângulos de 109“28’ entre as ligações simples. Como isso é possível para o ciclopropano, por exemplo? No caso do ciclopropano, temos, obrigatoriamente, uma molécula plana com ângulos de 60“ entre as ligações. Essa grande diferença entre ângulo real e o ângulo mais estável para 0 carbono sp ^ (109°28’ - 60“ = 49“28’) é responsável por uma tensão que existe nas ligações do ciclopropano, pois a interpo- lação dos orbitais não ocorre eficientemente. No caso do ciclobutano, considerando-o plano, a diferença entre os ângulos é menor (109°28’ - 90“ = 19“28’) e, conse quentemente, as tensões nas ligações também são menores do que no ciclopropano. O ângulo interno do pentágono regular é 108°, muito pró ximo de 109“28’. Dessa forma, há pouca tensão nas ligações do ciclopentano. Fig. 20 Ângulos internos do ciclobutano e do ciclopentano. De fato, reações químicas que envolvem abertura do anel ocorrem muito mais facilmente no ciclopropano e no ciclobu tano do que no ciclopentano. CAPÍTULO 7 • Fundões orgânicas Essa teoria foi apresentada por Adolf von Baeyer em 1885. No entanto, erroneamente, Baeyer indicou que deveria existir instabilidade no anel do ciclo-hexano, pois o ângulo interno de um hexágono regular (120") é maior do que 109"28’. Fig. 21 Ângulo interno de um hexágono regular. A falha na teoria das tensões de Baeyer foi considerar o ciclo-hexano como sendo uma molécula planar, quando, na verdade, ela pode adquirir as conformações tridimensionais ca deira e barco. Essas conformações fecham os ângulos internos do ciclo até atingirem o valor de 109°28’. 109°28' 109°28' Cadeira Fig. 22 Conformações do ciclo-hexano. Barco Dessa forma, não existem tensões nas ligações do ciclo- -hexano, sendo esse o ciclano mais estável entre os quatro pri meiros. A conformação cadeira do ciclo-hexano é mais estável que a conformação barco, mesmo assim é praticamente impossível separá-las por métodos físicos. Hidrocarbonetos aromáticos Hidrocarbonetos aromáticos são os hidrocarbonetos que possuem um ou mais anéis benzênicos na sua estrutura. O termo aromático refere-se ao fato de os primeiros compostos aromáti cos terem sido extraídos de resinas balsâmicas e óleos essenciais, ambos de aroma agradável. No entanto, a aromaticidade não tem nenhuma relação com o cheiro desses compostos; na verdade, a grande maioria dos compostos aromáticos não possui cheiro agradável, ainda assim o nome se consagrou pelo uso. A base dos hidrocarbonetos aromáticos, a estrutura do benzeno, foi descrita pela primeira vez por Friedrich August Kekulé, em 1865. Segundo ele, a molécula do benzeno tem o formato de um hexágono regular com os vértices ocupados por átomos de carbono ligados a um átomo de hidrogênio. |_EITURA Friedrich August Kekulé Friedrich August Kekulé (7 de setembro de 1829 - 13 de julho de 1896) era um estudioso de Química orgânica. Quebrou a ca beça durante muito tempo tentando combinar seis átomos de carbono com seis átomos de hidrogê nio em uma fármula que explicasse, de forma sa- tisfatária, as propriedades especiais que esses átomos tinham na molécula do Fig. 24 Friedrich August Kekulé. benzeno. Depois de muito pensar, estudar e fazer propo sições, sentou-se em uma poltrona e tirou uma soneca em frente à lareira. Ao acordar, lembrou-se de um sonho estra nho que tivera: uma cobra mordendo a própria cauda. Imediatamente, associou a forma cíclica dessa visão com o arranjo de átomos que pesquisava. E chegou à fármula es pacial do benzeno. As teorias modernas de ressonância e dos orbitais molecu lares explicam satisfatoriamente a estabilidade incomum dos sistemas aromáticos ante as reações. A estabilidade adquirida por essa estrutura recebe o nome de energia de ressonância. De acordo com a teoria dos orbitais moleculares, ocone um overlap de seis orbitais p para formar um únicoorbital mo lecular cíclico, conforme ilustra a figura a seguir. Fig. 25 Ressonância do benzeno. As representações do benzeno com ligações duplas conju gadas são frequentemente substituídas pela do hexágono com um círculo, representando a ressonância aromática. o fato de os elétrons pi (n) estarem deslocalizados nos seis orbitais p paralelos, confere uma estabilidade extra a essa mo lécula. O benzeno, apesar de possuir três insaturações na sua estrutura, não apresenta comportamento químico de molécula insaturada. O nome benzeno é derivado de uma árvore (Styrax Benzoiri) da qual se extrai uma resina que contém ácido ben- zoico. Os derivados do benzeno são nomeados citando-se os nomes dos grupos substituintes seguido da palavra benzeno. Quando um anel benzênico possui dois substituintes, pode- -se utilizar a nomenclatura alternativa orto, meta e para (o, m e p) para localizá-los. Seguem alguns exemplos de compostos aromáticos com suas respectivas nomenclaturas: Metilbenzeno (tolueno) 1 ,2 -dimetilbenzeno (o-dimetilbenzeno ou o-xileno) 1,3-dimetilbenzeno (m-dimetilbenzeno ou m-xileno) 1,4-dimetilbenzeno (p-dimetilbenzeno ou p-xileno) Assim como o nome benzeno, outros hidrocarbonetos aro máticos têm nomes não sistemáticos também aceitos pela lupac. Fig. 27 Naftaleno (Naftalina). Haletos orgânicos Haletos orgânicos são compostos que possuem ao menos um halogênio (F, Cf, Br ou 1) ligado ao carbono. Alguns podem ser encontrados na natureza, mas, na sua maioria, são obtidos a partir de hidrocarbonetos por substituição de um ou mais hidro- gènios por um ou mais halogênios. • Haleto de alquila - o halogênio está conectado a um car bono saturado. • Haleto de arila - o halogênio está conectado a um carbono aromático. Os haletos orgânicos mais conhecidos são os polímeros ha- logenados (teflon e PVC), os solventes industriais (clorofórmio e tetracloreto de carbono), os CFCs (freon-11 e freon-12) e os inseticidas organoclorados (DDT e BHC). Propriedades fisicas dos haletos orgânicos A eletronegatividade dos halogênios é maior do que a do carbono; dessa forma, a ligação halogênio-carbono é uma liga ção polar. Fig. 29 Vetor momento dipolar de uma ligação carbono-halogênio. II CAPÍTULO 7 • Funções orgânicas Em virtude da polaridade dos haletos orgânicos e da maior massa dos halogênios em relação ao carbono, a temperatura de ebulição e a densidade dos haletos orgânicos são maiores do que a dos alcanos de massa molecular próxima. CH3 —CHg —Cí Cloreto de etila Massa molar = 54,5 g/mol Temperatura de ebulição = 13 °C Densidade = 0,91 g/mL (15 °C) CH, -CH, -CH, -CH3 Butano Massa molar = 58 g/mol Temperatura de ebulição = 0 °C Densidade = 0,60 g/mL (0 °C) Em virtude da não formação de pontes de hidrogênio com água, a solubilidade dos haletos orgânicos é muito baixa. O ha- leto orgânico mais solúvel é o brometo de metila, com solubili dade de apenas 1,5 g/100 mL de água a 20 “C. Função álcool Os álcoois são compostos orgânicos que possuem o grupo hidroxila (-OH) ligado a carbono saturado. O metanol é o menor representante da função álcool. E um líquido incolor, de cheiro e gosto semelhante ao do etanol, po rém muito mais tóxico. Fig. 30 Metanol (Álcool metílico). A toxidez é devida não ao metanol propriamente, mas a duas substâncias formadas no fígado, a partir do metanol, o metanal (aldeído fórmico) e o ácido metanoico (ácido fórmico). L eitura A o m enos 14 hom ens m orrem in tox icodos com álcool ad u lte ra d o no Paraguai A ingestõo de álcool adulterado com metanol matou 14 ho mens na localidade de Tobatí (a 50 km de Assunção), anun ciou (...) o ministro da Saúde paraguaio, Oscar Martínez. "Comprovamos que 14 pessoas que ingeriram metanol fa leceram por uma intoxicação de bebidas alcoólicas", disse o ministro. "Acreditomos que as vítimas recorreram a fornecedores clandestinos da zona produtora de cana-de-açúcar do de partamento de Cordillera", ao qual Tobatí pertence. Martínez disse que o Ministério da Saúde recebeu essas mortes "com muita preocupação", motivo pelo quol os for necedores clandestinos devem ser investigados. "Informamos à Procuradoria e determinamos que seja di vulgado para o público o risco de morte pelo consumo de bebidas não autorizadas", completou. < vw w l .folha.uol.com.br/folha/mundo/ult94ul 02400.shtml>. O etanol é o representante mais importante da função álcool. O etanol (álcool etílico) é o álcool utilizado como combustível em nossos automóveis desde 0 final da década de 1970, é tam bém o álcool presente nas bebidas alcoólicas, é o álcool vendido em supermercados para limpeza, é usado como desinfetante em hospitais e ainda muito utilizado na indústria como solvente. -OH Fig. 31 Etanol (Álcool etílico). ^TEMÇÃO! Quando o grupo hidroxila estiver ligado ao carbono insa- turado, a função orgânica não será ólcool. Se o carbono insaturado for de um alceno simples, a função será enol e, se o carbono insaturado for de um anel aromático, a função será fenol. Essas funções serão abordadas posteriormente. .OH\ /OH R R Enol Fenol Outra situação em que a função envolvida não é álcool é quando tivermos dois grupos hidroxilas em um mesmo carbono (dióis geminais). Compostos dessa natureza são muito instáveis e decompõem-se por desidratação, forman do compostos pertencentes a outra função. /C = 0 R OH R, / ^ \ R OH R' Diós geminais Seguem alguns exemplos de álcoois com seus nomes subs titutivos e, entre parênteses, o nome radicofuncional. OH H3C-----CH------CH3 Propan-2-ol (Álcool isopropílico) OH H3C-----CH------CH3 CH3 2 -metilpropan-2 -ol (Álcool t-butílico) Ciclo-hexanol (Álcool ciclo-hexílico) — OH Fenilmetanol (Álcool benzílico) Fig. 32 Álcoois. A seguir, outros exemplos de álcoois importantes, suas no menclaturas semissistemáticas e suas aplicações no cotidiano. KA nilÍMirA . EDEUTE 1 » OH OH I I OH OH OH1 1 1 HjC— CHj 1 1 1 H jC — CH— CH2 Etano-1,2-diol Propano-1,2,3-triol (Etilenoglicol) - (Glicerol ou glicerina) - aditivo de radiador umectante culinário. de automóveis. Colesterol - precursor de hormônios em animais. Fig. 33 Âlcoois e aplicações no cotidiano. Classificação dos ólcoois Os álcoois podem ser classificados quanto ao tipo de car bono em que a hidroxila está ligada. • Álcool primário - hidroxila ligada ao carbono primário. H3C— CH j— CHj— OH Propan-1-ol (álcool propílico) • Álcool secundário - hidroxila ligada ao carbono secundário. ,OH ciclopentanol (álcool ciclopentílico) • Álcool terciário - hidroxila ligada ao carbono terciário. CH, I H3C— C— CHo I OH 2 -metilpropan-2 -ol (álcool t-butílico) Propriedades físicas dos álcoois Os álcoois de cadeia carbônica pequena são líquidos in colores com cheiro característico e boa solubilidade em água. Com o aumento da cadeia carbônica, temos a diminuição da solubilidade em água e o aumento da temperatura de ebulição. A boa solubilidade em álcool e a temperatura de ebulição relativamente alta ocorrem por causa da possibilidade de for mação de ligações de hidrogênio. Por exemplo, comparando o butano com o propanol, ob serva-se que, apesar de a massa molecular ser muito próxima, a temperatura de ebulição difere em quase 100 °C. Composto Massa molecular (g/mol) T.E. (X ) 1 atm Solubilidade (g/lOOg) H3C -C H 2 -C H 2 -C H 3 I58 0 0,0Butano H3C -C H 2 -C H 2 -O H Propan-1-ol 60 97 00 Tab. 1 Comparação entre butano e propanol. A tabela a seguir apresenta a temperatura de ebulição e a solubilidade dos seis primeiros membros da série homóloga dos álcoois de cadeia normal. Nome Fórmula T.E. (X ) 1 atm Solubilidade (g/lOOgHjO) Metanol CH3OH 65 0 0 Etanol i CH3CH2OH78 0 0 Propan-1-ol CH3CH2CH2OH 97 0 0 Butan-1-ol CHjlCHglgOH 118 8,3 Pentan-1-ol CH3(CH2)4 0 H 138 2,4 Hexan-1-ol CH3(CH2)5 0 H 157 0,6 Tab. 2 Propriedades físicas dos álcoois. Função fenol Fenóis são compostos que possuem uma ou mais hidroxi- las ligadas diretamente a um anel aromático. Os fenóis mais conhecidos são o próprio fenol, os cresóis e os benzenodióis. o fenol era conhecido antigamente por ácido fênico, em ra zão de suas propriedades químicas, que serão discutidas adiante. A principal aplicação dos fenóis é como agente bactericida. O fe nol foi por muito tempo utilizado como desinfetante de materiais cirúrgicos, mas foi substituído em virtude de seus efeitos tóxicos. A mistura de o, w e /?-cresol é disponibilizada no mercado sob o nome de creolina (desinfetante industrial). O benzeno-1,3-diol (re- sorcinol) entra na composição de vários desinfetantes domésticos. Propriedades físicas dos fenóis Por causa da presença do grupo hidroxila (possibilidade de ligações de hidrogênio) e a presença de no mínimo seis átomos de carbono por molécula, os fenóis possuem altas temperaturas de ebulição e são parcialmente solúveis em água. Nome Fórmula T.E. (»C) 1 atm Solubilidade (g/lOOgHjO) fenol 182 9,3 4-metilfenol 20 2 2,3 benzeno- 1,3-diol 281 123 1 -naftol /O H 285 0,07 Tab. 3 Propriedades físicas dos fenóis. Fundão éter São compostos em que o oxigênio está formando ligações simples com dois grupos orgânicos. O menor representante da função éter é o metoximetano ou éter dimetílico; no entanto, o éter mais conhecido é o etoxietano ou éter dietílico (também conhecido por éter sulfúrico em virtude de seu método de fabricação empregar o ácido sulfúrico). H3C — O— CH3 H3C— CH2 - 0 — CHj—CH3 Metoximetano (Éter dimetílico) Etoxietano (Éter dietílico) Propriedades físicas dos éteres Os éteres são compostos fracamente polares. O dipolo dos éteres é tão baixo que a temperatura de ebulição desses com postos é semelhante à dos alcanos de mesma massa molecular e geometria semelhante, mas bem inferior à dos alcoóis (que possui ligações de hidrogênio). Por outro lado, a solubilidade dos éteres em água é com parável à dos alcoóis correspondentes, já que os éteres podem formar ligações de hidrogênio com as moléculas de água. R^ 8- 5* :o; " ....H— 0/ \ R H Composto Massa molecular (g/mol) T.E. (°C) 1 atm Solubilidade (g/100) 72 36 0,0 pentano 74 35 7.9 etoxietano 74 118 1 8,3 j butan-1 -ol Tab. 4 Comparação entre pentano, éter dietílico e butan-1-ol. Os éteres são líquidos incolores, de cheiro agradável e bons solventes para substâncias orgânicas. Compostos carbonílicos/funfóes aldeído e cetona Os aldeídos e cetonas são compostos orgânicos que pos suem o grupo funcional carbonila. Os aldeídos possuem ao menos um hidrogênio ligado à carbonila, nas cetonas, o grupo carbonila está ligado aos carbonos. O O O II II II R H Ri R2 Carbonila Aldeídos Cetonas Fig. 36 Compostos carbonílicos. O aldeído mais simples é o mais conhecido deles, o meta- nal. O nome semissistemático para o metanal é aldeído fórmico ou formaldeído, nomes derivados da nomenclatura usual do ácido carboxílico de um carbono só, o ácido fórmico (encon trado no veneno de formigas). Uma das aplicações industriais mais importante do aldeído fórmico é a fabricação da baqueli- te ou, mais comumente chamada, fórmica. O aldeído fórmico é também utilizado, na forma de solução aquosa (formol), na conservação de peças anatômicas e de pequenos animais. A menor cetona possível, com obrigatoriamente três carbo nos, é também a cetona mais importante, a propanona. Fíg. 35 Ligação de hidrogênio entre éter e água. Fig. 37 Propanona (acetona). Mais conhecida pelo seu nome semissistemático, a acetona é um bom solvente orgânico, muito utilizado na indústria e no ambiente doméstico na remoção de esmaltes, tintas e vernizes. Propriedades físicas dos aldeídos e cetonas o grupo carbonila é polar e, portanto, os aldeídos e cetonas possuem temperatura de ebulição maior do que a dos hidro- carbonetos de massa molecular próxima. Entretanto, como não fazem ligações de hidrogênio entre suas moléculas, possuem temperatura de ebulição menor do que a dos alcoóis de massa molecular próxima. Já a solubilidade dos aldeídos e cetonas em água é semelhante a dos alcoóis, pois também podem formar ligações de hidrogênio com a água. química • FRENTE I Composto Massa molecular (g/mol) T.E. (°C) 1 atm Solubllidade (g/100) CH3-C H 2-C H 2-C H 3 butano 58 0 0,0 CH3-C H 2-C propanal 58 49 0 0 0 IIH3C— C— CH3 Propanona 58 56 0 0 CH3-C H 2-C H 2- 0 H ! Propan-1-ol 60 97 00 Tab. 5 Comparação entre butano, propanal, propanona e propan-1-ol. A tabela a seguir apresenta a temperatura de ebulição e so- lubilidade das séries homólogas dos aldeídos e cetonas. T1 Nome Fórmula T .E .ro 1 atm Sotubilldade (g/100 g H^O) Metanal HCHO - 2 1 Muito solúvel Etanal CH3CHO 2 1 0 0 Propanal CH3CH2CHO 49 16 Propanona CH3COCH3 56 CXD Butanal CH3CH2CH2CHO 76 7 Butanona CH3COCH2CH3 80 26 Pentanal CH3CHPCH2CH2CHO 10 2 Pouco solúvel Pentan-2-ona CH3COCH2CH2CH3 10 2 6,3 Pentan-3-ona CH3CH2COCH2CH3 10 2 5 Tab. 6 Propriedades físicas dos aideídos e cetonas. Funfõo ácido carboxílíco o grupo carboxila (abreviado por — COOH ou — CO2H) é um dos grupos funcionais mais abundantes na Química e na Bioquímica, não somente na forma de ácidos carboxílicos, já que o grupo carboxílíco é um grupo que dá origem a uma série de outros compostos relacionados. O ácido carboxílíco mais simples é o ácido metanoico (áci do fórmico), encontrado no veneno de algumas formigas. Fig. 38 Acido metanoico (Ácido fórmico). O ácido carboxílíco mais comum é o ácido etanoico (ácido acético), presente no vinagre. Outros ácidos bastante conhecidos são o ácido cítrico (pre sente no limão, na laranja e em outras frutas cítricas) e o ácido láctico (produto da fermentação de carboidratos como a lactose do leite). 1 CHj 1HO— C----C(^ 1 OH CH2 OH 1H3C— CH— c ; O OH \ OH Ácido cítrico Ácido láctico Fig. 40 Ácidos bastante conhecidos. Os ácidos carboxílicos de cadeias pequenas possuem odor desagradável. Alguns deles foram responsáveis pela nomen clatura usual dos ácidos, como os ácidos caproico, caprílico e cáprico, que estão assoeiados ao cheiro dos caprinos (do latim caper, bode). O Fig. 41 Ácidos associados ao cheiro dos caprinos. Fig. 39 Ácido etanoico (Ácido acético). CAPÍTULO 7 • Funções orgânicas L eitura Os ácidos carboxílicos são conhecidos de longo doto, e por isso, têm nomes vulgares mais relacionados com a proveni- ência do que com os respectivas estruturas químicas. Alguns exemplos são: Ácido fórm ico - encontrado no veneno de formigas (do la tim formica, formiga). Fig. 42 Formiga. Ácido acético - encontrado no vinagre (do latim, acetum, azedo). H,C— Q Fíg. 43 Vinagre. Ácido butírico - responsável pelo cheiro da manteiga ranço sa (do latim bufyrum, manteiga). Fig. 44 Manteiga rançosa. Ácido benzoico - encontrado no óleo da planta Styrax benzoin. Ácidos groxos Ácidos graxos são ácidos carboxílicos de cadeia longa usa dos pelos seres vivos na síntese de triacilgliceróis (lipídios ou gorduras). Os ácidos graxos podem ser classificados em satura dos, monoinsaturados e poli-insaturados. Os ácidos graxos ômega-3 e ômega-6 são essenciais para os animais e devem ser ingeridos na alimentação. A utilização desses ácidos pelo organismo se dá não pela ingestão do ácido carboxílico livre, mas sim de óleos ou gorduras que contêm es ses ácidos na sua composição. Os ácidos carboxílicos na forma livre são, na verdade, tóxicos se ingeridos. Propriedades físicas dos ácidos carboxílicosÁcidos carboxílicos são substâncias polares. Suas moléculas podem formar ligações de hidrogênio fortes entre si e entre mo léculas de água. Como resultado, os ácidos carboxílicos possuem altas temperaturas de ebulição e, os de cadeia pequena, alta solu- bilidade em água. Os quatro primeiros ácidos monocarboxílicos são completamente miscíveis em água. A solubilidade decresce à medida que o tamanho da cadeia carbônica aumenta. Fig. 45 Styrax benzoin. Nome lupac Fórmula T.E. (X) 1 atm Solubilidadfe (g/100 g H jé) Metanoico (Fórmico) ----------------------------- 1 HCO^H ----------- 1 100,5 I 00 Etanoico (Acético) CH3CO2H 118 00 Propanoico (Propiônico) CHgCHjCOjH 141 00 Butanoico (Butírico) CH3(CH2)2C02H 164 00 Pentanoico (Valérico) CH3(CH2)3C02H 187 4,97 Hexanoico (Capróico) CH3(CH2)4C02H 205 1,08 Hexadecanoico (Palmítico) CH3(CH2)i4C0 2 H 219* Insolúvel1 Tab. 7 Propriedades físicas dos ácidos carboxílicos. * 17 mmHg Fundão sal de ácido carboxílico A reação de um ácido carboxílico com uma base formará um sal de ácido carboxílico. A nomenclatura desses compostos segue a mesma regra da nomenclatura de sais inorgânicos, ou seja, troca-se o sufixo -ico do nome do ácido pelo sufixo -ato. Veja os exemplos a seguir: HoC — C ^ \ OH ácido etanoico (ácido acético) COpH ácido benzoico ,o NaOH KOH H3C— C.^ ONa etanoato de sódio (acetato de sódio) COpK benzoato de potássio HoO Funfõo éster de ácido carboxílico Esteres são compostos derivados dos oxiácidos pela subs tituição da hidroxila do ácido por um grupo alcóxido de um álcool. A —OH H O —R A —O — R H, 0 Esteres de ácidos carboxílicos são ésteres cujo oxiácido é um ácido carboxílico. O II R— C — OH + HO— R, O II C - -O—R, HpO L eitura Esteres de ácidos inorgân icos Os ésteres de ácidos inorgânicos são tão importantes quan to os ésteres de ácidos carboxílicos. A força do ácido inorgâ nico está relacionada com a reatividade do éster formado. Ácidos fortes, como o ácido suifúrico (H2SO,,) e o ácido nítrico (HNO3), resultam em ésteres bastante reativos, enquanto ácidos mais fracos, como o ácido fosfórico (H3PO4), formam ésteres mais estáveis. Alguns exemplos bem comuns estão ilustrados a seguir. Sulfato de m etila - carcinogênico e vesicante (forma bo lhas em contato com a pele), muito utilizado na indústria como agente alquilante. \ / ,OH O ,0 -----CH, + 2H3C-----OH- O OH O \ / + 2 HjO CH3 sulfato de dimetila T rin itra to de g lice rila (n itrog lice rina ) - apesar de o nome usual ser nitroglicerina, esse composto não pertence ò fun ção nitrocomposto e sim ò função éster. Sintetizada pela primeira vez em 1846, só foi utilizada comercialmente a partir de 1862 por Alfred Nobel, que patenteou a dinami te e, para evitar ser lembrado como o homem que inven tou o explosivo, criou a Fundação Nobel, que distribui o Prêmio Nobel. O Prêmio Nobel é o mais tradicional prêmio científico internacional, ele é entregue desde 1901 a pesso as que se destacam por suas realizações em Física, Quími ca, Fisiologia ou Medicina, Literatura ou ações de paz. O prêmio consiste em uma medalha, um diploma pessoal e uma quantia em dinheiro. A nitroglicerina é também um potente vasodilatador sublin- gual utilizado na prevenção do infarto. CH2—O— NO2 H2SO4 , I CH— OH +3HNO3 CHo—OH ■ CH— O— NO2 -rSHaO trinitroglicerina Ácidos nucleícos - o ADN e o ARN sõo compostos orgâni cos de função mista presente nas células e responsáveis pela transmissão da informação genética, entre outras funções biológicas. Esses compostos sõo ácidos porque sõo derivados da esterificaçõo parcial do ácido fosfárico com os açúcares ribose (ARN) ou desoxirribose (ADN). Como apenas duas das três hidroxilas do ácido fosfórico sõo substituídas, a hidroxila remanescente poderá sofrer ionizaçõo liberando H’*'. CAPÍTULO 7 • Fundes orgânicos Os ésteres de ácidos carboxílicos podem ser representados O por R— C— O — Ri, em que R pode ser hidrogênio, um grupo alifático ou aromático e R, pode ser um grupo alifático ou aro mático (Rj não poderá ser hidrogênio, senão teremos um ácido carboxílico). A figura a seguir ilustra alguns ésteres de ácido carboxílico e seus respectivos nomes. Nome lupac Fórmula T.E.(°C) Solubilidade 1 atm (g/lOOgHjO) Propriedades físicas Esteres de ácidos carboxílicos são compostos polares, mas não possuem hidrogênio ligado a oxigênio, o que não permite a esses compostos formarem ligações de hidrogênio entre suas moléculas. Em consequência disso, os ésteres têm temperaturas de ebulição semelhante à dos aldeídos e cetonas, ou seja, menor do que a dos ácidos e alcoóis, mas maiores do que a dos alcanos e éteres de massa molecular próxima. Composto Massa molecular (g/mol) T.E. (°C) 1 atm Solubilidade (g/100) pentano 72 36 0,0 74 35 7,9 etoxietano í 74 57 7,4 etanoato de metila butanal 72 76 7,0 butan-1 -ol 74 118 8,3 74 141 oo ácido propanoico Tab. 8 Comparação entre pentano, etoxietano, etanoato de metila, buta- nal, butan-1 -ol e ácido propanoico. A tabela a seguir resume as propriedades de alguns ésteres de ácidos carboxílicos. metanoato de metila (formiato de metila) 0 ft^ cA 32,5 muito solúvel metanoato de etila (formiato de etila) o A o - 54 solúvel etanoato de metila (acetato de metila) 0 A ^ 57 54,4 etanoato de etila (acetato de etila) 0 77 7,4 etanoato de propila (acetato de propila) o 10 2 1,89 I propanoato de etila (propionato de etila) o 'A o - . 99 1,75 butanoato de etila (butirato de etila) o 12 0 0,5 Tab. 9 Propriedades físicas dos ésteres de ácidos carboxílicos. Ao contrário dos ácidos carboxílicos, os ésteres de ácidos carboxílicos possuem cheiro agradável, muitos deles lembram o cheiro de frutas, são por isso muito utilizados na indústria de alimentos como fiavorizantes artificiais. O O A - Acetato de etila Acetato de isopentila (Essência de maçã) (Essência de banana) O O AA Acetato de isopropila Butanoato de etila (Essência de morango) (Essência de abacaxi) Fig. 48 Ésteres de ácidos carboxílicos. Lipídeos (óleos e gorduras) Os principais lipídeos são os óleos e as gorduras. Os óleos diferem das gorduras unicamente pelo estado físico, Quimica- mente, são ésteres de ácidos graxos e glicerol. ou, mais concre tamente, triacilgliceróis. Fig. 49 Óleo. Como o álcool glicerol possui três grupos hidroxila, nos triacilgliceróis teremos sempre três grupos ésteres com três áci dos graxos. Na natureza, encontramos triacilgliceróis de tipos bastante variados, sendo que os três ácidos graxos que entram na composição dos lipídeos podem ou não ser iguais. O esque ma a seguir ilustra a formação de uma gordura composta de glicerol e três ácidos graxos saturados iguais de 16 carbonos. CH- O -OH H- 3 HO — C — (CH2)i4CH3 CHj OH Ácido hexadecanoico6 (. í I.,. Glicerol (Ácido palmítico) ^ + O CH2— O — C- o ■ (CH2),4CH3 CH — O — C — (CHjImCHj o C H j— O — C — (CH jluC H j Tripalmitato de glicerila (Gordura)í • ig. 51 Formação de uma gordura. O estado físico dos lipídeos está relacionado com a quan tidade de ligações duplas dos ácidos graxos. Quanto mais insa- turados forem os ácidos graxos, maior a tendência do lipídeo a ser líquido. Como os lipídeos são praticamente apoiares, as forças intermoleculares em questão são as forças de Van der Waals; assim, quanto mais eficiente for o empacotamento das moléculas (contato entre as moléculas), maior será sua tempe ratura de fusão. Ácidos graxos saturados empacotam mais efí- cientemente do que ácidos graxos insaturados, pois as ligações duplas encontradas na natureza são sempre de configuração cis, promovendo uma curvana cadeia e impedindo o empaco tamento eficiente. Fig. 52 Representação de lipídeo saturado (esquerda) e insaturado (direita). A ligação dupla do lipídeo insaturado causa uma curva na ca deia, dificultando o empacotamento. Função omína Aminas são compostos orgânicos que possuem um ou mais grupos alquilas ou arilas ligados ao nitrogênio. A metilamina é a menor representante da função amina, é um gás, à temperatura ambiente, com cheiro muito semelhante ao da amônia. Fig. 53 Metilamina. A trimetilamina é a principal responsável pelo cheiro do peixe. Fig. 54 Trimetilamina. Fig. 55 Peixes. m CAPÍTUIO 7 * Funções orgânicas A fenilamina, mais conhecida por anilina, é matéria-prima para fabricação de corantes na indústria têxtil. Fig. 56 Fenilamina (anilina). Outras duas aminas que possuem cheiro bastante desagra dável são a cadaverina e a putrescina. Quando um animal mor re, as bactérias iniciam a decomposição da matéria orgânica. Essas aminas são formadas na degradação dos aminoácidos, lisina e arginina, respectivamente, que estão sempre presentes nas proteínas musculares. NHj NH2 NHg NHj 1,4-diaminobutano (Putrescina) 1 ;5-diaminopentano (Cadaverina) Fig. 57 Aminas de cheiro desagradável. ^AIBA MAIS Aminoácidos O te rm o aminoócído tem se t o r n a d o c a d a v e z m a is p o p u la r e m a c a d e m ia s d e g in á s t ic a . Q u a n d o se d e s e ja a u m e n t a r a m a s s a m u s c u la r ( m a s s a p ro te ic a ), d e v e -s e a u m e n t a r a in g e s tã o d e p r o te ín a s c o m o fo n te d e a m in o á c id o s , u m a v e z q u e a s p r o te ín a s s ã o f o r m a d a s p o r a m in o á c id o s . A l g u m a s p e s s o a s u t iliz a m s u p le m e n to s a lim e n ta r e s r ic o s e m a m in o á c id o s . A m in o á c id o s s ã o s u b s t â n c ia s q u e p o s s u e m a f u n ç ã o a m in a e á c id o c a r b o x ílic o n a m e s m a m o lé c u la . S e n d o a s s im , o n ú m e r o d e a m in o á c id o s p o s s ív e l é in c a lc u lá v e l. A m in o á c i d o s q u e p o s s u e m o g r u p o a m in o n o c a r b o n o 2 o u c a r b o n o a já se t o rn a b e m m e n o r, m e s m o a s s im , a q u a n t id a d e d e a m in o á c id o s p o s s ív e l é m u ito g r a n d e . 5 y P a .... c—C—C—C—C" \ NHj a-aminoácido O H A s p r o t e ín a s , c o m o d ito , s ã o f o r m a d a s a p a rt ir d a c o m b in a ç ã o d e a m in o á c id o s . E n tre ta n to , s á e x iste m v in te a -a m in o á c id o s p r im á r io s , a p a rt ir d o s q u a is s ã o f o r m a d a s a s p ro te ín a s . A p a rt ir d e s s a s e q u ê n c ia d e o r g a n iz a ç ã o d o s v in te a -a m in o á c id o s é q u e a f u n ç ã o d a p ro te ín a n o o r g a n is m o se d e s t a c a . A s f ó r m u la s e s tru tu ra is d o s v in te a -a m in o á c id o s p r im á r io s e s tã o ilu s t r a d a s a s e g u ir . H — C — CI \ NH2 Glicina ,0 OH H o C — C — C I NHj Alanina OH 9*^® V 0 ÇH3 H1 1 1 X 1 1 CH — C— C 1 \ 1 OH H3C— CH — CH2— C---- NHj NHg Valina Leucina X ,0 OH 9^ 3 H o H Q X ^ 1 XH3C— CHg— CH—-C— — CHj — C — I ^ O H I NHj Isoleucina NHg Fenilalanina OH X ' I I X HO— CHo — C — C HO CHp C C I \ I \ I OH NH2 OH Serina CH3 H Ov I \ yO 1.. i NH2 Treonina O H C — C H p — C — C \ OH OH NH2 Ácido aspártico C — C H j — C H 2 — C — C NHj Ácido glutâmico ,0 O H OH H CH2 — C — C X . NH, OH Tirosina CH, — C — C NH2 Histidina OH 62 QUÍMICA* FRENTE 1 ' / _____ i HgC— S — CHg — C — C H S— CHg— C — C ' '^OH NHo Metionina NHg Cisteína OH H CH2— CH2— cHg— CH2— c — c: NH2 NH2 O OH Usina HpN NH H IC-CH2—c - c ; I ^ O H H I I _ / I NH, OH Arginina H / ^C-CHa-CHj-C-CpN I OH NHg Asparagina NHp Glutamina Dos vinte a-aminoácidos, alguns são essenciais, ou seja, não são produzidos pelos organismos. Para o homem, dez são essenciais; valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, trip- tofano, treonina, lisina, arginina, histidina e metionina; eles são necessários ao organismo e devem ser ingeridos por meio da alimentação. Classificarão dos aminos As aminas podem ser classificadas quanto ao número de grupos carbônicos ligados ao nitrogênio. • Amina primária - apenas um substituinte no nitrogênio. CH3 H3C CH — NH2 Isopropilamina • Amina secundária - dois substituintes no nitrogênio. H Ü N, CHp Fenilmetilamina • Amina terciária - três substituintes no nitrogênio. ,N HgC I CH3 CH3 Trimetilamina Propriedades físicas das aminas As aminas são substâncias moderadamente polares. Pos suem temperatura de ebulição maior do que a dos alcanos, mas geralmente menor do que a dos alcoóis de massa molecular próxima. Moléculas de aminas primárias e secundárias po dem formar ligações de hidrogênio umas com as outras e com a água. Moléculas de aminas terciárias não podem formar li gações umas com as outras, mas podem fazê-lo com a água. Como resultado, as aminas terciárias possuem temperaturas de ebulição menores do que as das primárias e secundárias de massa molecular próxima, mas todas as aminas de massa mole cular pequena são solúveis em água. Nome Fórmula T.E .fC ) 1 atm Solubfiídade (g/lOOgHjO) Metiiamina CH3NH2 - 6 Muito solúvel Etilamina CH3CH2NH2 17 0 0 Propilamina CH3CH2CH2NH2 49 0 0 Butilamina CHgfCHglCHjNHg 78 78 Dimetilamina (H3C)2NH 7 Muito solúvel Dietilamina (CH3CH2)2NH 56 Muito solúvel Dipropilamina (CH3CH2 CHgljNH 1 1 0 Pouco solúvel Trimetilamina (HgClgN 3 91 Trietilamina (CH3CH2)3N 90 14 Tab. 10 Propriedades físicas das aminas. Funfõo amido As amidas são compostos orgânicos que possuem nitrogê nio ligado à carbonila. O menor representante da função amida é a metanamida. Fig. 58 Metanamida (Formamida). As amidas mais conhecidas estão no campo dos polímeros tais como as poliamidas e proteínas. Fig. 59 Nyion-6 6 (uma poliamida). A função amida está presente em um dos compostos orgâ nicos mais importantes para a vida: as proteínas. As proteínas são na verdade poliamidas, polímeros formados pela união de aminoácidos por meio de ligações peptídicas. As ligações pep- tídicas são ligações entre o nitrogênio de um aminoácido e a carbonila de outro aminoácido, portanto, são amidas. As proteí nas podem ser representadas esquematicamente como se segue. H 0 H 0 H 0 H 0 1 II 1 II 1 II 1 11 — N —c—c—N —c—c—N —c—c—N—c—-c— H Rr H R. H Ra H R4 Fig. 60 Resíduo de proteína. CAPITUIO 7 • Funções orgânicas Onde os grupos R variam de um aminoácido para outro entre os vinte aminoácidos primários. Propriedades físicas das amidas Amidas com um ou nenhum substituinte no nitrogênio são capazes de formar ligações de hidrogênio fortes entre si e, consequentemente, possuem altas temperaturas de ebuli ção. Amidas com dois substituintes no nitrogênio não podem formar essas ligações de hidrogênio entre si e terão tempe raturas de ebulição mais baixas. No entanto, poderão formar ligações de hidrogênio com a água e, assim como as demais amidas com até cinco carbonos, serão completamente miscí- veis em água. Nome Fórmula T .E .(X ) Metanamida HCONHj *'<200 Etanamida H3CCONH2 2 2 1 Propanamida H3CCH2CONH2 213 A/-metilmetanamida HCONHCH3 185 /V,A/-dimetilmetanamida HCONÍCHg)^ 153 N-etiletanamida H3CCONHCH2CH3 205 A/,A/-dimetiletanamida HgCCONÍCHg)^ 166 Tab. 11 Temperatura de ebulição das amidas. = decompõe Outras funfóes Existe um número relativamente grande de funçõesorgâ nicas, além daquelas citadas até aqui. Muitas delas são frutos de pesquisas em laboratório e não existem na natureza, outras funções até existem na namreza, mas não são comuns em nosso cotidiano. Por essa razão, essas funções são pouco citadas em exames vestibulares, e, quando o fazem, restringem a questão apenas ao reconhecimento delas. Fundão nítrila São compostos que possuem o grupo nitrila (nitrogênio formando uma ligação tripla com carbono) ligado pelo carbono a outro carbono. O menor representante da função nitrila é a etanonitrila e o mais importante é a acrilonitrila, precursor do polímero acrílico. H3C---- C = N H 2 C = C H ----- C = N Etanonitrila Propenonitrila (Acetonitrila) (Acrilonitrila) Fig. 61 Função nitrila. Nitrocompostos São compostos que possuem um ou mais grupos nitro (-NO2) ligados ao carbono. O menor representante da função nitrocomposto é o nitrometano, utilizado como aditivo na ga solina de aeromodelos. O nitrocomposto mais conhecido é o trinitrotolueno (TNT). Cloreto de ácidos carboxílicos Cloretos de ácidos carboxílicos, também chamados de cloreto de acila, são derivados dos ácidos carboxílicos pela substituição do grupo hidroxila (- OH) da carboxila por um átomo de cloro. Anidrido de ácidos carboxílicos São compostos formados a partir da desidratação de dois grupos carboxilas. Os dois grupos carboxilas podem inclusive pertencer á mesma molécula, nesse caso o anidrido obtido será cíclico. Fig. 65 Anidrido butanodioico (Anidrido málico). Tioálcooís e Tíoéteres São compostos com estrutura química semelhante à dos álcoois e à dos éteres, em que, no lugar do oxigênio, existe um átomo de enxofre. Fig. 66 Etanotiol, H3C---- CHg-----S-----CHg-----CH3 Fig. 67 Tioéter dielítico. q u ím ic a • F R IN T il Ácidos sulfônicos São compostos que apresentam o grupo funcional sulfôni- co (-SO3H). Esses compostos são derivados dos ácidos sulfúri- cos pela substituição de uma hidroxila por um grupo orgânico. O outro grupo hidroxila é responsável pela manutenção do ca ráter ácido desses compostos. Revisando Defina 0 que é função química. O que são hidrocarbonetos? Classifique cada um dos hidrocarbonetos a seguir em subfunções. Hidrocarboneto Subfunção CAPITULO 7 • Fufl^es orgânicos A qual função pertence cada um dos seguintes compostos? /P H aC -C ^ H CH3 1 H3C— CHp— C— OH 3 2 1 CH3 HgC— CHj— CH2— H H3C— CHj— CHg— 0 — CH3 0 II H3C— CHj— C — CH3 U i Considerando a descrição fornecida, escreva as fórmulas estruturais a seguir. a) Um monoácido de cadeia normal com 5 carbonos. b) Uma cetona saturada cíclica de 6 carbonos. c) O menor éster possível. Para as moléculas a seguir, circule e atribua o nome de todas as respectivas funções orgânicas presentes. .NH, O. nCH, o CHj— CH— NH— Ç— CH— CHg— NH, P OH K f l os compostos a seguir, indique a qual função eles pertencem. a) CgHjNH^ b) CH„CONHC„H. c) CH3CeH5 d) CHgCOCHjCHg e) CH3(CH2)2CH20H f) CH3COOC2H5 g) CH3CH2CHO h) CgHgCOOH II 6 6 / Q U ÍM ia * f R ÍN T Í I Exercícios propostos Hidrocarbonetos D uel o gás natural é um combustível ecológico. Sua queima produz uma combustão menos poluente, melhorando a qualidade do ar quando substitui formas de energias como carvão mineral, lenha e óleo combustível. Contribui, ainda, para a redução do desmatamento. Por ser mais leve que o ar, o gás dissipa-se rapidamente pela atmosfera, em caso de vazamento. Sobre o gás natural, podemos ainda afirmar que: é constituído principalmente por metano e pequenas quan tidades de etano e propano. também conhecido e comercializado como GLP (Gás Li quefeito de Petróleo). é constituído principalmente por gases sulfurosos e hidro- carbonetos. • é constituído por hidrocarbonetos contendo de 6 a 10 áto mos de carbono. é também chamado gás mostarda. D 1ÍFPI Os hidrocarbonetos de baixo peso molecular são gases extremamente inflamáveis. A fim de evitar incêndios ou explosões, pequenas quantidades de mercaptana, composto orgânico volátil de odor desagradável que contém enxof r^e, são adicionadas ao gás de cozinha para alertar aos usuários sobre o escapamento indevido dos gases. Escolha a alternativa que apresenta dois componentes do gás de cozinha. C H 3 C H 2 C H 3 -I- (C H 3 )^ S í CH3CH2CH3 -H HgS CH3CH2CH2CH3 -t- CH3CH2SH CH3CH2CH2CH3 -h HgSe CH3CH2CH2CH3 SO2 PUC-RS A combustão completa de 0,1 mol de um hidro- carboneto gerou 22 g de gás carbônico e 10,8 g de água. Con clui-se que esse hidrocarboneto é um: alcano. cicloalcano. alceno. alcadieno. alcino. ^UC-PR Dada a estrutura: V H2(j;— C H = Ç — CH^— CH2— CH3 ' CH, A função à qual pertence esse composto e seu nome oficial estão corretamente indicados na alternativa: Alcano - 4-fenil-3-hepteno Alceno - 4-benzil-3-hepteno : Hidrocarboneto - 1-metil-3-fenil-2-hexeno Hidrocarboneto - 4-fenil-3-hepteno Hidrocarboneto - 4-fenil-4-hepteno UEL Uma alternativa para os catalisadores de células a combustíveis são os polímeros condutores, que pertencem a uma classe de novos materiais com propriedades elétricas, magnéticas e ópticas. Esses polímeros são compostos forma dos por cadeias contendo liflacões^duplaa conjugadas que per mitem o fluxo de elétrons. Assinale a alternativa na qual ambas as substâncias químicas apresentam ligações duplas conjugadas. Propanodieno e metil-1,3-butadieno. Propanodieno e ciclopenteno. Ciclopenteno e metil-1,3-butadieno. i Benzeno e ciclopenteno. Benzeno e metil-1,3-butadieno. D llÍFSCar Considere as afirmações seguintes sobre hidro carbonetos. I. Hidrocarbonetos são compostos orgânicos constituídos so- ^ mente de carbono e hidrogênio. II. São chamados de alcenos somente os hidrocarbonetos in- \ saturados de cadeia linear. III. Cicloalcanos são hidrocarbonetos alifáticos saturados de fórmula geral C^Hg .^ IV. São hidrocarbonetos aromáticos: bromobenzeno, p-nitroto- lueno e naftaleno. São corretas as afirmações: I e III, apenas. > III e IV, apenas. I, III e IV, apenas. I, II e IV, apenas. - II e III, apenas.*^ D ^ úfmg A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos, com predomínio de compostos e Cg. A gasolina destinada a ser consumida em climas frios precisa ser formulada com maior quantidade de alcanos menores - como butanos e pentanos - do que aquela que é preparada para ser consumida em lugares quentes. Essa composição especial é importante para se conseguir, facilmente, “dar a partida” nos motores, isto é, para a ignição ocorrer rapidamente. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que: os alcanos maiores facilitam a ignição, os alcanos maiores são mais voláteis?^ os alcanos mais voláteis facilitam a ignição, os alcanos são mais voláteis em temperaturas mais baixas. UFV Foi recentemente divulgado (Revista ISTOÉ, n°1602 de 14/06/2000) que as lagartixas são capazes de andar pelo teto devido a forças de Van der Waals. Essas forças também são responsáveis pelas diferenças entre as temperaturas de ebulição dos compostos representados a seguir. CAPÍTULO 7 • Funções orgânicas Apresentará maior temperatura de ebulição o composto: I. III. V. II. IV. U ^ e r j Além do impacto ambiental agudo advindo do derra mamento de grandes quantidades de óleo em ambientes aquá ticos, existem problemas a longo prazo associados à presença, no óleo, de algumas substâncias como os hidrocarbonetos policfclicos aromáticos, mutagênicos e potencialmente carci- nogênicos. Essas substâncias são muito estáveis no ambiente e podem ser encontradas por longo tempo no sedimento do fundo, porque gotículas de óleo, após adsorção por material particulado em suspensão na água, sofrem processo de de cantação. Um agente mutagênico, com as características estruturaiscita das no texto, apresenta a seguinte fórmula: Haletos Í T 1 tÍFRS Os LCDs são mostradores de cristal líquido que contêm em sua composição misturas de substâncias orgânicas. A substância DCH-2F é um cristal líquido nemático utilizado na construção de mostradores de matriz ativa de cristais líquidos. Sua estrutura está representada a seguir. A substância DCH-2F é um: isocianeto aromático, cianeto aromático, haleto orgânico. alcano saturado, hidrocarboneto aromático. UFPE Existem três diferentes diclorobenzenos, CgH^C^g dependendo da localização dos átomos de cloro: ce ce C( (1) (2) (3) Sobre esses compostos, pode-se dizer que: V V V V V todos têm 0 mesmo momento de dipolo, pois sua compo sição química é a mesma, o mais polar é o composto (2 ). 0 composto (1 ) é mais solúvel em solventes apoiares, os compostos (2) e (3) são polares, nenhum deles é polar porque o anel benzênico é perfei- tamente simétrico nos três casos. ITA A opção que contém a espécie, no estado gasoso, com maior momento de dipolo elétrico é: o-Fluortolueno. . Tolueno. m-Fluortolueno. p-Xileno. p-Fluortolueno. Álcool, fenol e éter Fotec Com relação ao etanol e ao metanol, são feitas as afirmações. I. Ambos os álcoois podem ser utilizados como combustível V para automóveis. II. Além da utilização em bebidas, o metanol pode ser utili- zado como solvente em perfumes, loções, desodorantes e medicamentos. III. Atualmente, o metanol é produzido do petróleo e do carvão \ J mineral por meio de transformações químicas feitas na in dústria. IV. O metanol é um combustível relativamente “limpo”. Sua ' / combustão completa tem alto rendimento, produzindo CO^ eH^O. V. Ambos os álcoois podem ser produzidos a partir da cana- : -de-açúcar. Escolha a alternativa que apresenta somente afirmação(ões) verdadeira(s). I. I, III e IV. I le l l l . x I, II, III e IV. ;- II e IV. X UEL (Adapt.) Alguns atletas, de forma ilegal, fazem uso de uma classe de substâncias químicas conhecidas como ana- bolizantes, que contribuem para o aumento da massa muscular. A seguir, são representadas as estruturas de quatro substân cias usadas como anabolizantes. Ha .Cv ,C H , A nab olizante 3 A nab olizante 4 Com base nas estruturas químicas, e sabendo que isômeros são compostos diferentes que apresentam a mesma fórmula molecular, considere as afirmativas a seguir. I. A fórmuia molecular do anabolizante 4 é Cg^ HggNgO. II. Os anabolizantes 1 e 3 apresentam anel aromático. III. Os anabolizantes 1 e 2 são isômeros de função. IV. Os anabolizantes 1,2, 3 e 4 apresentam a função álcool. Assinale a alternativa correta. Somente as afirmativas I e III são corretas. Somente as afirmativas I e IV são corretas. Somente as afirmativas II e IV são corretas. Somente as afirmativas I, II e III são corretas. Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. U ssubstância hex-3-en-1-ol é um: enol, porque apresenta o grupo funcional hidroxila em car bono insaturado. fenol, porque apresenta o grupo funcional hidroxila em car bono do anel aromático. aldeído, porque apresenta o grupo funcional aldoxila ou carbonila em carbono primário. ácido carboxílico, porque apresenta o grupo funcional car- boxila. álcool, porque apresenta o grupo funcional hidroxila em carbono saturado. UFPR O colesterol desempenha funções importantes nos processos biológicos, mas sua concentração no sangue deve ser controlada, para prevenir doenças cardiovasculares. No Brasil, recomenda-se manter a concentração de colesterol abaixo de 200 miligramas por 100 mililitros de sangue; na Euro pa, esse limite é de 5,18 milimois por litro de sangue. A figura a seguir contém algumas informações sobre o colesterol. C H C C H H2 CH 3 1 H2 \ C \ 1 ......-CH CH 3 C H H O H2 CH 3 1 1 CHj c ^ 1 C H C H / C'^ ' c ^ , CH2 Hj H Colesterol 027H4eO M assa molar; 386 g/mol Dados: Massas molares: C = 12 g/mol; H = 1 g/mol; 0 = 16 g/mol Sobre as informações apresentadas, é correto afirmar que: 0 colesterol apresenta a função fenol. 02 a massa molar do colesterol dada (386 g) é diferente da massa calculada com base na fórmula molecular (C27H4gO). a molécula do colesterol contém 2 átomos de carbono hi- bridados sp®. na fórmula estrutural apresentada, está faltando uma liga ção no átomo de carbono da hidroxila. ' no Brasil e na Europa, recomenda-se manter a concentra ção abaixo de 3,5 • 10^ ^moléculas de colesterol por litro de sangue. a concentração máxima de colesterol recomendada na Eu ropa é maior que a recomendada no Brasil. Soma = UFCa atividade bactericida de determinados compostos fenólicos deve-se, em parte, à atuação desses compostos como detergentes, que solubilizam e destroem a membrana celular fosfolipídica das bactérias. Quanto menor for a solubilidade do.s compostos fenólicos em água, maior será a ação anticéptica. Com relação às solubilidades dos compostos fenólicos I, II e III, em água, assinale a opção correta. O H O H C H , H ,C ;a) (c) ie' I é mais solúvel que II e II é mais solúvel que III. I é menos solúvel que II e II é menos solúvel que lll.\ II é menos solúvel que I e I é menos solúvel que III. ^ II é mais solúvel que I e I é mais solúvel que III. I, II e III têm, individualmente, a mesma solubilidade. CAPÍTULO 7 * Fundões orgônicas il/lackenzie O mentol, usado na fabricação de balas e chi cletes para propiciar uma sensação refrescante, afeta os sen sores responsáveis pela sensação de frio, tornando-os ativos a uma temperatura acima do normal. Esta é a fórmula estrutural do mentol: CH, e nela é possível identificar: um radical fenil. os radicais metil e isopropil. uma substância orgânica da função fenol. •>< um álcool aromático. -7^ uma substância de fórmula mínima CHO. Ct Ct Cf. Cf Cf a Ufla Resíduos de defensivos agrícolas, muitas vezes de positados sobre o solo de forma incorreta, apresentam, entre outros compostos, o pentaclorofenol e o hexaclorobenzeno. As estruturas que correspondem a esses dois compostos são, res pectivamente: ÜJ Puccamp O amendoim é uma pianta originária da Amé rica do Sul. Sua importância econômica está relacionada ao fato de as sementes possuírem sabor agradável e serem ricas em óleo, proteínas, carboidratos, sais minerais e vitaminas. Os ácidos graxos insaturados presentes no amendoim ainda ser vem de veículo de transporte para a vitamina E, pois esta é lipossolúvel. A vitamina E (tocoferol) contida no amendoim funciona biologi camente como ura antioxidante natural, isto é, õxida-se nólugar dos compostos que o acompanham. É_ uiri. fenoJ_çQrp_ cadeia carbônica ramificada, ligada ao anel, contendo 16 átomos de carbono. Possui também na molécula átomo de oxigênio for- mando com átomos de carbono um hexanel insaturado. Sendo assim, na molécula de tocoferol identifica-se: / I . anel aromático. ^ II. grupo OH ligado diretamente ao anel. \ l III. grupo funcional éter (Interno). ^ IV. pelo menos 25 átomos de carbono por molécula. Está correto o que se afirma em: I, somente.'^ I, II e IV, somente. II, somente.^ I, II, III e IV. II e IV, somente. - Aldeído e cetona UFV Ao se fazer um churrasco de carne vermelha, per cebe-se, a distância, um aroma característico. Isso se deve, em parte, à reação de decomposição do glicerol, com formação de acroleína, um líquido de forte odor. OH OH OH CHg— CH— CHg Glicerol O ► H X = CH— C, HpO Acroleína H Assinale a opção incorreta. O glicerol é um triol. A acroleína é um aldeído. A acroleína é uma substância insaturada. A formação de acroleína necessita de aquecimento. A acroleína tem temperatura de ebulição maior que a do glicerol. UFRRJ O propanotriol, quando submetido a um aqueci mento rápido, desidrata-se,formando a acroleína que apre senta um cheiro forte e picante. Essa propriedade constitui um meio fácil e seguro de se diferenciar as gorduras verdadeiras dos óleos essenciais e minerais, pois, quando a gordura é go tejada sobre uma chapa superaquecida, também desprende acroleína. Observe o que acontece com o propanotriol: H H H I I I H— C — C — C — H I I I OH OH OH H H D 1 1 ^ ----- ► H— C = C — C O Áddo carboxílíco e éster 'H (propanotriol) (acroleína) a) Quais as respectivas funções químicas existentes no pro panotriol e na acroleína? b) Indique, segundo a lUPAC, a nomenclatura da acroleína. PUC-RS Sobre um composto que pode ser utilizado na indústria de alimentos como flavorizante e cuja fórmula estru tural é: CHO são feitas as afirmativas seguintes. I. É um alceno. II. Pertence à função aldeído. III. Tem fórmula molecular C^HgO. IV. Tem 6 carbonos secundários. Pela análise das afirmativas, conclui-se que somente estão cor retas: le l l . He III. III e IV. le l l l . He IV. UFRGS Nos compostos orgânicos, além do carbono e do hidrogênio, é muito frequente a presença do oxigênio. Assinale a alternativa em que os três compostos apresentam oxigênio. Formaldeído, ácido acético, cloreto de etila. Trinitrotolueno, etanol, fenilamina. Ácido fórmico, butanol-2 , propanona. Isoctano, metanoi, metóxi-etano. Acetato de isobutiia, metilbenzeno, hexeno-2. '^Uerj As fragráncias características dos perfumes são ob tidas a partir de óleos essenciais. Observe as estruturas químicas de três substâncias comu- mente empregadas na produção de perfumes: • C H = C H — CHO Fragrância de canela ■CHO ■C H =Ç — CHO C5H,, Fragrância de jasmin Fragrância de espinheiro-branco O grupo funcional comum às três substâncias corresponde ã seguinte função orgânica: éter. cetona. álcool. aldeído. Ünicamp A cada quatro anos, durante os Jogos Olímpi cos, bilhões de pessoas assistem à tentativa do homem e da Ciência de superar limites. Podemos pensar no entretenimento, na geração de empregos, nos avanços da Ciência do Desporto e da tecnologia em geral. Como esses jogos podem ser ana lisados do ponto de vista da Química? As questões a seguir são exemplos de como 0 conhecimento químico é ou pode ser usado nesse contexto. Um dos pontos mais polêmicos na Olimpíada de Beijing foi 0 doping. Durante os jogos foram feitos aproximadamente 4.600 testes, entre urinários e sanguíneos, com alguns casos de doping confirmados. O último a ser flagrado foi um haltero- filista ucraniano cujo teste de urina foi positivo para nandrolona, um esteroide anabolizante. Esse esteroide é comercializado na forma decanoato de nandrolona (I), que sofre hidrólise, libe rando a nandrolona no organismo. a) Na estrutura I, identifique com um círcuio e nomeie os gru pos funcionais presentes. O (CH^ jgCHa ^ Complete a equação química da reação de hidrólise do decanoato de nandrolona, partindo da estrutura fornecida. UFRJ Existem diversos medicamentos que podem ser uti lizados para 0 controle da concentração de colesterol no san gue. Pode-se citar como exemplo 0 ciprofibrato: Ciprofibrato Dê 0 nome das funções orgânicas oxigenadas presentes no ciprofibrato. ' l íe rJeri Um dos fatores que determinam 0 padrão de qua lidade da aguardente é a quantidade de^te res e de aldeídos formados em seu processo de fabricação. Observe estas fórmulas químicas: —c —R R—0 —R R—C -^0R—C, II ^OH ^H 0 m H III IV CAPITU IO 7 • Fundões orgônicas Em uma das substâncias consideradas na determinação do pa drão de qualidade da aguardente, encontra-se a função quími ca definida pela fórmula de número: IV. UFU Analise os compostos a seguir e assinale a alternati va que os dispõe em ordem decrescente de pontos de ebulição. 1. CH3CH2CHO II. CH3COOH III. CH3CH2CH20H IV. CH3CH2CH2CH3 II, III, 1, IV. 1, II, IV, III. IV, II, III, !.>. II, IV, III, L. 3 I^UC-MG As substâncias a seguir são importantes agen tes orais contraceptivos. Assinale a afirmativa incorreta. O etinilestradiol apresenta um grupo funcional fenol em sua estrutura. O acetato de noretindrona é um éster da noretindrona.'^ Os três compostos apresentam como funções orgânicas em comum: cetona, álcool e alquino. A noretindrona apresenta um grupo funcional cetona em sua estrutura. UFRJ Os mais famosos violinos do mundo foram fabricados entre 1600 e 1750 pelas famílias Amati, Stradivari e Guarneri. Um dos principais segredos desses artesãos era o verniz, tido como o responsável pela sonoridade única desses instrumen tos. Os vernizes antigos eram preparados a partir de uma mis tura de solventes e resinas, em diferentes proporções. Uma receita datada de 1650 recomendava a mistura de resina de pinheiro, destilado de vinho e óleo de lavanda. O quadro a se guir ilustra as principais substâncias presentes nos ingredien tes da receita. Ingrediente Substâncias principais Resina de pinheiro OH Destilado de vinho QÍO Óleo de lavanda Q y ]X X r a a) b) Indique as funções das principais substâncias encontradas no verniz. Escreva a fórmula molecular do composto III. r^nirioJnirio Uma recente pesquisa da Universidade da Califór nia publicada no Journal of the American Medicai Association relacionou a terapia de reposição hormonal pós-menopausa ao aumento do risco de desenvolvimento de câncer de mama, pois os hormônios alteram as características dos tumores e atra sam, assim, o diagnóstico da doença. Há dois tipos distintos de hormônios sexuais femininos, sendo um deles a progesterona, cuja estrutura apresenta um grupo funcional correspondente à função: ÇH3 CO ácido carboxílico. cetona. aldeído. éster. álcool. 72 / QUÍMICA • FRENTE 1 Uerj Na tabela a seguir, são relacionados quatro hormô nios esteroides e suas correspondentes funções orgânicas. Hormônio Função orgânica Progesterona Cetona Estrona Fenol e cetona Testosterona Cetona e álcool Estradiol Fenol e álcool O hormônio que é secretado pelas células de Leydig, encon tradas nas gônadas masculinas, é representado pela seguinte estrutura: OH ÜFU O gingerol, cuja estrutura está representada adian te, é uma substância encontrada no gengibre, responsável pela sensação ardente quando este é ingerido. Essa substância apresenta propriedades cardiotônicas e antieméticas. CH, É correto afirmar que o gingerol: apresenta fórmula molecular C^7H2g04 e caráter ácido pro nunciado pela presença do fenol. apresenta fórmula molecular C.17H23O4 e é um composto saturado e de cadeia heterogênea, apresenta função mista: cetona, álcool e éster e caráter bá sico evidente pela presença do anel. é um composto apoiar de cadeia aromática, homogênea e mista. r a puc-sp Os aromas e sabores dos alimentos são essen ciais para nossa cultura na escolha, no preparo e na degusta ção dos alimentos. A seguir, estão representadas algumas das substâncias responsáveis pelas sensações características do gengibre, da framboesa, do cravo e da baunilha. -O CHo HO O CHj—C H j- C— CH3 Gingerona HO CH3 O ' C H 2 -C H = C H j Eugenol O CH, CHI CH3 CI H OH p-hidroxifenol-2-butanona O Vanilina A função química presente nas quatro estruturas representa das é: éster. cetona. fenol. álcool. aldeído. Udesc Uma substância emitida por um animal pode servir para atrair outro animal da mesma espécie, de sexo oposto, para marcar trilhas ou territórios, para advertência de perigo. Os feromônios são compostos desta natureza usados para co municação entre os membros da mesma espécie. A pesquisa de feromônios pode vir a ser uma oportunidade importante de obter 0 controle das pragas, principalmente na agricultura. A seguir, há dois exemplos de feromônios: FeromônioA Feromônio B Em relação à informação, responda: a) A qual função orgânica pertence o feromônio A? A qual função orgânica pertence 0 feromônio B? Qual a fórmula molecular do feromônio B? Quantos carbonos com hibridização sp^ possui o feromô nio A? Qual a porcentagem de carbono na molécula do feromônio A? (Onde C = 12, H = 1, O = 16) b) c) d) e) UFMG Observe este quadro em que estão representadas quatro substâncias orgânicas - numeradas de I a IV - e os aromas a elas associados. CAPÍTU IO 7 • Funções orgânicos Essas substâncias são usadas na indústria como aromatizantes sintéticos, no lugar de extratos das frutas correspondentes. Considerando-se as estruturas de cada uma dessas substân cias, é incorreto afirmar que; III é um éster. I apresenta cadeia ramificada. IV é a mais volátil. II tem um grupo funcional aromático. K T l Wc-RS Considere os seguintes compostos orgânicos: I. CH.,— CH„— OH II. III. CH3— COOH IV. CH3— COO — CHg— CH3 Com relação aos compostos apresentados, é incorreto afirmar que: o composto I é utilizado como aditivo automotivo. 0 composto II é utilizado no amadurecimento de frutas. a reação entre os compostos I e III produz o composto IV. o composto III apresenta caráter básico. > 0 composto IV apresenta aroma agradável. \ Mackenzie Aldeídos, ácidos carboxílicos e monóxido de carbono, produzidos na queima do álcool etílico ou gasolina em carros com motores desregulados, são compostos tóxicos e ir ritantes para as vias respiratórias. Desses compostos, fazem-se as afirmações: I. O nome oficial do álcool etílico é etanol. II. O monóxido de carbono é o maior responsável pelo efeito estufa. III. O grupo funcional que caracteriza os aldeídos é: O H IV. Um ácido que pode ser produzido é o etanoico. Das afirmações feitas, estão corretas: I, II , III e IV. I, III e IV, apenas. I e IV, apenas. II e III, apenas. I e II, apenas. [<1 Unesp Durante a Guerra do Vietnã (década de 60 do sé culo passado), foi usado um composto chamado agente laranja (ou 2,4-D) que, atuando como desfolhante das árvores, impedia que os soldados vietnamitas (os vietcongues) se ocultassem nas florestas durante os ataques dos bombardeiros. Esse ma terial continha uma impureza, resultante do processo de sua fabricação, altamente cancerígena, chamada dioxina. As fór mulas estruturais para estes compostos são apresentadas a seguir. H V O' Esses compostos apresentam em comum as funções: amina e ácido carboxílico. ácido carboxílico e amida. éter e haleto orgânico, cetona e aldeído. haleto orgânico e amida. Q l ' Mackenzie o nome do ácido carboxílico presente no /O nagre e que tem fórmula HgC — é: V I- etanoico. metanoico. butanoico. \ OH metilpropanoico isopropanoico. tífies Dados os compostos orgânicos adiante: apenas um desses compostos é um éter aromático, todos são aldeídos aromáticos. apenas vanilina e eugenol são éteres aromáticos, apenas cinamaldeído é um ácido aromático."^ todos são aiquenos aromáticos. , química • FRiNTE 1 Fuvest Para combater o carbúnculo, também chamado antraz, é usado o antibacteriano ciprofioxacina, cuja fórmula estrutural é: COOH Na molécula desse composto, há: ligação peptídica e halogênio. grupo cicloproplla e ligação peptídica. anel aromático e grupo nitro. anel aromático e ligação peptídica. anel aromático e grupo carboxila. PUC-Rio O ácido acetilsalicílico (figura a seguir), mais co nhecido como aspirina, é uma das substâncias de proprieda des analgésicas mais consumidas no mundo. O ^ O H Assinale a alternativa que contém os grupos funcionais presen tes na molécula da aspirina e a faixa de pH característico de uma solução aquosa dessa substância a 25 °C. Ácido carboxílico, éster, pH < 7. Cetona, éter, pH = 7. Aldeído, ácido carboxílico, pH > 7. Amina, amida, pH = 7. Éster, éter, pH < 7. UEL Observe as estruturas a seguir. p H ,C C H , Com referência às estruturas anteriores, pode-se afirmar que: I é um éster e II não pode formar ligações de hidrogênio intermoleculares. II não possui elétrons pi em sua estrutura e III é um com posto polar. I é um derivado de ácido carboxílico e II é um composto saturado. III é aromático e I possui um carbono com hibridação sp. os três compostos são cíclicos e aromáticos. PUC-RS Flavorizantes artificiais procuram imitar o sabor e 0 aroma de alimentos produzidos artificialmente. Dentre esses compostos sintéticos, destacam-se os ésteres. Um exemplo de éster que pode ser usado como aditivo alimentar é: CH3COOH CH3CH2COCH2CH3 CH3CH2CH2OH CH3CH2CH2COOCH2CH3 C6H5OCH3 PUC-SP Foram determinadas as temperaturas de fusão e de ebulição de alguns compostos aromáticos encontrados em um laboratório. Os dados obtidos e as estruturas das substân cias estudadas estão apresentados a seguir. Composto Ponto de fusão (°C) Ponto de ebulição (°C) 1 -95 110 2 -26 178 3 43 182 4 122 249 Ácido benzoico Benzaldeído Fenol Tolueno A análise das temperaturas de fusão e ebulição permite iden tificar os compostos 1,2, 3 e 4, como sendo, respectivamente: ácido benzoico, benzaldeído, fenol e tolueno. fenol, ácido benzoico, tolueno e benzaldeído. tolueno, benzaldeído, fenol e ácido benzoico. benzaldeído, tolueno, ácido benzoico e fenol. tolueno, benzaldeído, ácido benzoico e fenol. E l ' Fuvest As figuras abaixo representam moléculas consti tuídas de carbono, hidrogênio e oxigênio. V ^ V Elas são, respectivamente: etanoato de metila, propanona e 2 -propanol. 2 -propanol, propanona e etanoato de metila. 2-propanol, etanoato de metila e propanona. propanona, etanoato de metila e 2-propanol. propanona, 2-propanol e etanoato de metila. PUC-MG A gingerona é um componente do gengibre-ri- zoma (ou caule subterrâneo) do Zingiber Officinale, de fórmula: O l i l CAPÍTULO 7 * Fun0es orgânicas Ele apresenta grupos funcionais de; éter, fenol e cetona. álcool, éster e aldeído. fenol, éster e aldeído. álcool, éter e cetona. 3 UFPR O ácido acetilsalicílico é um composto orgânico sintético bastante utiiizado como analgésico, antipirético e anti- -inflamatório. Industriaimente, esse composto é obtido de acor do com o seguinte esquema de reações: Hidroxibenzeno 0 “Na+ NaOH,(aq) Com base nas estruturas químicas apresentadas no esquema, é correto afirmar que: o hidroxibenzeno é um áicooi. há um grupo funcional éster na estrutura do ácido acetii- salicílico. 0 fenóxido de sódio é um sal de ácido carboxílico. 0 ácido saiicíiico pode ser denominado ácido p-hidroxiben- zoico. no esquema apresentado não há reações de neutralização. Füvest O cheiro agradável das frutas deve-se, principal mente, à presença de ésteres. Esses ésteres podem ser sinte tizados no laboratório, pela reação entre um álcool e um ácido carboxílico, gerando essências artificiais, utiiizadas em sorve tes e boios. Abaixo estão as fórmulas estruturais de alguns és teres e a indicação de suas respectivas fontes. ,o CH, Banana CH, I CHoCHpCHoC \ CH,— C OCH, \ Maçã OCHgfCHjleCHa Laranja O OCHjíCHajaCHg Morango A essência, sintetizada a partir do ácido butanoico e do meta nol, terá cheiro de: banana maçã. morango, kiwi. laranja. Fuvest Alguns alimentos são enriquecidos peia adição de vitaminas, que podem ser solúveis em gordura ou em água. As vitaminas soiúveis em gordura possuem uma estrutura mole- cuiar com poucos átomos de oxigênio, semeihante à de um hi- drocarboneto de longa cadeia, predominando o caráter apoiar. Já as vitaminas solúveis em água têm estrutura com alta pro porção de átomos eletronegativos, como o oxigênio e o nitrogê nio, que promovem forte interação com a água. A seguir estão representadas quatro vitaminas. OH CH, IV HO COOH OH H Dentre elas, é adequadoadicionar, respectivamente, a sucos de frutas puros e a margarinas, as seguintes vitaminas: e IV. I e III. III e IV III e I. IVell. Fatec Há três frascos (A, B e C) com sólidos brancos à tem peratura ambiente. Por descuido, os frascos não estão identifica dos, encontrando-se ao lado deles três etiquetas: em uma está escrito naftaleno; em outra, ácido benzoico, e na terceira, glicose. Para tentar identificar os conteúdos dos frascos, algumas pro priedades foram determinadas, e os resultados encontram-se na tabela a seguir. Substância contida no frasco Ponto de fusão (°C) Ponto de ebu lição (°C) Soiubilidade ; | em água a 25 °C l A 122 250 um pouco solúvel B 80 218 praticamenteinsolúvel C 146 1 decompõe solúvel Sabendo-se que o naftaleno é um hidrocarboneto, o ácido ben zoico é um ácido orgânico e a glicose é um açúcar, os frascos A, B e C contêm, respectivamente: ácido benzoico, naftaleno e glicose, ácido benzoico, glicose e naftaleno. naftaleno, ácido benzoico e glicose, glicose, naftaleno e ácido benzoico. giicose, ácido benzoico e naftaleno. f.Ufpel Na estrutura do ácido málico que aparece na rea ção a seguir, estão presentes os grupos funcionais___________ e ___________ , que representam as funções orgânicas HC— COOH I OH + n HjO -COO- HCOH — COO’ + 2H,0^ (aq) hidroxila e carbonila; fenol e aideído carbonila e carboxiia; cetona e ácido carboxílico hidroxila e carboxiia; álcool e ácido carboxíiico carboniia e hidroxila; éster e álcool carboxiia e carbonila; ácido carboxílico e éster UFJF O acetato de etila (etanoato de etila) tem odor de maçã, enquanto o odor do butanoato de butila é semelhante ao do morango. Com relação a essas substâncias flavorizantes, assinale a alternativa incorreta. Ambas são ésteres. O butanoato de butila possui a fórmula molecular CgH^gOg. O acetato de butila possui três átomos de carbono terciário. O butanoato de butila não possui nenhum átomo de carbo no quaternário. butila possui a fórmula estruturalO acetato ,0 de CH,C' \ OCH2CH3 Ufla A metanona (estrutura I) é um narcótico analgésico com leves efeitos sedativos e eufóricos. A metanona é utiliza da no tratamento de pessoas com dependência de morfina e heroína. O dextropropoxifeno (estrutura II), também conheci do como “Darvon”, é um elemento analgésico eficaz que não causa muita dependência. Ele é receitado frequentemente, em combinação com a aspirina, para 0 alívio das dores de cabe ça, de dentes e dos desconfortos após pequenas cirurgias. (Estrutura I) , N—CH—CH2—C—C—CH2—CH3 H3C ^ I CH3 -c - à (Estrutura II) H3C H3C O , N—CH—CHp—C—O—C—CHj—CH3 CH, Baseando-se nas estruturas apresentadas, responda ao que se pede. a) Qual dos dois compostos apresenta em sua estrutura um grupo éster? b) Qual(is) seria(m) o(s) produto(s) de hidrólise do composto representado pela estrutura II? c) Quais as fórmulas moleculares das estruturas I e II? PUC-PR O cheiro de peixe podre é indicativo da presença da substância X que apresenta as seguintes características. I. É uma amina terciária. II. Seus carbonos apresentam 9 ligações sigma o-sp^. III. Possui uma cadeia heterogênea. IV. Sua massa molar é 59 g/mol. (Massas atômicas: H = 1, C = 12, N = 14, Q = 16.) A única fórmula que corresponde à descrição da substância X é a: H2C==CH— N- I H -CHp H,C — N — CH,— CH, (t CgHs ■— NH2 - N — CH3 I CH3 H -CHg- -CH2— NHg PUC-RioA sibutramina (representada a seguir) é um fár- maco controlado pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária que tem por finalidade agir como moderador de apetite. Sobre a sibutramina, é incorreto afirmar que: (h.; se trata de uma substância aromática. (b se identifica um elemento da família dos halogênios em sua estrutura. (c) sua fórmula molecular é C^gH^^NCí. ,üi se identifica uma amina terciária em sua estrutura. (ei se identifica a presença de ligações k em sua estrutura. PUC-MG O composto antibacteriano ácido oxalínico é re presentado pela fórmula estrutural: e apresenta as seguintes funções: (a) éster, cetona, amina e éter. (b) éter, cetona, amina e ácido carboxílico. CAPITUIO 7 - Funções orgônicos éster, amida, amina e ácido carboxílico. éster, amina, fenol e cetona. éter, amida, éster e amina. I f l UFF Em 1988, foi publicada uma pesquisa na França so bre uma substância química denominada “Mifepristona”, cuja estrutura é apresentada a seguir. Essa substância é conhecida como a “pílula do dia seguinte”, que bloqueia a ação da proges- terona, o hormônio responsávei pela manutenção da gravidez. CH3 ,CH3 Com base na estrutura da substância apresentada, pode-se observar a presença dos seguintes grupos funcionais: amida, cetona, fenol. amida, alcino, alceno. amina, alcino, fenol. amina, cetona, álcool, amina, nitrila, álcool. Unifesp Em julho de 2008, a Agência Nacional de Vigi lância Sanitária proibiu a comercialização do anti-inflamatório “Prexige” em todo o país. Essa medida deve-se aos diversos efeitos colaterais desse medicamento, dentre eles a arritmia, a hipertensão e a hemorragia em usuários. O princípio ativo do medicamento é o lumiracoxibe, cuja fórmula estrutural encon tra-se representada na figura a seguir. Na estrutura do lumiracoxibe, podem ser encontrados os gru pos funcionais: ácido carboxílico e amida. ácido carboxílico e amina. amida e cetona. ;) amida e amina. amina e cetona. Amínas PUC-Rio Nossos corpos podem sintetizar onze aminoáci- dos em quantidades suficientes para nossas necessidades. Não podemos, porém, produzir as proteínas para a vida a não ser inge rindo os outros nove, conhecidos como aminoácidos essenciais. O Assinale a alternativa que indica apenas funções orgânicas en contradas no aminoácido essencial fenilalanina, mostrada na figura anterior. (a) Álcool e amida. (b) Éter e éster. (c) Ácido orgânico e amida. d) Ácido orgânico e amina primária. ^ Amina primária e aldeído. K 2 1 Uerj O aromatizante artificial antranilato de metila é uti lizado por alguns fabricantes de gelatina de uva. Essa subs tância deriva do ácido^antraníliCQ, que possui as seguintes características: ^ ,'L.' • é jjm ácido carboxílico aromático: • apresenta um grupo ámino na posição orto; • possui fórmula molecular CyH^NOj. Escreva a fórmula estrutural plana desse aromatizante e cite a função química a que ele pertence. ÜFRS Considere a fórmula a seguir. ,C H 2- C H ( 0 H ) -C H 2- N H - CH(CH3)2 Ela corresponde ao medicamento de nome propanolol, indica do no tratamento de doenças do coração. Em sua estrutura, estão presentes as funções orgânicas: 3 ' éter aromático, álcool e amina alifática. i fenol, éter, álcool e amina aromática, d éster, fenol e amida.d^ éster alifático, álcool e amida. éter alifático, fenol e amina. UEL O chocolate estimula a produção do hormônio 2-fe- niletilamina, percursor da serotonina, um neurotransmissor que Considere as afirmativas. l \ A substância 2-feniletilamina é uma amina. II. V A substância serotonina possui um grupo funcional álcool. III. A reação de neutralização da serotonina ocorre em meio \ básico.(v' ' '^^"‘^ IV. A ionização da 2-feniletilamina em água resulta em solução ‘ básica. Assinale a alternativa correta. Somente as afirmativas I e IV são corretas. Somente as afirmativas II e III são corretasr>. Somente as afirmativas II e IV são corretas. Somente as afirmativas I, II e III são corretas.> Somente as afirmativas I, III e IV são corretas. UEL Analise os compostos nitrogenados cujas fórmulas estruturais simplificadas são mostradas a seguir e responda às questões. a) b) c) H3G (') (II) Dê os nomes oficiais, segundo a lupac, dos compostos I e II. Escreva a equação química da reação entre 0 composto I e 0ácido clorídrico (HC^). Explique se o produto formado na reação do item b será mais solúvel em água do que o reagente I. UFRRJ H 1 H H H 1 H -----C -----C — C ----- C ----- H OH OH NHg ,0 OH Na substância, cuja fórmula estrutural está representada an teriormente, estão presentes as seguintes funções orgânicas. Aldeído, amida e álcool. Éster, álcool e amina. Álcool, ácido carboxílico e amina. Ácido carboxílico, amida e álcool. Álcool, amida e cetona. PUC-Rio Uma amina secundária é: um composto orgânico com um grupo (-NHg) no átomo de C na posição 2 de uma cadeia. um composto orgânico com dois grupos (-NHg) na cadeia principal. um composto orgânico com dois átomos de carbono e um grupo (-NHg) na cadeia principal. um composto orgânico, no qual dois átomos de hidrogênio do NHg foram substituídos por radicais alquilas ou arilas. um composto orgânico com um grupo (-NHg) e um grupo (-COOH). PUC-MG Observe com atenção a estrutura a seguir. OH NHg A estrutura dada apresenta as seguintes funções orgânicas, exceto: álcool. amida. ácido carboxílico. amina. ^ Cesgranrio Catecolaminas são substâncias sintetizadas por células de eucariotos. As reações químicas que ocorrem para a síntese dessas substâncias, que estão representadas a seguir, ocorrem em diferentes células do nosso organismo como, por exemplo, células da medula adrenal e neurônios. Fenilalanina Fenilalanina hidroxilase Tirosina Tirosina hidroxilase Dopa Dopa descarboxilase Dopamina Adrenalina Noradrenalina Observando-se a fórmula estrutural da adrenalina, é possível identificar grupos funcionais relativos às funções encontradas numa das opções a seguir. Assinale-a. Cetona, álcool e amida. Fenol, amina e éter. : Aldeído, fenol e éter. Fenol, amina e álcool. Enol, amida e fenol. Amida UFPE Sobre as propriedades de alguns compostos orgâ nicos, podemos afirmar que: <<■ os álcoois apresentam uma hidroxila ligada ao carbono como grupo funcional, podendo formar pontes de hidro gênio. os ácidos carboxílicos não formam pontes de hidrogênio e, por isso, apresentam ponto de ebulição muito baixo, os ésteres, as cetonas, os aldeídos, os ácidos carboxílicos e as amidas têm em comum 0 grupo funcional carbonila. os aldeídos, assim como os álcoois, possuem uma hidro xila como grupo funcional. as aminas são compostos que apresentam uma ligação carbono-nitrogênio, como grupo funcional e apresentam um caráter básico. Unesp Em agosto de 2005, foi noticiada a apreensão de lotes de lidocaína que teriam causado a morte de diversas pes soas no Brasil, devido a problemas de fabricação. Esse fármaco é um anestésico local muito utilizado em exames endoscópicos. C A PÍn iLO 7 • Funções orgânicos diminuindo o desconforto do paciente. Sua estrutura molecular está representada a seguir: HjC— CH3 e apresenta as funções; amina secundária e amina terciária. amida e amina terciária. amida e éster. éster e amina terciária. éster e amina secundária. l irJFU Muitas aminas têm como característica um odor de sagradável. Putrescina e cadaverina são exemplos de aminas que exalam odor de carne em apodrecimento. Dos compostos nitrogenados a seguir, assinale a alternativa que apresenta uma amina terciária. CH3 I ,Ns N-metilpirrolidina metanamina CH3 I CH, 1,1-dimetiletanamina CH„ CH3 N\ C - C H 3 O N-metil-N-(1-metilciclobutil)etanamida E l UFRJ A etilamina e a dimetilamina são substâncias orgâ nicas isômeras, de fórmula molecular CgHyN, que apresentam caráter básico acentuado. Quando dissolvidas na água, em con dições reacionais idênticas, elas se ionizam e possuem constan tes de basicidade representadas, respectivamente, por e K^ . a) Indique a ordem decrescente das constantes K, e Kg e es creva a equação química que representa a ionização da etilamina em meio aquoso. Foram dissolvidos 2,25 g de etilamina em quantidade de água suficiente para o preparo de 500 mL de uma solução aquosa. Supondo que, sob determinada temperatura, esse soluto encontra-se 10% ionizado, determine a concentração de íons OH“ , em mol L~'. b) PUC-MG O aciclovir, cuja estrutura é representada a se guir, é um antiviral importante utilizado no tratamento de infec ções por herpes. O Aciclovir O aciclovir possui todas as funções orgânicas listadas a seguir, exceto: amina. éster. amida. éter. . álcool. 171/ Uerj Observe na ilustração a seguir estruturas de impor tantes substâncias de uso industrial. O O NH- O' Em cada uma dessas substâncias, o número de átomos de car bono pode ser representado por x e o número de heteroátomos pory. ^ O maior valor da razão - é encontrado na substância perten- cente à seguinte função química. Éter. Amina. Éster. Amida. Ufla Os compostos a seguir, uma lactona, uma lactama e o 1,4-dioxano, pertencem a quais grupos funcionais, respec tivamente? O y-lactona y-lactama Éster, amida e éter. Cetona, amina e éter. 1,4-dioxano Cetona, amida e éster. Éter, amina e éster. Unesp Muitos compostos orgânicos sintéticos fazem par te de nosso cotidiano, tendo as mais diversas aplicações. Por exemplo, 0 acetaminofen, muito usado como analgésico e an- titérmico. Q U iM ia • FRENTi 1 o £í , II N CH3 Acetaminofen a) Escreva 0 nome de um grupo funcional presente na molé cula de acetaminofen. b) A hidrólise do acetaminofen leva à formação de p-hidroxtó- nilina e de um ácido. Escreva a fórmula estrutural e 0 nome í desse ácido. O UFRRJ Os derivados carbonilados constituem uma das mais importantes classes de compostos na química orgânica. .0 O o II II CH3CH2CH2CHO (CH3)2CHCH2C0CCH3 (I) (II) (III) CH3COOCH3 (IV) ^ (V) (VI) Analisando os compostos anteriores, a opção que apresenta a classificação correta para as funções químicas presentes em cada um deles é: l-amida; ll-aldeído; lll-éster; IV-cetona; V-anidrido; Vl-ácido carboxílico. l-cetona; ll-aldeído; lll-anidrido; IV-amida; V-éster; Vl-ácido carboxílico. l-cetona; ll-ácido carboxílico; lll-anidrido; IV-amida; V-éster, Vl-aldeído. l-cetona; ll-aldeído; lll-anidrido; IV-éster, V-amida; Vl-ácido carboxílico. l-ácido carboxílico; ll-éster; lll-anidrido; IV-amida; V-aldeído; Vl-cetona. E U UFRS O aspartame, representado adiante, é um adoçante artificiai usado em muitos refrigerantes e alimentos de baixa caloria. HO O grupo enquadrado na figura é característico da função orgânica: 'i) éster. amida. ! :) aminoácido. amina. carboidrato. UFG O aspartame é utilizado como edulcorante em ali mentos dietéticos. Assim que ingerido, eie é convertido em fe- nilalanina, um aminoácido, através de uma reação de hidrólise, conforme equação química da figura a seguir. No organismo humano, 0 excesso desse aminoácido é meta- bolizado, inicialmente, pela enzima fenilaianina-hidroxilase, que realiza uma hidroxilação na posição para do anel aromático produzindo outro aminoácido, a tirosina. Pessoas portadoras de uma herança autossômica recessiva para 0 gene que codifica tal enzima não conseguem realizar essa etapa do metabolis mo e, portanto, não podem ingerir alimentos que contenham fenilalanina, ou seu precursor, em grandes quantidades. Essa falha no metabolismo é conhecida como fenilcetonúria e seus portadores como fenilcetonúricos. O HO aspartame fenilalanina De acordo com os dados apresentados, a hidrólise do aspar tame ocorre nas ligações que caracterizam os seguintes gru pos funcionais. Amina e éster. Amida e ácido carboxíiico. (b; Amina e éter. Amina e ácido carboxílico. (c Amida e éster. PUC-Rio O aspartame, usado como adoçante artificial em mais de 3.000 produtos do mercado, tem a seguinte fórmula estrutural: HOOC — CHaCHfNHafCO— NH — CH(CH2 - CeHgtCOO— CH3 1 2 3 Assinalea opção em que os nomes das funções que estão em negrito e identificadas por 1, 2 e 3 estão corretas. 1-álcool; 2-amida; 3-éster. 1-álcool; 2-amida; 3-ácido. (c) 1-aldeído; 2-amina; 3-éter. 1-ácido; 2-amina; 3-aldeído. V 1-ácido; 2-amina; 3-éster. Texto para as questões 83 e 84. O aspartame é um edulcorante 200 vezes mais doce que a saca- rose e apresenta baixo conteúdo calórico. Até 0 momento, a única restrição que se faz quanto ao seu uso é que pessoas portadoras de uma deficiência genética no metabolismo da fenilalanina (fe nilcetonúria) não devem ingerir nenhum produto que contenha 0 aspartame. O excesso de fenilalanina no sangue resulta em anormalidades das respostas cerebrais. Apresentamos a seguir uma possível reação de hidrólise do aspartame em nosso or ganismo, indicando os possíveis pontos de ruptura da molécula. CA PiTU IO 7 * Funções orgânicos i H O - C - C H j - C H - C H N H - C H - C ' / 'N H , / C H , OCH3+2H2O - Produto 1 Produto 2 Álcool Aspartame UEL Considerando 0 metabolismo do aspartame nos pontos indicados pelas setas, pode-se afirmar que os produtos da reação, além do metanol, são: ácido 2-aminopropanodioico e ácido 1-fenil-2-aminopropa- noico. ácido diaminobutanodioico e ácido 1-amino-3-fenil propa- noico. ácido 2-aminobutanodioico e ácido 2-arnino-3-fenilpropa- noico. ácido 2-aminobutanodioico e ácido 2-fenilpropanoico. ácido diaminobutanodioico e ácido 2,3-difenilpropanoico. UEL Analisando os grupos funcionais presentes na es trutura química do aspartame e sem considerar os pontos de ruptura da molécula, quantos deles são grupos funcionais deri vados dos ácidos carboxílicos? 3 1 4V 5 2 FGV As estruturas a seguir são, respectivamente, repre sentantes das seguintes classes de compostos orgânicos: O O C H , - C - 0 - c - C H , H H H - C - C - C I I H H O NH, H H I I H - C - O - C - H I I H H H H O I I H - C - C - C - I I ^ H H O -CH 3 O anidrido, éter, amina, éster, cetona. éter, anidrido, amina, éster, éster. anidrido, éster, amida, éster, lactona. anidrido, éter, amida, éster, lactona. éter, éter, amida, cetona, éster. PUC-Rio Fluorquinolonas constituem uma classe de an tibióticos capazes de combater diferentes tipos de bactérias. A norfloxacina, a esparfloxacina e a levofioxacina são alguns dos membros da família das fluorquinolonas. H.,C. O O Levofioxacina De acordo com as informações citadas, é incorreto afirmar que: ai a norfloxacina apresenta um grupo funcional cetona em sua estrutura. a norfloxacina e a esparfloxacina apresentam os grupos funcionais amina e ácido carboxílico em comum, c; a esparfloxacina apresenta cadeia carbônica insaturada. .d; a norfloxacina e a levofioxacina apresentam grupo funcio nal amida. (e) a levofioxacina apresenta anel aromático. UFRRJ Observe as estruturas a seguir. H OH 1 NH2 ^ ^ Procaína Tylenol 1 CHpCH.T À n ;; ^ ^ CHgCH. O Os grupos funcionais presentes nas moléculas de Tylenol (dro ga analgésica) e procaína (anestésico local) são: (£i amida, fenol, amina e éster. álcool, amida, amina e éter. álcool, amina, haleto, éster. (d) amida, fenol, amina e ácido carboxílico. éster, amina, amida e álcool. Unirio Depo/s de oito anos de idos e vindas ao Congresso [...], o Senado aprovou o projeto do Deputado Federal Eduardo Jor ge (PT-SP), que trata da identificação de medicamentos pelo nome genérico. A primeira novidade é que o princípio ativo - substância da qual depende a ação terapêutica de um remédio - deverá ser informado nas embalagens em tamanho não inferior à metade do nome comercial. Revista Época, fev. 1 999. o princípio ativo dos analgésicos comercializados com os nomes de Tylenol, Cibalena, Resprin etc. é o paracetamol, cuja fórmula está apresentada anteriormente. Os grupos funcionais presentes no paracetamol são; álcool e cetona. éster e álcool, amina e fenol. cetona e amina. fenol e amida. UEL As aminas são um grupo de substâncias orgânicas usadas como medicamento. A ingestão de um anti-histamínico diminui o efeito da hisíamina, que é uma substância produzida pelo corpo humano em resposta às reações alérgicas. O me dicamento Toradol é usado por dentistas para aliviar a dor de seus pacientes. As fórmulas das substâncias citadas no texto estão apresenta das na sequência. Com relação às fórmulas das moléculas representadas em (A), (B) e (C), são feitas as seguintes afirmativas. I. Na fórmula (A), identificam-se as funções éter e amina. A histamina (B) possui duas aminas secundárias e uma amida. A fórmula molecular da molécula (C) é C^jNOgH. Na fórmula (C), identificam-se as funções cetona, amina e ácido carboxílico. Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas. I e IV. II e III. II, III e IV. le l l l . I, l le ll l. II. IV. E correto afirmar que as funções orgânicas presentes nessas substâncias são: éster, éter, fenol, amina. éster, cetona, álcool, amina. cetona, éster, álcool, amida. cetona, ácido carboxílico, amida. éster, amida, fenol, aldeído. UFC O oseltamivir (Tamiflu - marca registrada, I) é um antiviral isolado da planta asiática lilicium verum e empregado no tratamento da gripe aviária. 1 !| PUC-MG O estimulante cardíaco e respiratório “metami- vam” possui a fórmula estrutural a seguir. N — CH2CH., Considerando-se esse composto, é correto afirmar que ele apresenta os seguintes grupos funcionais. Amina, cetona, fenol e éter. Amida, cetona, álcool e éster. Amida, fenol e éter. Amina, éster e álcool. UEL Para evitar os efeitos nocivos à pele causados pela radiação ultravioleta (UV) da luz solar, são utilizados os pro tetores ou bloqueadores solares, os quais podem apresentar diferentes tipos de substâncias ativas. A seguir, estão represen tadas as estruturas químicas de três substâncias utilizadas em cremes bloqueadores. a) Indique o nome da função orgânica em I que possui o par de elétrons livres mais básico. b) Determine a composição centesimal (uma casa decimal) de I, considerando-se a sua massa molar um número inteiro. UFRS Algumas cadeias carbônicas nas questões de quí mica orgânica foram desenhadas na sua forma simplificada apenas pelas ligações entre seus carbonos. Alguns átomos fi cam, assim, subentendidos. Entre as muitas drogas utilizadas no tratamento da Aids, destaca- -se o flavopiridol (estrutura a seguir), que é capaz de impedir a atuação da enzima de transcrição no processo de replicação viral. CAPÍTU IO 7 • Fun0es orgânicos Nessa molécula, estão presentes as funções orgânicas: amina, éster, cetona e fenol. amina, éter, halogeneto de arila e álcool, éster, cetona, halogeneto de arila e álcool, éter, amina, halogeneto de alquila e fenol. éter, halogeneto de arila, fenol e cetona. Uhicamp A melhoria da qualidade de vida não passa so mente pela necessidade de bem alimentar a população ou pelas facilidades de produção de novos materiais. A questão da saúde também tem sido uma preocupação constante da ciência. A sulfa (p-amino benzeno sulfonamida), testada como medica mento pela primeira vez em 1935, representou, e ainda repre senta, uma etapa muito importante no combate às infecções bacterianas. A molécula da sulfa é estruturalmente semelhante a uma parte do ácido fólico, uma substância essencial para o crescimento de bactérias. Devido a essa semelhança, a síntese do ácido fólico fica prejudicada na presença da sulfa, ficando também comprometido o crescimento da cultura bacterlana. a) Escreva a fórmula estrutural e a fórmula molecular da sulfa, dado que o grupo sulfonamida é: -SOgNHg. A estrutura do ácido fólico é: /C H , — NH H,N ô r ô r O II C — NHCHCHoCOOH I COOH b) Escreva a fórmula estrutural da parte da molécula doáci do fólico que é estruturalmente semelhante à molécula da sulfa. Unicamp A dipirona sódica e o paracetamol são fárma- cos que se encontram presentes em medicamentos analgési cos e anti-inflamatórios. Considerando a estrutura de cada composto, as ligações quími cas, os grupamentos funcionais e a quantidade de átomos de cada elemento nas moléculas, marque a opção correta. A dipirona sódica é uma substância insolúvel em água. • Apenas o paracetamol é uma substância aromática. A massa molecular da dipirona sódica é menor que a do paracetamol. > Na dipirona sódica, identifica-se um grupo sulfônico. O paracetamol e a dipirona sódica são aminoácidos. Unesp H HII C “ NH3^ +I ^ooc- I - c — I CHoI I CHg / V NHa 0 OH H O H condensação hidrólise I I I 'O O C— C — NH — C — c — NH,-" + HoO CHj C / V NH, O I CHo I OH Excluindo as funções amina e ácido carboxílico, comuns a to dos os aminoácidos, as demais funções presentes na molécula do dipeptídio são: álcool, éster e amida. amida e éster. éter e amida. álcool e amida. éter e éster. / UFRJ Estudo recente associou o consumo de batatas fri tas na adolescência a um maior risco de câncer na vida adulta. O risco deve-se à presença de acrilamida, produzida durante a fritura, quando a glicose e determinados aminoácidos presen tes na batata, como a asparagina, reagem entre si, conforme representado a seguir. O, H H I I H C - C - C - C H‘= I + Glicose- I H“ I Asparagina! + Outros produtos Acrilamida a) Indique as funções orgânicas presentes na asparagina e es creva 0 nome da acrilamida segundo a nomenclatura lupac. b) Disponha os hidrogênios H(a), H(b), H(c) e H(d), presentes ^ na asparagina, em ordem crescente^de acidez. i n uFc ComL^'entérmuitas sübstâhcias químicas são suge ridas para atuar como germicidas, em substituição aos eficien tes desinfetantes derivados de haletos de amônio quaternário. Dentre essas, incluem-se: amônia (em solução aquosa), bicar- bonato de sódio, borato de sódio e o ácido acético. Contudo, investigações sobre a ação desses compostos sobre culturas de Staphylococcus aureus e Salmonella choleraesuis compro varam que tais substâncias não têm a capacidade de matar bactérias, o suficiente para classificá-las como desinfetantes. Com relação aos íons amônio quaternário, é correto afirmar que podem ser formados por: quatro grupos orgânicos ligados ao átomo central de nitro gênio e possuem carga positiva. quatro íons haletos ligados ao átomo central de nitrogênio e possuem carga positiva. quatro átomos de nitrogênio ligados ao átomo central do íon haleto e possuem carga negativa, dois átomos de nitrogênio e dois íons haletos ligados ao átomo central do hidrogênio e possuem carga positiva, dois grupos alquila e dois íons haletos ligados ao átomo central de nitrogênio e não possuem carga. T EXTO C o m plem en ta r Alcalóides Alcalóides são substâncias derivadas de plantas que contêm, em sua fórmula, basicamente, nitrogênio, oxigênio, hidrogênio e carbono. Seus nomes comuns geralmente terminam em ina: cafeí na, cocaína, papaverina, pilocarpina, entre outros. Formam um grupo muito vasto de metabólitos que podem ocorrer tanto em microrganismos quanto em plantas superiores e inferiores, e ainda em animais, apesar de nestes últimos ocorrerem com menor frequência. O nome alcalóide deriva do fato de essas substâncias se com portarem como bases (álcalis). Como os alcalóides são aminas, eles sempre reagem com ácido, formando sais. Os alcalóides ge ralmente possuem o nitrogênio em ciclos, tanto que a definição mais aceita atualmente deve-se a Pelletier, que considera alcalóides as moléculas cíclicas que contêm nitrogênio no anel. Os alcalóides têm interessado os cientistas nos últimos dois séculos, e milhares de novos alcalóides têm sido isolados e identificados. O interesse é oriundo da atividade biológica variada, que todo alcalóide possui, em animais, alguns são estimulantes do sistema nervoso central, outros causam paralisia, alguns elevam a pressão arterial, outros abaixam. Certos alcalóides agem como analgésicos, outros são tranquilizantes e alguns são antibióticos. No entanto, todos são tóxicos em doses elevadas. Seguem alguns exemplos dos alcalóides mais conhecidos e as respectivas plantas em que são encontrados. CH, / Café. Tabaco. Coca. Papoula. CAPÍTULO 7 • Fundes orgânicas RESUMINDO Função hidrocorboneto Hidrocorbonetos são compostos formados exclusivamente por hidrogênio e carbono de fórmula geral: C^H .^ Todos podem reagir com oxigênio (muito eletronegativo) em uma reação de combustão, gerando C O j e H jO e calor, A função hidrocorboneto é dividida em subfunções de acordo com a classificação de sua cadeia. Alcanos: (C^ff2„^ 2) Hidrocorbonetos de cadeia aberta e saturada. Alcenos: (C^H2,,) Hidrocorbonetos de cadeia aberta e insaturada por uma ligação dupla. Alcinos: (C„H2„_2) Hidrocorbonetos de cadeia aberta e insaturada por uma ligação tripla. Alcadienos (C„H2„_2) Hidrocorbonetos de cadeia aberta e insaturada por duas ligações duplas. Ciclanos (C^H2J Hidrocorbonetos de cadeia fechada e saturada. Aromáticos: Hidrocorbonetos aromáticos são os hidrocorbonetos que possuem um ou mais anéis benzênicos na sua estrutura. Função boleto orgânico São compostos orgânicos que possuem halogênio ligado a carbono. Fórmula geral: R-X (X = F, Q , Br ou I) Função álcool Os ólcoois são compostos orgânicos que possuem o grupo hidroxila (-OH) ligado ao carbono saturado. O metanol é o menor representante da função ólcool e o etanol é o representante mais importante. • álcool primário: hidroxila ligada a carbono primário; • álcool secundário: hidroxila ligada a carbono secundário; • álcool terciário: hidroxila ligada a carbono terciário. Função fenol Fenóis são compostos que possuem uma ou mais hidroxilas ligadas diretamente a um anel aromático. Os fenóis têm caráter ácido quando dissolvidos em água. Função éter São compostos nos quais o oxigênio está formando ligações simples com dois grupos orgânicos (R-O-R). O menor representante da função éter é o metoximetano ou éter dimetílico, no entanto, o éter mais conhecido é o etoxietano ou éter dietílico. Função oldeído e cetono Os aldeídos e cetonas são compostos orgânicos que possuem o grupo funcional carbonila. Os aldeídos possuem ao menos um hidro gênio ligado ò carbonila; nas cetonas, o grupo carbonila está ligado aos carbonos. (-CHO e -C O -). Função ácidos corboxílicos O Ácidos corboxílicos possuem o grupo carboxila-----_ , um dos grupos funcionais mais abundantes na química e bioquímica. OH O ácido carboxílico mais simples é o ácido metanoico (ácido fórmico), encontrado no veneno de algumas formigas. O ócido carboxí- lico mais comum é o ácido etanoico (ácido acético), ácido presente no vinagre. Os ácidos corboxílicos reagem com base fornecendo um sal e água. Caso o ácido seja graxo, o sal será um sabão. Função éster de ácido carboxílico Esteres de ácidos corboxílicos são ésteres cujo oxiácido é um ácido carboxílico. O menor éster possível terá no mínimo dois carbonos, mas o éster mais conhecido é o acetato de etila. Os lipídeos são ésteres de ácido graxo e glicerol: O II CH, — O — C — [CHJi^CHg O II CH — O — C — [CHJi^CHg O CHg—O—C — [CH2],4CH3 química • FRINTE 1 Função amina Aminas são compostos orgânicos que possuem um ou mais grupos alquilas ou arilas ligados ao nitrogênio. • Amina primária: apenas um substituinte no nitrogênio: R-NH^ • Amina secundária: dois substituintes no nitrogênio: R -^NH-Rj • Amina terciária: três substituintes no nitrogênio : R] — N — R3 Função amido As amidas são compostos orgânicos que possuem nitrogênio ligado à carbonila. o As amidas são muito polares, com altos pontos de ebuliçãoe bastante solúveis em água. Outras funções • Nitrila: são compostos que possuem o grupo nitrila (-C = N). • Nitrocompostos: São compostos que possuem um ou mais grupos nitro {-N O 2) ligado a carbono. • Cloreto de ácidos carboxílicos: são derivados dos ácidos carboxílicos pela substituição do grupo hidroxila (-OH) da carboxila por um átomo de cloro (-COC/). • Anidrido de ácidos carboxílicos: são compostos formados a partir da desidratação de dois grupos carboxilas (-C O O C O -). • Tioálcoois e tioéteres: são compostos com estrutura química semelhantes aos álcoois e aos éteres, onde no lugar do oxigênio, existe um átomo de enxofre (R-SH e R--S-R). • Ácidos suifónicos: são compostos que apresentam o grupo funcional sulfônico (-SOgff). QUER SABER MAIS? SITES www.iupac.org http://qmc.ufsc.br/qmcweb/ FILME 0 óleo de Lorenzo. EUA, 1992, 135 min. E ifR C IC IO S OMPLEMENTARBSl Hidrocarobonetos n Uerj A análise qualitativa de uma substância orgânica desconhecida revelou a presença de carbono, oxigênio e hidro gênio. Podemos afirmar que essa substância não pertence à função denominada: éster. fenol. hidrocarboneto. ácido carboxílico. Mackenzie Em diversos países, o aproveitamento do lixo doméstico é de quase 100%. Do lixo levado para as usinas de compostagem, após a reciclagem, obtém-se a biomassa que, por fermentação anaeróbica, produz biogás. Esse gás, além de ser usado no aquecimento de residências e como combustí vel em veículos e indústrias, é matéria-prima importante para a produção das substâncias de fórmula HjC—OH, H^C—C£, H3C— e Hj, além de outras. A principal substância que constitui o biogás é: um álcool. f o gás sulfídrico. um alcano. < 0 gás carbônico, o gás nitrogênio. Fatec O Gás Liquefeito de Petróleo, GLP, é uma mistura de propano, CjHg, e butano, Logo, esse gás é uma mis tura de hidrocarbonetos da classe dos: alcanos. ■, cicloalcanos. alcenos. cicloalcenos. alcinos. CAPÍTU10 7 * Funfões orgânicas D PUC-RS Estudo culpa diesel por aquecimento global Um estudo publicado nos EUA mostro que o substituição de gasolina por diesel, para reduzir as emissões de gás carbônico na atmosfera, não desacelera o processo de aquecimento global. Ao contrário, o intensifica. [...] A pesquisa, publicada na edição de outu bro do Journal of Geophysical Research, aponta que a fuligem pre to emitido pela queima do diesel esquenta muito mais a atmosfera do que o gás carbônico, que é emitido em maior quantidade pela gasolina. Quando se leva em conta só o emissão de C O 2, o óleo diesel parece ser uma opção menos agressiva 00 equilíbrio térmico da Terra. Ê o que muitos governos já estão fazendo, com legislações que favorecem a substituição da gasolina por esse combustível.f...] Ao realizar uma simulação por computador levando todos es ses efeitos em conta, o engenheiro ambiental A'iark Jacobson des cobriu que a fuligem do diesel supera em muito os benefícios da menor emissão de CO2 . Segundo seus cálculos, cortando toda a emissão de fuligem na atmosfera, seria possível reduzir em 20% a 45% o processo de aquecimento global. O mesmo efeito poderia ser obtido cortando um terço das emissões de COj, mas ele só seria plenamente sentido em 50 a 200 anos. Já o corte de fuligem seria sentido bem antes - em 3 a 5 anos. [...] Salvador Nogueira. Folho de S.Paulo, <wwwl.to lha.uol.com .br/fo lha/ ciencia/ult306u7ól 8.shtml>. (Adopt.). Os principais compostos que constituem a gasolina pertencem à mesma função química que______________ , e o gás^ c^arbô- nico pertence à mesma função química que_______________ o diesel / o óxido de cálcio o querosene / o cloreto de sódio 0 etanol / o monóxido de carbono 0 gás natural / a soda cáustica a acetona / a água oxigenada Uerj A partir das quantidades de água e gás carbônico produzidas numa reação de combustão completa de um hi- drocarboneto (Cj^Hy), ilustrada na equação não balanceada a seguir, podemos chegar à fórmula molecular do reagente orgâ nico consumido. C^Hy 't’ O2 A combustão completa de 1,0 mol de um hidrocarboneto pro duziu 72 g de °água e 89,6 L de gás carbônico, medidos nas condições normais de temperatura e pressão. Esse hidrocarboneto pode ser classificado como: alcino. ciclano. alcano. alcadieno. ^FTSC Indique a afirmação incorreta referente à substân cia química acetileno. Entre os átomos de carbono do acetileno, há uma tripla ligação.'^ O acetileno é um gás utilizado nos maçaricos de solda. V O nome oficial do acetileno é etino. Na combustão total do acetileno, formam-se CO2 e H2O. ^ A fórmula molecular do acetileno é C2H4.>' UFRN Consertando sua bicicleta, um estudante sujou de graxa a camisa. Na aula de Química, procurou saber como lim par aquela mancha. O professor não respondeu diretamente: apenas informou que a graxa lubrificante era uma mistura de hidrocarbonetos alifáticos, cuja solubilidade diminui com o au mento da polaridade do solvente. Dispondo de acetona (CH3COCH3), álcool comum CH3CH2OH) e benzina (C^ ^Hg), 0 rapaz verificou que a solubilidade da graxa nessas substâncias crescia na seguinte ordem: acetona, benzina e álcool, benzina, álcool e acetona. álcool, acetona e benzina, álcool, benzina e acetona. ITA Qual das opções abaixo apresenta o material com maior concentração de carbono? Negro de fumo. Piche. Carvão. Óleo diesel. Alcatrão. Haletos Mackenzie Engradados de madeira provenientes da Ásia, antes de serem liberados na alfândega, são dedetizados com H3C-Br, para impedir que se alastre pelo Brasil um certo besou ro que destrói as árvores. Relativamente ao HjC-Br, é incorreto afirmar que: Dado: Números atômicos: H = 1; C = 6; Br = 35. é um hidrocarboneto. é um haleto de alquila. apresenta ligações covalentes. é uma molécula polar, é o bromometano. Texto para as questões 10 e 11. Organoclorados Defensivos agrícolas para as indústrias. Agrotóxicos para os defensores da natureza. Pontos de vista diferentes sobre substâncias usadas para controlar ou matar determinadas pragas. Sua utiliza ção pode oferecer ou não perigo para o homem, dependendo da toxicidade do composto, do tempo de contato com ele e do grau de contaminação que pode ocorrer. Insolúveis em água, possuem efeito cumulativo, chegando o permanecer por mais de 30 anos no solo. Um dos mais tóxicos e já há algum tempo proibido, o DDT, virou verbo: dedetizar. U Mackenzie Do texto, depreende-se que os defensivos agrícolas: nunca oferecem perigo para o homem, não contaminam o solo, pois são insolúveis em água. são substâncias totalmente diferentes daquelas chamadas de agrotóxicos. se usados corretamente, trazem benefícios, têm vida residual curta. Mackenzie xCgHjCf + C 2 H C f3 Q C ,4 H,,Cf5 H2Q Em relação à equação acima, que representa a obtenção do DDT (C,4HçCfj), é ii^correto afirmar que: Dadas as massas molares (g/mol): H = 1, O = 16, C = 12, Cf = 35,5. e Q U U U a*nU N TEI o coeficiente x que torna a equação corretamente balance ada é igual a 2 . o DDT é um composto orgânico oxigenado. N se o C2HC£30 for um aldeido, sua fórmula estrutural será: C( C f- o Cf H cada molécula de DDT contém 5 átomos de cloro, a massa de I mol de moléculas de água é igual a 18 g. Fuvest A contaminação por benzeno, clorobenzeno, frimetil- benzeno e outras substâncias utilizadas na indústria como solventes pode causar efeitos que vão da enxaqueca à leucemia. Conhecidos como compostos orgânicos voláteis, eles têm alto potencial nocivo e cancerígeno e, em determinados casos, efeito tóxico cumulativo. O Estado de S. Paulo, 1 7 ago. 2001. Pela leitura do texto, é possível afirmar que: I. certos compostos aromáticos podem provocar leucemia. II. existe um composto orgânico volátil com nove átomos de carbono. III. solventes industriais não incluem compostosorgânicos ha- logenados. Está correto apenas o que se afirma em: I. II. III. 1 e II. I e III. Álcool, fenol e éter PUC-PR Complete com palavras da alternativa correta. “Quando o grupo hidroxila estiver ligado diretamente a um car bono saturado, teremos um ______________ e quando estiver ligado diretamente a um carbono insaturado do anel benzênico, leremos um ______________ ”. álcool e enol. álcool e ácido carboxílico. fenol e álcool. ácido carboxílico e álcool, álcool e fenol. PUC-Rio O fenol de fórmula molecular C,H,OH e fórmu la estrutural: .OH é um composto orgânico muito utilizado industrialmente e que possui solubilidade igual a 8,28 g em 100 mL de água a 25 °C. Considerando essas informações e considerando, ainda, o seu comportamento em água, representado pela equação é correto afir-C,H,OH,,„, + H ,0,„6 5 (aq) 2 (f) C6H5O (aq) + H3 0 (^aq)’ mar que: o fenol é um composto orgânico saturado e não aromático, a combustão completa do fenol produz CO^ ^^ e no equilíbrio que se estabelece entre o fenol e seu produto de ionização, em solução aquosa, a espécie C^H^O" é uma base de acordo com o conceito de Bronsted-Lowry. uma solução aquosa de fenol tem pH básico, uma mistura contendo 100 g de água e 100 g de fenol é uma mistura homogênea (solução). UFRN Um estudante recebeu uma tabela, reproduzida a seguir, em que constam algumas propriedades físicas de três compostos diferentes. Composto Poíjito de fus ío (°C) l^x ito de ebulF ç fe fC ) Solubilidade em água a 2 5 °C 1 -138 0 [ 1 insolúvel II -90 117,7 solúvel III -116 34,6 parcialmente solúvel Segundo essa tabela, os possíveis compostos I, II e III são, res pectivamente: 1 -butanol, n-butano e éter etílico2^ n-butano, 1-butanol e éter etílico. . n-butano, éter etílico e 1-butanol. éter etílico, 1 butanol e n-butano.~> UniriO O pau-brasil ocupou o centro da história brasileira durante todo o primeiro século da colonização. Essa árvore, abun dante na época da chegada dos portugueses e hoje quase extinta, só é encontrada em jardins botânicos, como o do Rio de Janeiro, e em parques nacionais, plantada vez por outra em cerimônias pa trióticas. Coube a Robert Robinson, prêmio Nobel de Química de 1947, o privilégio de chegar à estrutura química da brasilina, subs tância responsável pela cor vermelha do pau-brasil. <www.sbq.org.br>. Que opção apresenta as corretas funções orgânicas da brasilina? Éter, álcool tetrahidroxilado e amida. Fenol, álcool terciário e éter. : Álcool, fenol e amina. Fenol, éter e anidrido. Fenol, éter e éster. PUC-RS A fórmula estrutural que representa corretamente um álcool com cadeia carbônica alifática e insaturada é: CH3—CH2—CHg—CHg—CH2—CH j—OH CH3—CHg—CH2—CH2—CH = C H — OH CH3—C H = C H — C H - OH / CH2—CH2 H jC, . 0 — OH ^CH = C H ^ HC, — OH CH— CH CAN TUIO 7 • Fun0es oi^ ânicas UEL Um frasco X contendo um líquido incolor apresenta um rótulo cuja única informação legível é a sua fórmula mole cular (C^HgO). Sobre as conjecturas feitas a respeito do conte údo desse frasco, é correto afirmar que; X pode ser um ácido orgânico. X pode ser um fenol.^< se X for um éter, este será necessariamente CH ^— O — CH .^ se X for um álcool, este não reagirá com sódio metálico. X pode ser uma cetona. UFJF O tetrahidrocanabinol, principal componente da maconha, que causa, entre outros males, a diminuição acentua da do desejo sexual, apresenta a estrutura a seguir. É correto afirmar que, em sua molécula: está presente apenas um átomo de carbono quaternário, está presente um grupo funcional éster. está presente um grupo hidroxila, indicando a presença da função química álcool. estão presentes átomos de carbono com hibridação sp. existe um grupo n-pentil ligado à parte aromática da ca deia. Aldeído e cetona l i l Mackenzie H ,C — CHp— CHp Oxidação branda H ,C -C H „ I OH ,o Oxidação energética OH Os compostos A , B e C, pertencem, respectivamente, às fun ções orgânicas: álcool, aldeído e ácido carboxílico. aldeído, cetona e éster. ácido carboxílico, cetona e aldeído. álcool, aldeído e éter. aldeído, cetona e álcool. UFF As moléculas orgânicas podem apresentar, em sua estrutura, um ou mais grupos funcionais que lhes conferem propriedades físicas e químicas características. Na estrutura representada, os grupos funcionais presentes são; ; éter, cetona e alqueno. alquino, ácido e álcool, alquino, éster e álcool, alqueno, álcool e ácido, alqueno, álcool e éster. I-Fatec Na indústria de alimentos, sua aplicação mais im portante relaciona-se à extração de óleos e gorduras de semen tes, como soja, amendoim e girassol. A temperatura ambiente, é um líquido que apresenta odor agradável, e muito utilizado como solvente de tintas, vernizes e esmaltes. Trata-se da ceto na mais simples. O nome oficial e a fórmula molecular da substância descrita pelo texto acima são, respectivamente: butanal e C^ Hj^ O butanona e C^H^OH etanona e C2H4O propanal e CjHgO propanona e CjH^O FGV O gengibre é uma planta da família das zingiberá- ceas, cujo princípio ativo aromático está no rizoma. O sabor ardente e acre do gengibre vem dos fenóis gingerol e zingerona. CH, Na molécula de zingerona, são encontradas as funções orgâ nicas: álcool, éter e éster. álcool, éster e fenol. álcool, cetona e éter. Ácido carboxílico e éster cetona, éter e fenol. cetona, éster e fenol. PUC-SP Sobre os compostos butano, 1-butanol e ácido butanoico, foram feitas as seguintes afirmações. I. Suas fórmulas moleculares são, respectivamente, , C,HioOeC,H,02. II. A solubilidade em água do butano é maior do que a do \ 1-butanol. III. O ponto de ebulição do ácido butanoico é maior do que o '' do 1 -butanol. IV. O ponto de fusão do butano é maior do que o ácido buta- nóico. Estão corretas as afirmações: I, lllelV . le l l l . le l l . II e IV. 111 e IV. QUiMrai*FRIIITEf I tJdesc Você provavelmente já mascou um chiclete de eta- noato de isoamila, comeu uma gelatina de butanoato de butila ou um biscoito de valerato de isoamila. Esses são nomes de compostos químicos que dão aos produtos aroma de banana, abacaxi e maçã, respectivamente. Esses compostos químicos pertencem à função éster e são também conhecidos como fla- vorizantes. Além dos ésteres, outras classes de compostos tam bém são usadas como aromatizantes em produtos alimentares. Um exemplo é a vanilina, que é um produto natural extraído da essência da baunilha e é empregado em confeitarias (indústria de alimentos). A fórmula estrutural da vanilina é dada a seguir: Figura 1 Vanilina Figura 2 R — C )OH Ácido m\0 - R Álcool ^OR^ Éster Agua a) Quais são as funções orgânicas presentes na vanilina? (figura 1) b) Os ésteres podem ser obtidos através da reação na figura 2. Desenhe a estrutura do éster formado quando o ácido butanoi- co e etanol (álcool) reagem conforme a reação acima descrita. c) Quantos carbonos com hibridização sp ^apresenta a estru tura da vanilina? Uerj Feromônios são substâncias químicas usadas na co municação entre indivíduos de uma mesma espécie. A mensagem química tem como objetivo provocar respostas comportamentais relativas à agregação, colaboração na obtenção de alimentos, defesa, acasalamento etc. Há uma variedade de substâncias que exercem o papel de feromônios, como o CH3(CH2)3CH,OH (si nal de alerta) e o CH3CH2CO(CH2)5CH3 (preparar para a luta). Uma mariposa chamada Bombyx disparate segrega um feromô- nio sexual capaz de atrair os machos da espécie numa distância de até 800 metros. Tal substância apresenta, na molécula, a função epóxi. Um fragmento de uma molécula desse feromônio, conten do apenas o principal grupo funcional, pode ser representado sim- plificadamentecomo —CHOCH—. a) Copie as duas fórmulas das substâncias citadas acima. Em cada uma delas, marque e dê o nome de uma função quí mica presente. b) Escreva o nome químico da substância referente ao sinal de alerta. c) Desenhe a fórmula estrutural do fragmento —CHOCH—. UFSM As moléculas a seguir são o malation e o ácido 2,4 D, dois pesticidas usados na agricultura. Esses contaminan- tes polares são muito solúveis em água, sendo arrastados para os rios pelas chuvas. Malation OCH, O Ácido 2,4 D Cl ^ '^Ct Sobre o malation e o ácido 2,4 D, pode-se afirmar que: possuem carbonilas. são éteres. possuem ciclos aromáticos, são ésteres. possuem átomos halogênios. UFV O composto denominado Carolignana A, cuja fór mula está representada adiante, foi isolado no Departamento de Química da UFV a partir da planta Ochroma lagopus, popular mente conhecida como balsa devido à baixa densidade de sua madeira, que é utilizada para o fabrico de caixões e jangadas. Qs grupos funcionais presentes na estrutura da Carolignana A, a partir da fórmula representada, são: fenol, éter, éster, alqueno, anidrido. alqueno, fenol, anidrido, éster, cetona. . fenol, éter, éster, alqueno, álcool, fenol, aldeído, éster, éter, alqueno. amina, éter, éster, alqueno, álcool.-- Ufla Um grande número de compostos orgânicos contém oxigênio em sua estrutura, formando diferentes classes funcio nais. Alguns grupos funcionais oxigenados estão representados a seguir. O -----C— OH O o OH O— C IV Assinale a alternativa que apresenta as classes funcionais dos grupos 1,11, III e IV, respectivamente. Éster, álcool, aldeído, ácido carboxílico. Álcool, aldeído, cetona, éter. Cetona, álcool, éter, aldeído. Aldeído, ácido carboxílico, éster, éter. Aldeído, álcool, ácido carboxílico, éster. 3 PUC-MG A seguir estão representadas as estruturas de algumas substâncias presentes na canela (Cinnamomum zeylanicum). O principal constituinte dessa importante planta aromática é o cinamaldeído, um aldeído aromático insaturado de fórmula C^H^O. CHO OCHo III IV Assinale a estrutura que corresponde ao cinamaldeído. I. III. II. IV. CftM TIIlO 7 * Funções orgânicas i CH3COOH CH3COCH3 'V CH3OH I^ UC-RS Responder à questão relacionando os compostos orgânicos da coluna A com suas propriedades e características, apresentadas na coluna B. Coluna A 1 . 2 . 3. 4. 5. HCHO, Coluna B Hidrocarboneto insaturado, usado na preparação de sa cos plásticos. Usado na obtenção do metanal e como combustível es pecial. Apresenta grupo funcional carbonila e pode ser usado como solvente. Aldeído empregado na fabricação de fórmica e outros materiais sintéticos. Reage com o etanol formando etanoato de etila, ílavori- zante de maçã. A numeração correta da coluna B, de cima para baixo, é; 3 - 2 - 1 - 5 - 4 . 5 - 1 - 2 - 4 - 3 . 3 - 4 - 2 - 5 - 1 . 2 - 3 - 4 - 5 - 1 . 5 - 2 - 1 - 4 - 3 . UFRS Assinale a alternativa que apresenta a associação correta entre a fórmula molecular, o nome e uma aplicação do respectivo composto orgânico. CHjCOOCHjCHj - acetato de butila - aroma artificial de fruta. anestésico.CH3CH3OCH2CH3 - etoxietano CH3CH2COCH3 - propanona ~ removedor de esmalte.> CHjCHjCOOH - ácido butanoico- produção de vinagre.' CH3CH2CH2CH2CH3 - pentano - preparação de sabão. PUC-MG O suco de maçã contém ácido málico. Sabendo que o ácido málico é um ácido carboxílico, assinale a estrutura que pode representar a estrutura do ácido málico. HO- CH COOH CHpCOOH CHpOH COOCH, OH IV I. II. 111. IV. Ufla o butirato de etila, largamente utilizado na indús tria, é a molécula que confere sabor de abacaxi a balas, pudins, gelatinas, bolos e outros. Esse composto é classificado como; álcool. aldeído. cetona. éster. ácido. PUC-Rio O dimetiléter tem seu peso molecular igual a 46 e ponto de ebulição igual a -25 °C. O álcool etílico (etanol) tem o mesmo peso molecular, mas um ponto de ebulição bem mais alto igual a 78,3 °C. Apresente a fórmula estrutural de cada um dos compostos e, através delas, explique a grande diferença dos seus pontos de ebulição. Observação; A fórmula molecular para ambos os compostos é C2H,0 . '^ UFG Quando uma pessoa inala benzeno, seu organismo dispara um mecanismo de defesa que o transforma no catecol, uma substância hidrossolúvel, como representado, a seguir. ,OH O, enzima Benzeno Catecol a) Por que o catecol é mais solúvel em água que o benzeno? b) Explique por que a temperatura ambiente e a 1 atm, o oxi gênio é gás, o benzeno é líquido e o catecol é sólido. A(s) questão(ões) a seguir refere(m)-se a uma visita de Gabi e Tomás ao supermercado, com o objetivo de cumprir uma tarefa escolar. Convidamos você a esclarecer as dúvidas de Gabi e Tomás sobre a Química no supermercado. química • FRENTi 1 Tomás portava um gravador e Gabi, uma planilha com as prin cipais equações químicas e algumas fórmulas estruturais. UFSM Na seção de “frutas e verduras”, Tomás comprou es pinafre, alegando necessitar de vitamina E para combater a ane mia, enquanto Gabi preferiu frutas cítricas devido à vitamina C. Tomás lembrou a Gabi a necessidade de classificar essas vi taminas quanto à solubilidade em gorduras (lipossolúveis) e à solubilidade em água (hidrossolúveis), observe as estruturas. ,OH Vitamina C Vitamina E Com base nessas estruturas, é correto afirmar que: ambas são lipossolúveis. ambas são hidrossolúveis. a vitamina C é hidrossolúvel e a E é lipossolúvel. a vitamina C é lipossolúvel e a E é hidrossolúvel. ambas são insolúveis. UFSM Na saída da seção de “frutas e verduras”, Tomás lembrou a Gabi a tarefa de extrair uma substância que conti vesse, em sua estrutura, os grupos fenol e aldeído. Qual das espécies a seguir Gabi deve escolher? CHO Bauniiha Canela Uva Hortelã Amêndoa I PUC-Rio O ácido oxálico, utilizado no branqueamen- to de têxteis e papéis, é um ácido dicarboxílico com fórmula HOOC-COOH e apresenta grau de ionização igual a 60% em meio aquoso. Industrialmente, é obtido a partir das seguintes reações: 400 °C 2 H-COONa NaOOC-COONa + H, NaOOC-COONa + H2SO4 HOOC-COOH + Na,SO, Dentre as opções a seguir, é correto afirmar que: segundo a nomenclatura da lupac, denomina-se esse ácido de ácido etanoico. trata-se de um ácido muito fraco por ser um ácido orgânico, o pH da sua solução aquosa é maior do que 7. ele é um ácido, segundo os conceitos de Arrhenius e de Brõnsted-Lowry, quando dissolvido em água. o oxalato de sódio é um sal de caráter ácido. i j j Unifesp Usam-se aditivos para melhorar o aspecto e a preservação dos alimentos industrializados. O aditivo A.l é um agente antimicrobiano utilizado em alimentos como suco de frutas cítricas. O aditivo A.V é um agente antioxidante utiliza do em alimentos como as margarinas. O A.l a) Dê os nomes dos grupos funcionais que contêm átomos de H encontrados nas duas estruturas. Qual dos dois aditivos pode apresentar maior solubilidade num solvente apoiar? Justifique. b) Dentre os aditivos, qual seria o mais indicado para ser utili zado em alimentos de baixos valores de pH? Justifique. Dê o nome do aditivo A.l. |í iUFPI Amburosídeo B (Phytochemistry 50, 71-74, 2000), cuja estrutura é dada a seguir, foi isolada de Amburana cearensís (imburana-de-cheiro ou cumaru) na busca pelo princípio ativo responsável pela atividade antimalárica desta. OH HO o OH CHpOH Escolha a alternativa que apresenta quatro funções orgânicas presentes no Amburosídeo B. Fenol; cetona; ácido carboxílico; álcool. Cetona; éter; éster; álcool. Cetona; éter; ácido carboxílico; álcool. Fenol; éter; éster; álcool. Fenol; cetona, éter; álcool. UFU Um composto orgânico apresenta a seguinte fórmu la estrutural: HO- OC A P in ilO F . Funsões orgâi,tos V 9 3 Esse composto pode ser melhor classificado como um; ácido carboxílico, em que todos os átomos de hidrogênio da molécula são ionizáveis. aldeído, com um grupo hidroxila como substituinte. aldeído, em que apenas o átomo de hidrogênio do grupo hidroxila é ionizável. ácido carboxílico, em que apenas o átomo de hidrogênio do grupo hidroxila é ionizável. EEl UFRS Considere a tabela a seguir, que apresenta os va lores de pK ^e da temperatura de ebulição de três compostos. Composto PKa ebulição (°C) A 4,75 t .. h^. 117 B 9,89 182 C 16,00 78 Os compostos A, B e C podem ser, respectivamente: fenol - ácido acético - etanol. pV , ,•- ■ h ácido acético - fenol - etanol. ^f V V , « ■■ , etanol - tenol - ácido acético. - > - j * fenol -- etanol - ácido acético. ácido acético - etanol - fenol. E 3 'Fuvest Dentre as estruturas a seguir, duas representam moléculas de substâncias, pertencentes à mesma função orgâni ca, responsáveis pelo aroma_de certas frutas. I» Hidrogênio Essas estruturas são; AeB. B eC. Carbono Oxigênio Be D. AeC. Ae D. Uerj Os cães conhecem seus donos pelo cheiro. Isso se deve ao fato de os seres humanos apresentarem, junto à pele, glândulas que produzem e liberam ácidos carboxílicos. A mis tura desses ácidos varia de pessoa para pessoa, o que permite a animais de faro bem-desenvolvido conseguir discriminá-la. Com o objetivo de testar tal discriminação, um pesquisador ela borou uma mistura de substâncias semelhantes à produzida pelo dono de um cão. Para isso, ele usou substâncias genericamente representadas por: RCHO RCOOH RCHpH RCOOCH, Puccamp A composição do azeite de oliva, calculada em termos de ácidos graxos'; é a seguinte. Ácilto Fórmula % (em massa) Láurico C ,,H 23C 0 0 H 0 -1 Mirístico C^gH^^COOH 0 - 2 Palmítico C15H31COOH 7 - 2 0 Esteárico C,,H 3,C00H 1 - 3 Oleico C„H,^COOH 5 3 - 8 6 Linoleico C^yHg^COOH 4 - 2 2 Outros - 0 - 2 2 Sobre esses ácidos graxos, foram feitas as seguintes afirma ções. ç I. Quando misturados nas proporções indicadas, resultam no azeite de oliva. '^11. São obtidos na hidrólis^dos {figlicerídeos do azeite de oliva. 111. Dois deles são insaturados. Está correto o que se afirma somente em; I. III. II e III. II. l el l l . UEG Os ésteres são compostos orgânicos com importan tes aplicações industriais. São usados como essências de frutas e aromatizantes na indústria alimenticia, farmacêutica e cosméti ca. Por exemplo, o hexanoato de etila é utilizado como essência de abacaxi. A estrutura química que representa essa essência é: O II CH3CH2CH2CH2CH2COCH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2OCH2CH3 O II CH3CH2CH2CH2CH2CNHCH2CH3 o II : CH3CH2CH2CH2CH2CCH2CH3 O II CH3COCH2CH2CH2CH2CH2CH3 UFSM Observe as representações moleculares: O O (CH2)i4CH3 (CH2)i6CH3 (CH2),6CH3 Gllcerídeos O O OCH2C30H6 OCH2C15H3.I Cerídeos Os glicerídeos e os cerídeos são classes de lípídeos que pos suem em comum o grupo funcional_____________- Nos gli cerídeos, o álcool que origina todos os membros da classe é o / M v a a > r a g n i i _______ ; já os cerídeos podem variar tanto o . quanto o álcool superior que forma a molécula. Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas, álcool - propanol - ácido graxo éster - glicerol - ácido graxo éster - propanol - aldeído álcool - propanol - aldeído éter - glicerol - haleto de ácido Ufes A piretrina é um exemplo de piretroide, uma classe de inseticida amplamente utilizada para fins residenciais. Em relação a esse composto, é correto afirmar que: é um éster saturado que pode sofrer hidrólise alcalina, é um ácido carboxílico que pode sofrer hidrólise alcalina, é um éter insaturado que pode sofrer hidrólise alcalina, é uma cetona saturada que pode sofrer oxidação. é uma cetona insaturada que pode sofrer redução. Os ácidos graxos insaturados dos óleos presentes no amendoim servem de veículo para o transporte de vitamina E, pois possuem________________ cadeias carbônicas tal e qual a vitamina E. As cadeias carbônicas desses compostos se _____________facilitando a mútua______________ Completa-se corretamente o texto preenchendo-se as lacunas, respectivamente, por: curtas - atraem - solubilidade longas - atraem - oxidação curtas - repelem - solubilidade longas - atraem - solubilidade curtas - repelem - oxidação Uece A melhor forma de limpar garrafões de água mine ral de 20 litros é começar limpando o bocal do garrafao com água e sabão neutro. Enxágue bem e seque com um pano limpo ou papel-toalha. Em seguida, faça uma nova limpeza usando álcool a 70 °GL. Nunca use produtos como água sanitária e desinfetantes, que podem causar intoxicações químicas. A esse respeito, marque a opção verdadeira. Os sabões são formados por moléculas que possuem uma cadeia carbônica longa, contendo uma parte apoiar e uma parte polar. A fórmula do álcool é CjHjOH. A água sanitária é um produto domissanitário com eficien te ação bactericida, constituída de formol e amônio. Desinfetante causa intoxicação química devido à presença, de hipoclorito de sódio. UEPG As moléculas de sabões e outros detergentes apre sentam grupos hidrofílicos, que têm afinidade com a água, e grupos hidrofóbicos, que não têm afinidade com a água. Entre as estruturas representadas a seguir, assinale as que apresentam propriedades detergentes. Br C16H33 — COO- Na-" C15H31—((^ )) C15H3 C12H25 —O—SOgNa" Soma = UFSM O mundo consome anualmente centenas de mi lhões de dólares em produtos de limpeza, sem contar os deter gentes industriais que, eventualmente, poluem nossos rios. Em um supermercado, existem sabões grosseiros, sabões sofistica dos, cremes de barbear, todos esses produtos possuem essen cialmente o mesmo fundamento: a ação detergente. Nesses materiais, o composto ativo é um sal cujo ânion possui uma cadeia carbônica muito longa, com característica: hidrófila. catiônica. hidrófoba. anfótera. hidrossolúvel. UFPE Os detergentes comerciais são misturas de diver sos ingredientes. O componente mais importante é o chamado tensoativo ou surfactante que consiste de longas moléculas or gânicas com um grupo polar em uma das pontas. Um exemplo de um tensoativo seria: SO,“ Sobre esses compostos, podemos dizer que: são moléculas polares. são bases de Lewis bastante fortes, que reagem com gor duras formando sabões solúveis em água. são capazes de solubilizar gorduras em água, porque a lon ga cadeia carbônica interage com as moléculas de gordura, enquanto a ponta polar interage com as moléculas de água. são bases de Bronsted fortes, que desprotonam as molécu las de gordura, tomando-as carregadas e solúveis em água. ao se misturarem com a água, as longas cadeias carbô nicas do tensoativo formam uma mistura menos polar e, portanto, mais capaz de dissolver substâncias apoiares. UFRJ Um dos isômeros do álcool fenil-etílico é um álcool primário muito empregado em formulações de perfumes. Esse composto possui aroma de rosas, ocorrendo nos óleos voláteis da rosa, da flor de laranjeira e de outras flores. Industrialmente, pode ser obtido a partir do óxido de etileno. CM PiniLO 7 • Funções otfânices o Oxido de etileno Escreva a fórmula em bastão e nomenclatura do isômero do óxido de etileno que apresenta grupamento carbonila. Amínas PUC-MG Compostos derivados do NH3 pela substituição de um ou mais hidrogênios por radicais alquila ou arila são da seguinte função orgânica: nitrocompostos ésteres amidas aminas Fatec As três substâncias indicadas a seguir são usadas em remédios para gripe, devido a sua ação como descongestio nantes nasais; Essas três substâncias apresentam em comum, em suas estrutu ras, o grupo funcional:benzeno. fenol. álcool, amida. amina. ES íiITA Assinale a alternativa errada relativa à comparação do ponto de ebulição de algumas substâncias orgânicas. A etilamina tem ponto de ebulição maior que o do éter metílico. O n-butanol tem ponto de ebulição maior que o do n-pentano. O éter metílico tem ponto de ebulição maior que o do etanol. O etanol tem ponto de ebulição maior que o do etanal. • O butanol tem ponto de ebulição maior que o do éter etílico. ITA A estrutura molecular da morfina está representada adiante. Assinale a opção que apresenta dois dos grupos fun cionais presentes nessa substância. OH Álcool e éster. Amina e éter. Álcool e cetona. Ácido carboxílico e amina. Amida e éster. ÜJ ijFSCar A epinefrina (adrenalina), fórmula estrutural re presentada na figura a seguir, é uma substância que aumenta a pressão sanguínea e força a contração cardíaca e a pulsação. E o agente químico secretado pelo organismo em momentos de tensão. Pode ser administrada em casos de asma brônquica para abrir os canais dos pulmões. HO CH- OH -CH, -NH CH, As funções orgânicas presentes na epinefrina são: álcool, amida e fenol. álcool, aldeído e amina. amina, cetona e fenol. álcool, amina e fenol. álcool, aldeído e amida. Unesp Escreva a fórmula estrutural e dê o nome oficial de: a) uma cetona, de cadeia carbônica ramificada saturada, com o total de 7 átomos de carbono. b) um aminoácido, com 4 átomos de carbono. FGV Nos Jogos Olímpicos de Pequim, os organizadores fizeram uso de exames antidoping bastante sofisticados, para detecção de uma quantidade variada de substâncias químicas de uso proibido. Dentre essas substâncias, encontra-se a furosemida, química • rRENn i Assinale a alternativa que apresenta os termos que completam corretamente a frase. hidrocarboneto; -NH2; carbonila hidrocarboneto; -NH^; hidroxila hidrocarboneto; -CONH,; hidroxila fenol; -NHji carbonila fenol; -CONH,; hidroxila Puccamp Duas doenças não infecciosas que preocupam o homem moderno são a diabetes e o mal de Alzheimer. Enquanto a cura de diabetes está sendo pesquisada através da engenharia genética, testes de laboratório utilizando a melatoni- na indicaram bons resultados para controlar o mal de Alzheimer. A fórmula estrutural da melatonina é: H H Analisando-a, um estudante afirmou que, na molécula da me latonina: I. há 11 carbonos e 12 hidrogênios, além de outros elementos. II. identifica-se pelo menos um anel aromático. III. identifica-se um grupo funcional amida. IV. identifica-se um grupo funcional éter. V. identifica-se um grupo funcional amina cíclica. Todas essas afirmações são corretas, exceto: I. III. V. II. IV. I UFSCar O aspartame, estrutura representada a seguir, é uma substância que tem sabor doce ao paladar. Pequenas quan tidades dessa substância são suficientes para causar a doçura aos alimentos preparados, já que esta é cerca de duzentas vezes mais doce do que a sacarose. As funções orgânicas presentes na molécula desse adoçante são, apenas: éter, amida, amina e cetona. éter, amida, amina e ácido carboxílico. aldeído, amida, amina e ácido carboxílico. éster, amida, amina e cetona. éster, amida, amina e ácido carboxílico. UFRN O adoçante aspartame, substituto do açúcar nos alimentos dietéticos, apresenta uma molécula mais complexa que a da sacarose, mostrando maior variedade de grupos fun cionais. Essa variedade é comprovada pela estrutura a seguir: -c—CH— NHo I II 1 COOCH3 O CH2COOH Aspartame Na cadeia lateral do anel aromático, além das funções éster e ácido carboxílico, também se observam: amida e amina. amina e peptídeo. amina e cetona. amida e aminoácido. r puc-sp Considere na resolução deste exercício que cada 1 g de carboidrato ou de dipeptídeo metabolizado fornece 4 kcal de energia. O aspartame é um adoçante sintético (edulco- rante artificial) muito utilizado atualmente por pessoas diabé ticas e por aqueles que desejam ter uma dieta menos calórica. A fórmula estrutural do aspartame está representada a seguir. O II HgN — C H - C - N H - H C C - O , I ■ CHj CH, Sobre o aspartame e o seu uso como adoçante, foram feitas algumas afirmações. I. O aspartame apresenta as funções amina, amida e ácido carboxílico. II. O aspartame é praticamente insolúvel em etanol. III. O aspartame não é metabolizado pelo organismo e, por isso, as dietas que substituem o açúcar pelo aspartame são menos caloríficas. IV. Uma certa massa de aspartame fornece muito menos ener gia do que a mesma massa de açúcar. V. O poder edulcorante do aspartame é muito maior do que o açúcar. Então, para o mesmo efeito, utiliza-se uma quan tidade muito menor de aspartame, reduzindo-se o poder calorífico da dieta. Estão corretas apenas as afirmações: l ie IV. I, líIelV . I, IleV. III eV. leV . Uerj O principal componente do medicamento Xenical, para controle da obesidade, possui a fórmula estrutural conden sada conforme se representa a seguir. CH3 I H I C H ,- C H - C H ,- C H - N - C ,0 \ H CH, c=o I 0 o - 1 I (CH2)io-C H -C H 2-CH- I -CH-(CH2)s- CH3 Podemos identificar, nesta estrutura, a presença de, pelo menos, um grupo funcional característico da seguinte função orgânica: éter. amina. éster. cetona. CAPÍTULO 7 • Funções orgâniois i UFPI O viagra, o principal agente oral contra impotên cia sexual masculina, é um sal de ácido cítrico e sildenafila, a substância mostrada a seguir. Escolha a opção que contém três funções orgânicas presentes na sildenafila. N I CH3 Cetona; éter; amina. Cetona; hidrocarboneto; amida. Fenol; éster; amina. Álcool; amina; amida. Éter; amina; amida. NFSCar A morfina é um alcalóide que constitui 10% da composição Química do ópio, responsável pelos efeitos narcó ticos dessa droga. A morfina é eficaz contra dores muito fortes, utilizada em pacientes com doenças terminais muito dolorosas. Algumas das funções orgânicas existentes na estrutura da mor fina são; álcool, amida e éster. álcool, amida e éter. álcool, aldeído e fenol. amina, éter e fenol. amina, aldeído e amida. UFRN Em pacientes com suspeita de dengue, não é reco mendada a utilização de antitérmicos e analgésicos à base de ácido acetil salicílico (aspirina), por causar aumento do risco de hemorragia. Um medicamento substituto é o paracetamol, um composto polifuncional, cuja fórmula é: HO N H - 0 II -c- -C H , Nessa estrutura, podem-se identificar os grupos funcionais: álcool e amida. fenol, amina e cetona. álcool, amina e cetona. fenol e amida. ITA A 15° C e 1 atm, borbulham-se quantidades iguais de cloridreto de hidrogênio, nos solventes relacionados a seguir. I. Etilamina II. Dietilamina III. «-Hexano IV. Água pura Assinale a alternativa que contém a ordem decrescente correta de^condutividade elétrica das soluções formadas. í,n,liieiv.” II, III, IV e l;-^ II, IV, le l l l . III, IV, I le l . IV, 1, II e III. UFMG O paracetamol, empregado na fabricação de anti térmicos e analgésicos, tem esta estrutura: O É incorreto afirmar que, entre os grupamentos moleculares pre sentes nessa estrutura, inclui-se o grupo: amino. carbonila. hidroxila. metila. UFSM Os vegetais verdes, componentes das biotas, pos suem, em suas estruturas, moléculas de clorofila. Clorofila CH, Observe a representação da clorofila e assinale a alternativa que contém o(s) grupo(s) funcional(is) oxigenado(s) que a compõe(m). Cetona. Cetona e ésteres. Éster. Ésteres e amidas. Amidas. Udesc O desenvolvimento das técnicas de síntese, em química orgânica, proporcionou a descoberta de muitas drogas com atividades terapêuticas. A estrutura a seguir representa as moléculas do antibiótico tetraciclina. HoC /CH3 ,NH, a) Transcreva aestrutura apresentada e circule as funções or gânicas, identificando-as. b) Indique o(s) anel(éis) aromático(s) presente(s) no composto. c) Qual a hibridização do carbono pertencente à função amida? Unicamp A Química está presente em toda atividade hu mana, mesmo quando não damos a devida atenção a isso... Esta história narra um episódio no qual está envolvido ura casal de policiais técnicos, nossos heróis, famosos pela sagacidade, o casal Mitta: Dina Mitta, mais conhecida como “Estrondosa” e Omar Mitta, vulgo “Rango”. A narrativa que se segue é ficção. Qualquer semelhança com a realidade é pura coincidência. Seis horas da manhã. A noite fora chuvosa. Tremenda tempes tade abatera-se sobre a cidade. O telefone toca e Estrondosa atende, sonolenta. É um chamado para averiguarem um incên dio ocorrido numa indústria farmacêutica. Rango abre os olhos preguiçosamente, resmunga e pega um descongestionante na sal, porque acordou resfriado. — Esse não! - grita Estrondosa. — Já cansei de dizer que esse descongestionante contém fenilpropanolamina, substância proi bida por aumentar o risco de derrame! Use o soro fisiológico! a) Escreva a representação química e o nome de uma função orgânica existente na fenilpropanolamina. b) Escreva o nome químico e a fórmula da substância iônica dissolvida no soro fisiológico. Uerj Nos motores de combustão interna, o sulfeto de hi drogênio, presente em combustíveis, é convertido no poluente atmosférico óxido de enxofre IV, como mostra sua equação de combustão a seguir. ^ 2 (^g) 2 ®2(g) ' o sulfeto de hidrogênio é extraído dos combustíveis por um solvente que possui baixa polaridade molecular e natureza áci- do-básica oposta à sua. Um tipo de solvente que apresenta as características necessá rias para a extração do sulfeto de hidrogênio é; amina. óxido ácido, base inorgânica forte, ácido inorgânico fraco. Uerj Algumas doenças infecciosas, como a dengue, são causadas por um arbovíms da família Flaviridae. São conhecidos quatro tipos de vírus da dengue, denominados DEN 1, DEN 2, DEN 3 e DEN 4; os três primeiros já produzi ram epidemias no Brasil. A doença, transmitida ao homem pela picada da fêmea infecta da do mosquito Aedes aegypti, não tem tratamento específico, mas os medicamentos frequentemente usados contra febre e dor devem ser prescritos com cautela. Na tabela a seguir, são apresentadas informações sobre dois medicamentos: Mectomento j Fórmula estrutural molar (g- moT’) H Paracetamol 151 Ácido acetiisalicílico C r V 180 Na estrutura do paracetamol, está presente a seguinte função da química orgânica: éter. amida. cetona. aldeído. UEL Você já sentiu o ardido de pimenta na boca? Pois bem, a substância responsável pela sensação picante na língua é a capsaicina, substância ativa das pimentas. Sua fórmula es trutural está representada a seguir. O— CH3 OH Os grapos funcionais característicos na capsaicina são: cetona, álcool e amina. ácido carboxílico, amina e cetona. amida, éter e fenol. cetona, amida, éster e fenol. cetona, amina, éter e fenol. g i a u f c a forma totalmente ionizada do EDTA, um seques- trante de metais, encontra-se representada a seguir. é bastante solúvel em hexano. apresenta quatro grupos carboxilatos. possui vinte pares de elétrons não ligantes. sequestra metais por interações íon-dipolo induzido, é um sequestrante mais eficiente de Ca”” em pH ácido. Isomería ísS Í^Í CAPITULO FRENTE 1 A Química está presente em diversos aspectos do nosso cotidiano, desde a combustão que movimenta nossos meios de transporte, até a digestão dos alimentos primordiais à nossa nutrição. Por isso, faz-se muito importante conhecer ao máximo os processos químicos que impactam diretamente em nossa vida, como a ingestão de gorduras boas e ruins (gorduras trans). As aparências muitas vezes enganam e saber como determinados tipos de alimento influenciam nossa qualidade de vida é uma tarefa primordial para viver bem. JACEK CHABRASZEWSKI/DREAMSTIME.COM JASMIN MERDAN/123RF.COM química • FRENTE 1 Introdufão 0 termo isomeria é derivado do grego e significa partes iguais {isos = igual; mero = parte). Isômeros são compostos que possuem a mesma fórmula molecular, mas diferem no arranjo dos átomos na estrutura das moléculas, ou seja, substâncias diferentes, mas com a mesma fórmula molecular. O fenômeno de isomeria não é exclusividade de compostos orgânicos, mas é em Química Orgânica que se estuda isomeria, já que o fenômeno é extremamente comum em compostos or gânicos. O número de isômeros cresce rapidamente com o número de átomos de carbono, por exemplo, observe o aumento expo- nencial do número de isômeros dos alcanos de 1 a 12 átomos de carbono: Exercício resolvido Fig. 1 Número de isômeros de alcanos x número de carbonos. Para um alcano de fórmula molecular C3QH42, o número teórico possível de isômeros é de 4.111.846.763. Mesmo moléculas pequenas com apenas dois átomos de carbono podem apresentar isomeria. Observe a tabela a seguir sobre duas substâncias diferentes: ; Fórmula estrutural H3C— CH2— OH H3C— 0— CH3 Nome etanol(álcool etílico) metoximetano (éter dimetílico) Estado físico a25°C líquido gasoso ; Temperatura de ebulição 78 °C - 23,6 °C Função orgânica álcool éter Fórmula molecular CgHgO C2H3O Tab. 1 Comparação entre etanol e éter dimetílico. As duas substâncias descritas na tabela anterior são clara mente diferentes. No entanto, suas fórmulas moleculares são exatamente iguais, ou seja, são formadas pelos mesmos tipos e quantidades de átomos. A este fenômeno atribui-se o nome de “isomeria”, e ao par de substâncias, “isômeros”. Estão representados a seguir quatro esteroides: Quais dentre eles são isômeros? Explique. Resolução: Isômeros são substâncias diferentes que possuem a mesma fór mula molecular, portanto, basta verificar que par das substân cias apresentadas possui a mesma fórmula molecular. Colesterol: Estradiol: CjfiÍ2 f i 2 Trembolona: CjgIÍ2 2 ^ 2 Estrona: CjgH2 2 ^ 2 Dessa forma, os isômeros são a trembolona e a estrona. Este exercido pode ser resolvido de uma maneira mais rápida verificando se o número de carbonos e oxigênio é o mesmo; caso seja, não há necessidade de se contarem hidrogênios, bas ta verificar se o número de anéis e insaturações é igual. _____________________________________________ / Isomeria plana ou constitucional Na isomeria plana, os isômeros diferem na conectividade dos átomos que formam as moléculas isômeras. Os isômeros podem ser facilmente diferenciados pela observação de suas fórmulas planas. São cinco as isomerias planas, nomeadas de acordo com a sua principal diferença: • isomeria de função ou funcional; • isomeria dinâmica ou tautomeria; • isomeria de cadeia ou de núcleo; • Isomeria de posição; • isomeria de compensação ou metameria. isomeria de função ou funcional Isômeros de função são compostos que possuem a mesma fór mula molecular, mas diferem na função química à qual pertencem. Os casos mais comuns de isomeria de função ocorrem entre: Éter e álcool Butan-1-ol (álcool n-butíHco) Cetonas e aldeídos o Propanona (acetona) C,H,0 Esteres e ácidos carboxílícos Propanal (aldeído propiônico) Exercício resolvido É possível encontrar isomeria de função quando se com param: alcoóis com éteres, alcenos com alcinos, alcinos com alcoóis. alcanos com alcenos. alcoóis com aminas. Ácido hexanoico (ácido caproico) Butanoato de etila (butirato de etila) No entanto, deve-se manter em mente que, apesar de es ses casos serem os mais comuns, a isomeria de função não é restrita a eles. É possível um álcool ser isômero de cetona, assim como uma cetona pode ser isômera de um éster. Bas ta que tenham a mesmafórmula molecular e possuam pelo menos uma função diferente para serem classificados como isômeros funcionais. Exemplo 1 Pentan-2,4-diona (acetilacetona) §-pentanolaotona (Ô-valerolactona) CsHsOg C H jO H 1 H — C — O H 0 = 0 1 H O — C — H H O — C — H 1 H — C — O H H — C — O H 1 H — C — O H H — C — O H 1 CHgOH CHgOH Glicose Frutose /^TEMÇÃO! Os hidrocarbonetos não apresentam isomeria de função. Compostos pertencentes ò função hidrocarboneto são fo r mados exclusiva mente por hidrogênio e carbono. Para ser um isômero, o composto deve possuir a mesma fórmula molecular, portanto, qualquer isômero de um hidrocarbo neto será também um hidrocarboneto. Resolução: Alternativa A E comum encontrarmos isomeria entre alcoóis e éteres, pois ambos possuem oxigênio na estrutura, além de carbono e hi drogênio. Por exemplo, se tanto o álcool e o éter forem mono- funcionais, de cadeia aberta e saturada, possuirão a mesma fórmula geral: C f l 2 „+2 ^- Nas alternativas B, C e D, existem hidrocarbonetos que não apresentam isomeria de função. Já a alternativa E é incorreta, pois, para um álcool ser isômero de uma amina, seria neces sário que tivesse nitrogênio em sua estrutura, portanto, seria uma amina (ou amida) também. Isomeria dinâmica ou tautomeria É um caso especial de isomeria de função em que os isôme ros coexistem em um equilíbrio dinâmico. Geralmente o equi líbrio é muito deslocado no sentido do composto carbonílico. Esse tipo de isomeria pode ocorrer em qualquer composto carbonílico que possuir hidrogênio no átomo vizinho à carbo- nila. O hidrogênio do átomo vizinho se ligará ao oxigênio, e a ligação dupla passará a ser entre o carbono da carbonila e o átomo vizinho: O H -C — A ---- 0 —H 1 -C = A- Os casos mais comuns desse tipo de isomeria ocorrem nos equilíbrios aldoenólico, cetoenólico e amidahidroxiimina. Equilíbrio aldoenólico Genérico cetoenólico amida-hidroxiimina O H II I H—C—0- O—H I H—C=C---- I ° V — c— c— c- I o— HI I -c— c=c- I ° 1^ -o— C— N- O—H Tab. 2 Isomeria dinâmica ou tautomeria. Exemplo 2 O I! H — C — CHj - propanal (aldeído) -CHo OH I — C = C H -C H 3 prop-1-en-1-ol (enol) (III) R- ^7 O C — R7 “O Exemplo 3 o -CHj — propanona (celona) Exemplo 4 O HgC— C — NHj — etanamida (amida) OH I I3C— C = CH2 prop-1 -en-2-ol (enol) OH I H3C — C = NH 1-hidroxi-etanimina (hidroxi-imina) Nesse tipo de equilíbrio, podemos considerar que 0 par de elétrons está sendo disputado por dois átomos; como o oxigê nio é sempre mais eletronegativo que o átomo vizinho à carbo- nila, o equilíbrio é deslocado para o lado da carbonila. A concentração do enol presente em uma cetona ou aldeído é menor que 0,01 % e um pouco maior nas amidas em função de uma maior eletronegatividade do nitrogênio em relação ao carbono. / \ tENÇÃ0! N o s á c id o s c o rb o x ílic o s , p o d e m o s c o n s id e r a r q u e existe u m e q u il íb r io s e m e lh a n te a o d a ta u to m e ria . O p a r d e e lé tro n s s e rá d is p u t a d o p o r d o is o x ig ê n io s , a s s im te re m o s 5 0 % d e c a d a e s p é c ie e m e q u il íb r io (I): (I) R- O ,0 — H O — H 7 O 50% 50% N o e n ta n to , o b s e rv e q u e n e s s e c a s o n ã o p o d e m o s c o n s i d e r a r u m c a s o d e t a u t o m e ria , p o is o s c o m p o sto s n ã o s ã o is ò m e ro s , m a s id ê n tic o s . O m e c a n is m o p e lo q u a l o h id r o g ê n io tro c a d e o x ig ê n io é e x p lic a d o p e la fo r m a ç ã o d e d ím e ro s e n tre a s m o lé c u la s d e u m á c id o (a s se ta s c u rv a s re p re se n ta m o m o v im e n to d e um p a r d e e lé tro n s (II)): (II) 7 O — H" 7 O.....H — O N ã o c o n fu n d a e sse e q u il íb r io c o m a r e s s o n â n c ia d o â n io n c a r b o x ila to . N a r e s s o n â n c ia , a p e n a s o s e lé tro n s p o s s u e m " m o b ilid a d e " , o s á to m o s n ã o m u d a m s u a c o n e c t iv id a d e c o m o a c o n te c e n o e q u il íb r io ilu s tra d o a s e g u ir (III). Isomeria de cadeia ou de núcleo Os isòmeros de cadeia pertencem obrigatoriamente à mes ma função (senão seriam isòmeros de função ou tautômeros), mas diferem no tipo de cadeia carbônica que possuem. As cadeias carbônicas podem ser classificadas de acordo com os critérios estudados no capítulo 5, ou seja, aberta ou fe chada, normal ou ramificada, homogênea ou heterogênea, satu rada ou insaturada. Na isomeria de cadeia, os isòmeros diferem em uma ou mais dessas classificações. Exemplo 5 pent-1-eno ciclopentano (cadeia aberta e insaturada) (cadeia techada e saturada) Exemplo 6 hexan-3-ol (cadeia normal) 4-metilpentan-2-ol (cadeia ramificada) C6H14O Exemplo 7 NH2 I H3C— CH — CH3 isopropilamina (cadeia homogênea) H3C — CHg— NH — CH, etilmetilamina (cadeia heterogênea) CgHgN Exemplo 8 1 -vinilciclo-hexa-1,4-dieno (cadeia alioíclioa) etiibenzeno (cadeia aromática) CsHio Cadeias ramificadas com diferentes tipos de ramificações, cadeias insaturádas com diferentes tipos de insaturações e ca deias cíclicas com diferentes tipos de ciclos também são classi ficadas como isomeria de cadeia. Exemplo 9 .OH 2,3-dimetilpentan-1-ol 2-etilpentan-1-ol (cadeia ramificada dois grupos metii) (cadeia ramificada um grupos etii) CyHieO Exemplo 10 HgC — CH = CH — CH = CHg penta-1,3-dieno (cadeia insaturada duas duplas) H3C — CHg— CHj— C = CH pent-1-ino (cadeia insaturada uma tripla) CsH« Exemplo 11 biciclo [3.3.0] octano (cadeia bicíclica) biciclo [2.2.2] octano (cadeia trioíclica) isomeria de posifão Os isômeros pertencem à mesma função e possuem a mes ma cadeia carbônica, mas diferem na posição do grupo funcio nal, insaturações e/ou ramificações. Exemplo 12 o pentan-2-ona pentan-3'Ona C5H10O Exemplo 13 . CHo 1 -metilciclo-hexa-1,4-dieno • CHs 1 -metilciclo-hexa-1,3-dieno Exemplo 14 CH, 1,2-dimetilbenzeno (o-xileno) H,C 1,4-dimetilbenzeno (p-xileno) CfjH, Observe que isômeros de posição possuem sempre o mes mo nome. Como a nomenclatura é baseada na cadeia carbônica e na função, os nomes dos isômeros de posição serão sempre os mesmos, variando apenas os números que indicam a posição dos grupos funcionais, insaturações e/ou ramificações. Isomeria de compensafão ou metameria É um caso especial de isomeria de posição em que os isômeros diferem na posição do heteroátomo. Comparando dois isômeros de compensação, pode-se observar que o heteroátomo irá aparecer em posições diferentes em cada uma das cadeias carbônicas. Exemplo 15 H3C— CHj— O — CHj— CHg etoxietano -CHj— CH3 1 -metoxipropano C4H,oO Exemplo 16 butanoato de etila etanoato de butila CgHi202 {xe rtíd o resolvido PUC Entre os pares de substâncias a seguir: I. 1-butanol e 2-butanol II. 2-penteno e 2-metiI-2-buteno I I I . propanona e propanal IV. acetato de etila e metanoato de metila escolha aquele que representa isômeros de: a) posição; b) função; c) cadeia. Resolução; 1. 1-butanol e 2-butanol diferem na posição do grupo funcio nal: isômeros de posição. OH (m-xileno) ô t f í M ia • F K i n i I II. 2-penteno e 2-metil-2-buteno diferem no tipo de cadeia (normal e ramificada): isômeros de cadeia. III. propanona e propanal diferem na função: isômeros de Junção. O ,o IK acetato de etila e metanoato de metila diferem na posição do heteroátomo: isômeros de compensação. O O H3C— C— O— CHs Portanto, a) I; b) III e c) II. H- -C— O— CH^ —CHs Isomería espacial ou estereoísomería Isômeros espaciais ou estereoisômeros são isômeros que possuem a mesma conectividade entre os átomos, mas diferem na disposição espacial dos átomos na molécula. A diferença entre os isômeros só pode ser percebida anali sando-se a geometria das moléculas. Fórmulas estruturais pla nas nem sempre são suficientes para se notar a diferença entre os isômeros. Existem dois tipos principais de isomeria espacial, a iso- raeria geométrica e a isomeria óptica. Isomerif geométrico Compare as fórmulas estruturais a seguir; H H H Cl H — C — C — H ! I Cl Cl H— C — C — H Cl H Você é capaz de dizer se as fórmulas desenhadas represen tam a mesma substância? Redesenhando essas estruturas utilizando o modelo em perspectiva tem-se; V H H I I H— C— C— H I I Cl Cl \ /V Cl H I I -C— C— H I I H Cl Apesar de não ser tão fácil a análise dessas estruturas, é possí vel observar que se trata da mesma substância, basta projetar a fór mula espacial no plano após rotação da ligação entre os carbonos. Quando dois carbonos estão unidos por uma ligação dupla, temos cada carbono fazendo três ligações (sigma) e uma liga ção n (pi) formada por orbitais p paralelos e perpendiculares ao plano das ligações a (sigma). Para que um carbono da dupla possa girar independente mente do outro, teríamos de romper a ligação n entre eles. Observe como seria a estrutura do 1,2-dicloroeteno. Para transformar a estratura 1 na estrutura 2 , teria de ocorrer uma reação química (quebra de ligação química). Pode-se assumir, a partir disso, que são substâncias diferentes. Estrutura 1 Estrutura 2 H H H S\ / \ /C =C C = C / \ / \Cl Cl Cl f c/s-1,2-dicloroeteno TE = 6 0 “C densidade = 1,284 g/cm^ frasco de 10 g U$ 52,75 (preço Aldrich®) H trans-1,2-dicloroeteno TE = 4 8 “C densidade = 1,2 57 g/cm^ frasco de 10 g U$ 14,80 (preço Aldrich®) Condições para isomeria geométrica As condições necessárias para que ocorra isomeria geomé trica são; • os carbonos envolvidos na isomeria devem possuir dois li- gantes diferentes cada um; • os carbonos envolvidos não podem girar independente mente um do outro. Alcenos que possuem ligantes diferentes nos carbonos da ligação dupla satisfazem essas condições; A X \ /c = c / \ B Y A ííB eX ítY Exemplo 17 H X \ /^C — H CHs— CH3 c/s-pent-2-eno Exemplo 18 HjC^ ^CHj—CH3 / H H c/s-pent-2-eno Quando grupos iguais estão do mesmo lado, utilizamos o prefixo cis precedendo o nome do composto, e o prefixo trans, quando grupos iguais estiverem de lados opostos. Dois isômeros geométricos poderão também ser chamados de diasteroisômeros, que significa isômeros espaciais que não são imagem um do outro no espelho. Ciclanos que possuam ligantes diferentes em quaisquer dos carbonos do ciclo também satisfazem essas condições: De maneira semelhante a ligação dupla, o giro do carbono envolvido na isomeria não é possível sem que ocorra quebra de ligações químicas. Assim, as estruturas a seguir representam compostos diferentes. H H c/s-1,2-dimetilciclopentano H CH3 trans-1,2-dimetilciclopentano WTIftOS • isomeri 0 (s) que apresenta(m) isomeria geométrica ou cis-trans é(são); I, II, III e IV. apenas III. apenas I e II. apenas II e III. apenas II e IV. Resolução: Alternativa E I H H 1 Ligantes \ / J , c = c ^ CH, iguais H HH H C i II. ^C = C a Ci H H \ C l III. Ligantesiguais H .C H '^C=C^/ \L H3 C CH3 Moléculas cíclicas com ligações duplas no anel também satisfazem as condições para apresentar a isomeria geométrica. Na molécula do ciclo-hexeno, por exemplo, os dois carbo nos da ligação dupla possuem ligantes diferentes e não podem girar independentemente um do outro; dessa forma satisfazem as condições para isomeria geométrica. ciclo-hexeno No entanto, por uma questão estérica é impossível cons truir 0 isômero trans do ciclo-hexeno, assim não existe isome ria geométrica para esse caso. No caso de moléculas cíclicas com oito ou mais carbonos no anel, a isomeria geométrica torna-se possível. Por exemplo, existem duas estruturas para 0 ciclodeceno: c/s-ciclodeceno frans-ciclodeceno Exercício resolvido As fórmulas de quatro compostos orgânicos são: I . H 2C = C H C H 3 I I . « H C = C H « I I I . (H jQ ^ H C - C H , IV. H2C- ,cçm -CCffl Isomeria óptico Isomeria óptica é um tipo de isomeria espacial (estereoiso- meria) que ocorre em moléculas assimétricas em que os isôme ros diferem no desvio da luz polarizada. O conceito de isomeria óptica toma-se bastante complexo para quem desconhece os conceitos de assimetria molecular e luz polarizada. Portanto, iniciaremos nossos estudos por esses dois conceitos. Moléculas simétricas e assimétricas o fenômeno de simetria e assimetria rodeia o mundo em que vivemos, mas nem sempre é evidente. Alguns objetos são claramente simétricos, já em outros a simetria não é tão visível. Um objeto é simétrico quando possui plano de simetria, ou seja, pode ser dividido em duas partes iguais. São muitos os exemplos de objetos simétricos, veja alguns a seguir. • Uma esfera possui infinitos planos de simetria. Qualquer plano que divida a esfera passando pelo centro será um pla no de simetria. «lUÍlNICA • FRENTE 1 Um cadeado comum é menos simétrico que a esfera, pos sui apenas dois planos de simetria. Uma cadeira comum, como na figura que segue, possui apenas um plano de simetria. Um objeto assimétrico não possui plano de simetria. Se não existir um plano possível que divida um objeto em duas partes iguais ele será classificado como assimétrico. A seguir alguns exemplos de objetos assimétricos. A principal diferença entre objetos simétricos e assimétri cos é o fato de que a imagem no espelho de um objeto simétrico é igual a ele mesmo. No entanto, a imagem no espelho de um objeto assimétrico é diferente (invertida) dele mesmo. Simétricas Assimétricas BOMBEIRO ORBBMOa Observe que a letra “R” fica invertida no espelho, mas a letra “A”, por ser simétrica, tem a mesma imagem no espelho. Esse fenômeno ocorre também com moléculas, ou seja, existem moléculas que são simétricas e moléculas que são as simétricas. Quando uma molécula for simétrica, sua imagem no es pelho será igual a ela, mas, se a molécula for assimétrica, sua imagem no espelho será uma molécula diferente, aí entra o con ceito de isomeria, pois existirão duas moléculas diferentes, mas com a mesma fónnula molecular. Carbono quiral o caso mais comum de moléculas assimétricas acontece quando elas possuem carbonos quirais. Carbono quiral é um carbono que possui quatro ligantes diferentes. Considere as moléculas a seguir, com quatro, três e dois li gantes iguais no carbono. Nesses três casos, existe um ou mais planos de simetria, portanto, as imagens no espelho desses car bonos serão iguais às moléculas: f AiWnH A ft • t cn rnA rin V 1OQ iV M r l I l f l i V O O Uil ic llU | Vamos nos certificar do que acabamos de dizer, comparan do um desses casos com suas imagens especulares: Quando os quatro ligantes do carbono forem diferentes entre si, o carbono será assimétrico ou quiral e a molécula, assimétrica. Observe que as duas moléculas não são sobreponiveis, são na verdade antípodas ópticos (isômeros ópticos) que recebem o nome de enantiômeros (do grego: enantio, oposto; meros, partes) ou enantiomorfos (do grego: morpho, formas). : Exercício resolvido Dos compostos abaixo, qual apresenta carbono quiral? CH3COCOOH CH3CHOHCOOH CH3OCH2COOH H O C H jC O O H Resolução: Alternativa D C H O C O O H OH O composto da alternativa D \HgC—C '— H OH único que possui carbono com quatro ligantes diferentes. Um dos grandesproblemas no estudo da isomeria óptica está na representação dessas moléculas no plano. Veja, por exemplo, o caso do ácido láctico. A representação da molécula do ácido láctico no plano é feita pela seguinte fórmula estrutural: OH I H,C— C*— C O I H OH Para facilitar a visualização do carbono quiral, costuma-se assinalar o carbono com um asterisco. Claramente pode ser observada a presença de um carbono as simétrico (ou quiral) nessa molécula, isso quer dizer que a molé cula é assimétrica e existem duas moléculas diferentes. Entretanto, não está claro pela figura qual dos dois ácidos lácticos foi desenha do. A representação dessa figura no plano, em frente ao espelho, com seu antípoda óptico, não mostra qualquer diferença entre elas. OH 1 H,C— C* — C' ,0 OH OH "c -CH, HO A representação em perspectiva desses compostos resolve- ria o problema: COOH I ......C* ^ > ^OH CH, HO' COOH ' T .... CH, No entanto, não é fácil para o professor e o estudante utili zar essa representação com frequência. Para resolver esse problema, Fischer sugeriu um modo simplificado de representar um átomo de carbono quiral e a posição relativa dos seus quatro substituintes: .>;■. ■■: >■ : ;r': i^ í linha horizontal significa ligações direcionadas para fora do plano do papel. linha vertical significa ligações direcionadas para trás do plano do papel. OH H,C— C — COpH OH HOjC»— C — CH3 A ligação ti (pi) é realizada por orbitais p paralelos entre si e perpendiculares aos orbitais da ligação o (sigma). Como o carbono do meio faz duas ligações p, ele usará dois orbitais p com ângulos de 90° entre si, já que não poderão ocupar a mesma posição no espaço. Dessa forma, quando o ligante R, for diferente de Rj e o R3 diferente de R^ , a molécula será assimétrica, pois não existi rá plano de simetria. Observe também que nesses compostos não há necessidade do carbono quiral para ocorrer assimetria. H .CH, \ / ' C C \ H CH3 H,,C.^ H C" \ / / HoC OH -COpH OH HOpC- -CHp Nesse exemplo, temos dois isômeros ópticos, ou seja, enan- tiomorfos ou enantiômeros. Qual é o menor hidrocarboneto cuja molécula é assimétrica? Essa última representação é bem mais simples, no entan to, é importante não esquecer que as ligações horizontais estão para frente e as verticais para trás do plano do papel. /^TEMÇÃO Moléculas assimétricas sem carbono quiral e moléculas simétricas com carbonos quirais O caso mais comum de assimetria molecular deve-se à presença de carbonos quirais. No entanto, a presença de carbonos quirais não é condição necessária nem suficiente para a molécula ser assimétrica. Caso 1 - Moléculas assimétricas sem carbono quiral Para que uma molécula apresente assimetria, basta que não exista um plano que a divida em duas partes iguais. Há várias condições que tornam uma molécula assimétrica; já abordamos o caso dos carbonos quirais, abordaremos apenas mais um caso: os alenos. Alenos são compostos orgânicos que possuem carbono fa zendo duas ligações duplas acumuladas. Resolução: Cuidado com a resposta. A pergunta não foi o menor hidrocar boneto com carbono quiral, mas sim o menor hidrocarboneto com assimetria molecular, as respostas são diferentes: CHs I H C = C — C‘ — C H = CHs I H CgHs M.M. = 80 Menor hidrocarboneto com carbono quiral C H , H M.M. = 68 Menor hidrocarboneto cuja molécula é assimétrica Luz polarizada A luz comum ou natural é um conjunto de ondas eletro magnéticas que oscilam em infinitos planos de vibração. A luz polarizada é um conjunto de ondas eletromagnéticas que, após atravessar um polarizador, vibra em um único plano de vibração. Atualmente, existem diversas maneiras conhecidas de se polarizar a luz, desde cristais assimétricos até filmes polariza- dores. De fato, o que nos interessa no momento é entender as di ferenças na observação desses diferentes tipos de luz. Ao ob servarmos um feixe de luz comum de frente, veremos uma bola branca; se o mesmo for feito em um feixe de luz polarizada, iremos ver uma bola preta com um risco branco no meio. Fig. 3 Luz polarizada. L eitura Polarímetro # 1 Utilizado para determinação de rotação óptica de substân cias. A concentração, pureza, grau de açúcar ou contenção de substâncias podem ser determinados por rotação ópti ca de uma amostra. E extensamente usado para análises químicas e processos de controle de qualidade de açúcar refinado, produtos farmacêuticos, alimentícios, perfumaria e na produção de glutamato monossódico. E também uti lizado em indústrias químicas e de petróleo, institutos de investigação científica e universidades. Especificações: Valor de divisão; 1 ° Mostrador de valor em leitura; 0,05° Lente de aumento: 4x Fonte de luz monocromática (lâmpada de sódio): 589,3 nm Tubos para teste: 100 mm e 200 mm Quando uma substância qualquer é testada no polarímetro, pode-se obter um dos três resultados a seguir em relação à luz observada. Resultado Amostra Tipo de composto Tipo de molécula O Opticamente inativa Inativo 1 Simétrica ou mistura racêmica 0 Opticamente ativa Dextrorrotatório ou dextrogiro Assimétrica © Opticamente ativa Levorrotatório ou levogiro Assimétrica Tab. 3 Resultados do polarímetro. Moléculas com um carbono quíral Como vimos no início desse tópico, moléculas com um carbono quiral são moléculas assimétricas, portanto, a imagem no espelho dessa molécula é diferente dela mesma. Caso uma molécula assimétrica seja testada no polarímetro, teremos um desvio do plano da luz polarizada, pois a molécula é assimétri ca. Se 0 desvio do plano for para a direita, atribuímos o termo dextrogira para essa molécula. Se sua imagem no espelho for testada, teremos desvio da luz polarizada no sentido inverso com 0 mesmo grau de rotação, portanto, a molécula será levo- gira. Veja o exemplo a seguir. Nome Ácido (H-)-Láctico Ácido (-)-Láctlco Fórmula perspectiva COOH L H... Í^O H CH3 COOH L " ‘ H CH3 Fórmula molecular C3H0O3 C3H0O3 Ponto de ebulição 119°(12mmHg) 119° (12 mmHg) Densidade 1,206 g/cm® 1,206 g/cm® Desvio da luz polarizada -h13,5 -13,5 Tab. 4 Características das formas levogira e dextrogira do ácido láctico. A única diferença física entre esses dois compostos é o des vio da luz polarizada. O isômero que desvia a luz para a direita é chamado de dextrogiro, enquanto o isômero que desvia a luz para a esquerda é chamado levogiro. A mistura equimolar deste composto é chamada de mistu ra racêmica. A mistura racêmica não possui atividade óptica, existe compensação externa do desvio da luz polarizada, ou seja, uma molécula dextrogira desvia a luz para a direita, mas imediatamente um levogira a desviará para a esquerda, soman do zero ao desvio total. A principal diferença, no entanto, entre esses compostos é a atividade biológica. Q U ÍM ia • fREN TE 1 Moléculas com dois ou mais corbonos quirois diferentes Considere o aminoácido treonina a seguir: O, V OH H — C — NHo I. H — C — OH I CH, Por analogia, podemos estender esse raciocínio a qualquer número de carbonos quirais de uma molécula. Para tal, basta empregar as seguintes fórmulas: • n° de isômeros opticamente ativos = 2n • n° de misturas racêmicas = 2" ' (em que n é o número de carbonos quirais diferentes). Exercício resolvido Nesse composto, podemos observar a presença de dois car bonos quirais diferentes (os ligantes de um carbono não são os mesmos do outro). Como esse composto é assimétrico, ele possuirá uma imagem no espelho que é diferente dele. Tab. 5 Características das formas levogira e dextrogira da treonina, invertendo a configuração de dois carbonos quirais. Temos ainda apossibilidade de inverter a configuração de apenas um dos dois carbonos quirais, gerando, assim, mais dois enantiômeros, com rotação do plano da luz polarizada com ân gulos diferentes dos dois primeiros pares. c 1 1 c 1 Enantiômeras 1 * H2N — Ç — H 1 * H — C— NHo 1 H— C — OH 1 HO — C— H 1 CH3 1 CH3 Tipo dextogiro ievogiro Valor do desvio + 27° -27 ° Tab. 6 Características das formas ievogira e dextrogira da treonina, invertendo a configuração de um carbono quiral. Observe, portanto, que moléculas com dois carbonos qui rais diferentes, possuem quatro isômeros opticamente ativos, e são possíveis duas misturas racêmicas. Conforme já discutido anteriormente, os pares de isômeros que são imagem um do outro no espelho recebem o nome de enantiômeros. No entanto, qualquer dos dois primeiros enan tiômeros serão diasteroisômeros de qualquer dos dois últimos enantiômeros, pois serão isômeros espaciais entre si, mas não serão imagem um do outro no espelho. OH H — C —-NHn O OH Que número de isômeros ópticos ativos e número de misturas racêmicas são possíveis para a sacarose? CHoOH Resolução; A sacarose possui nove carbonos quirais, conforme ilustra a figura a seguir. Sacarose n°de isômeros opticamente ativos - 2^ = 512 isômeros ópticos ativos n° de misturas racêmicas = 2”“ ^ = 2®“ ^ = 2* = 256 misturas racêmicas A t E N Ç Ã O ! Dois compostos com o mesmo fórmula molecular deverão se encaixar obrigatoriamente em uma das subdivisões a seguir: Compostos com a mesma fórmula molecular Compostos idênticos Compostos diferentes (isômeros) isômeros corstítuctonais (diferem na corujctividade dos átomos na -noíécula) Estereolsômeros (mesma «jnectivklade, mâs disposição , espacial dos á to m ^ diferente) H — c — OH H— C— OH CH3 CH3 diasteroisômeros Diasteroisômeros (nâo são Imagem especular um do outro) EnanHÔmeros (são im ^em especular urp do outro) CM»im 0 8* Isorrorid Revisando o que são isômeros? Quais são os tipos de isomerias? Dos compostos relacionados a seguir, quais formam pa res de isômeros? a) Éter dimetílico b) Álcool etílico c) Metilbuteno d) Propanal e) Ácido propanoico f) Butanona g) Ciclobutanol h) Ciclopentano Complete a segunda coluna de acordo com a isomeria apresentada na primeira coluna. 1 . Função 2. Cadeia 3. Posição 4. Tautomeria ( ) pentano ( ) propan-1-ol ( ) éter dietílico OH ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) metilbutano propan-2-ol butan-1-ol O Desenhe a estrutura dos dois isômeros do hidrocarbone- to acíclico mais simples que apresentam isomeria geométrica e indique qual é o isômero cis e trans. Existem cinco tipos de isomeria plana, e cada um dos pares de substância a seguir apresenta uma dessas isomerias. Indique a que ocorre em cada caso. Substânciifô N' I H H I ,N, Existem seis compostos diferentes possíveis com a fór mula C^Hg. Desenhe a estrutura de todos eles. o que é uma molécula assimétrica? B IW Calcule o número de isômeros ópticos ativos e número de misturas racêmicas para cada um dos compostos a seguir: Composto O que é um carbono assimétrico? [il Nos compostos a seguir, assinale a presença de carbo- nos quirais. Número de isômeros ativos Número de m isturas racêmicas Isomería plana I PUC-Rio A 2-pentanona é isômera do(a): 2- metil-butanoico. 2 ,2-dimetil-butanol. 3- metil-2-butanona. 2-metil-propanol. 2-metil-2-butanona. Exercícios propostos UFV Considere os nomes dos hidrocarbonetos a seguir. 2 .2- dimetilbutano 3-metilexano 1 .2- dimetilciciobutano cicloexano hex-1 -eno A opção que relaciona corretamente isômeros é: IV eV. le l l l . II eV. II e IV. I e IV. IV. V. UFMG O ácido acetilsalicílico, componente ativo de al guns analgésicos, é um derivado do ácido salicílico. O CH, OH O Ácido acetilsalicílico Com relação a essas duas substâncias, é incorreto afirmar que: a solubilidade em água do ácido salicílico é maior, ambas apresentam o grupo carbonila. ambas têm caráter aromático, os dois ácidos são isômeros um do outro. D PUC-RS Para responder à questão, analise as afirmativas a seguir. I. Propanal é um isômero do ácido propanoico. II. Ácido propanoico é um isômero do etanoato de metila. III. Etil-metil-éter é um isômero do 2-propanol. IV. Propanal é um isômero do 1-propanol. Pela análise das afirmativas, conclui-se que somente estão cor retas: le l l l . Ile lV . II, III e IV. II e III. I, l le ll l. Fuvest Os três compostos abaixo têm uso farmacológico: UFSM A grande miscigenação ocorrida entre os índios, brancos e negros no Rio Grande do Sul e no Brasil é um campo amplo e aberto para uma recente ciência, a chamada arqueo logia genética. Ela abrange o estudo do material genético de indivíduos para determinar suas origens. A uracila é uma base constituinte do DNA (observe a figura 1). Qual das alternativas a seguir apresenta somente isômeros da uracila? O \ O '^ N I H Figura 1 NH HN ^O' O NH N N N N O J O' OH O HO N H,N procaína C13H20N2O2 (massa molar = 236 g/mol) H ò c v N '^ C H 3 lidocaína C14H22N2O (massa molar = 234 g/mol) OH dropropizina CnHpnNgO, u (massa molar = 236 g/mol) Considere as afirmações: I. Nas moléculas dos três compostos há ligações peptídicas. II. A porcentagem em massa de oxigênio na dropropizina é praticamente 0 dobro da porcentagem do mesmo elemento na lidocaína. III. A procaína é um isômero da dropropizina. Está correto somente 0 que se afirma em: I. III. l le ll l. II. le II. PUC-Rio A graduação alcoólica que é indicada nos rótu los das bebidas alcoólicas (mostrada em % Vol ou em graus Gay Lussac - °GL) indica a percentagem de álcool em volu me que a mistura contém. Considerando que a vodca comer cial tem graduação igual a 37,5 °GL, responda às questões a seguir. a) Calcule a concentração em quantidade de matéria (moi • de álcool etíiico em uma solução aquosa com 37,5% em vo lume do álcool, sabendo que a densidade do álcool etíiico é igual a 0,80 g ■ mL~^ b) Escreva a fórmula estrutural do álcool etíiico e o seu nome, segundo a nomenclatura oficial da lupac. c) Escreva a fórmula estrutural do isômero funcional do álcool etíiico. d) Escreva a equação da combustão completa do etanol, ba lanceada corretamente. PUC-MG A 4-metil-2-pentanona é usado como solvente, na produção de tintas, ataco o sistema nefvoso central, irrita os olhos e provoca dor de cabeça. Globo Ciência, maio 1997. O composto considerado é isômero funcional de: 1-hexanol. 4-metilbutanal. hexanal. 4-metil-1-pentanol. D PUC-Rio Assinale a alternativa que indica um isômero funcional da propanona. Propanal. 1-propanamina. Metoxietano. Propano. Ácido propanoico. 1 1 6 / QUÍMia • FRiNTE 1 m Uece Para que os carros tenham melhor desempenho, adiciona-se um antidetonante na gasolina e, atualmente, usa- -se um composto, cuja fórmula estrutural é: CH„— O- CH, CH, -CH, Com essa mesma fórmula molecular são representados os se guintes pares: I. metoxibutano e etoxipropano. II. 3-metilbutan-2-ol e etoxi-isopropano. Os pares I e II são, respectivamente: isômeros de cadeia e tautômeros. tautômeros e isômeros funcionais. isômeros de posição e isômeros de compensação (ou me- támeros). isômeros de compensação (ou metâmeros) e isômeros funcionais. UFRRJ O butanoato de etila é um líquido incolor, empre gado como essência artificial em algumas frutas, como o aba caxi e a banana, sendo isômero do ácido hexanoico. O tipo de isomeria plana presente entre o butanoato de etila e o ácido hexanoico é de: cadeia. metameria. posição. tautomeria. função. UFRGS Considere as seguintes estruturas de dois com postos orgânicos,I e II. OH COOCH, I - salicilato de metila O— CH, II - vanilina A análise dessas estruturas permite concluir que: ambos os compostos apresentam hidroxilas alcoólicas. 0 composto I apresenta as funções álcool e éster. os compostos são isômeros de função, o composto II apresenta as funções fenol, éter e ácido car- boxílico. ambos os compostos devem ser insolúveis em água, pois são compostos com alto peso molecular. Unirio Que alternativa apresenta um isômero de função do o-cresol? OH o-cresol CH — CH, — CH, F = 0 CH, — OH PUC-RS Considerando os compostos orgânicos nu merados de I a IV, não é correto afirmar que__________são isômeros de___________. CH, — CH — CH, — CH, ( I ) CH, — CH = CH — CH, (II) ( I I I ) e II; posição e III; cadeia I e III; função e IV; cadeia III e IV; cadeia CH, UEL Em cada um dos itens (I a IV) são dadas duas estru turas e uma afirmativa sobre elas. I. II. III . São isômeros funcionais. IV. • Isomeria V 1 1 7 U I A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é: I e II. II e III. III e IV. I e III. II e IV. PUC-Rio Indique, entre as alternativas a seguir, a que apresenta um hidrocarboneto isômero do 2,2,4-trimetilpentano. Octano. Butano. Pentano. Nonano. Propano. O Ufla I. CH3CH2CH2CH2CH3 II. ' CH3CH(CH3)CH2CH3 (II. CH3 CH2 0 CH2 CH2 CH3 IV. CH3CH2CH2CH2CH2OH V. CH3CH2CH2CH2CH2C£ VI. CH3CH2CH2CH(C^)CH3 A partir da análise dos compostos acima, pode-se afirmar que; I é isômero funcional de V. I e II são isômeros de cadeia. III e IV são isômeros de posição. V e VI são isômeros funcionais. III e IV são isômeros de cadeia. Ufpel O odor de muitos vegetais, como 0 louro, a cânfora, 0 cedro, a losna, e a cor de outros, como a cenoura e o tomate, são devidos à presença de terpenoides (terpenos). Os terpenos são o resultado da união de duas ou mais uni dades do isopreno, como se pode ver abaixo; CHo Isopreno Em relação ao isopreno, podemos afirmar que; a nomenclatura do isopreno, segundo a lupac, é 2-metil-1 - -buteno. o isopreno não apresenta carbonos insaturados. o isopreno é isômero de cadeia do 4-metil-2-pentino. segundo a lupac (União Internacional de Química Pura e Aplicada), a nomenclatura do isopreno é 2-metil-1,3-buta- dieno. 0 isopreno pode apresentar isômeros de cadeia, funcionais e tautômeros. Unifesp Substituindo-se dois átomos de H da molécula de benzeno, um deles por grupo -OH, e 0 outro por grupo -NO2, podem ser obtidos três isômeros de posição. a) Escreva as fórmulas estruturais e os respectivos nomes ofi ciais desses isômeros de posição. b) Identifique o isômero que apresenta o menor ponto de fusão. Utilizando fórmulas estruturais, esquematize e classifique a interação molecular existente nesse isômero, que justifica seu menor ponto de fusão em relação aos dos outros dois isômeros. Fuvest Palíndromo - Diz-se da frase ou palavra que, ou se leia da esquerda para a direita, ou da direita para o esquerda, tem o mesmo sentido. Aurélio. Novo Dicionário da Língua Portuguesa. 2 ed, 40, imp. Rio de Janeiro: Novo Fronteiro, 1986. p. 1.251. “Roma me tem amor” e “a nonanona” são exemplos de palín dromo. A nonanona é um composto de cadeia linear. Existem quatro nonanonas isômeras. a) Escreva a fórmula estrutural de cada uma dessas nonano nas. b) Dentre as fórmulas do item a, assinale aquela que poderia ser considerada um palíndromo. c) De acordo com a nomenclatura química, podem-se dar dois nomes para o isômero do item b. Quais são esses nomes? Fuvest A análise elementar de um determinado ácido car- boxílico resultou na fórmula mínima C2H4O. Determinada amostra de 0,550 g desse ácido foi dissolvida em água, obtendo-se 100 mL de solução aquosa. A esta, foram adicionadas algumas gotas de fenoiftaleína e, lentamente, uma solução aquosa de hidróxido de sódio, de concentração 0,100 mol/L. A cada adição, a mistura era agitada e, quando já tinham sido adicionados 62,4 mL da solução de hidróxido de sódio, a mistura, que era incolor, tornou-se rósea. Para o ácido analisado; a) calcule a massa molar. b) determine a fórmula molecular. c) dê as possíveis fórmulas estruturais. d) dê as fórmulas estruturais de dois ésteres isômeros do ácido considerado. Uerj A fórmula a seguir representa um composto res ponsável pelo fenômeno da visão nos seres humanos, pois 0 impulso nervoso que estimula a formação da imagem no cé rebro ocorre quando há interconversão entre isômeros deste composto. O Um isômero de função deste composto pertence à função de nominada; éster. amida. cetona. ãcido carboxílico. El UFRJ (Adapt.) O olfato dos seres humanos e de outros animais depende da existência de receptores sensoriais que respondam à presença de moléculas de substâncias odorantes no ar respirado. Os receptores olfativos (RO) estão localizados na cavidade nasal em um tecido denominado epitélio olfativo. A tabela a seguir apresenta alguns resultados obtidos de estudos realizados com uma seção do epitélio olfativo de ratos para três famílias de compostos orgânicos. Na tabela, as quadriculas assinaladas em azul indicam a existência de resposta positiva de um determinado RO a uma dada substância odorante. V V .. 1 2 3 4 5 6 7 8 CH3(CH2)4C00H CHjCCH^ jgCOOH CHgfCHjj^OH - - - - - - - - - - - - - - 1 CHgfCH^ jgOH 5l Br CHgfCHgj^COOH Br CHglCHgjgCOOH Escreva as fórmulas estruturais, na representação em bastão, do álcool que apresenta o menor número de respostas positi vas dos RO e de um isômero funcional de cadeia linear deste álcool. UFC A auroglaucina é um pigmento laranja natural que a) Sabendo que a estrutura da auroglaucina apresenta uma carbonila de aldeído não conjugada, uma hidroxila ligada a carbono sp^ e um grupo heptil, represente a estrutura deste pigmento, substituindo R.,, Rg e Rj pelos átomos ou grupos adequados. b) Represente a estrutura de um tautômero da auroglaucina, 0 qual apresente duas carbonilas em sua estrutura. UEPG A vitamina A vem sendo utilizada na medicina or- tomolecular como agente anticãncer e antienvelhecimento. No organismo humano, a vitamina A (retinol, um álcool primário) é biotransformada em compostos que são importantes no cres cimento, na reprodução e na manutenção de tecidos epiteliais. Sobre as estruturas a seguir, que representam compostos bio- transformados do retinol, assinale o que for correto. ^CH. C O O H H,c C H O Os dois compostos apresentam sistema conjugado com elétrons em ressonância. Os dois compostos apresentam cadeias alicíclicas, insatu- radas, ramificadas e homogêneas. Os dois compostos são solúveis em água. Os dois compostos são isômeros de função. Os dois compostos podem ser obtidos a partir da redução do retinol. Soma = Isomeria geométrica PUC-SP A seguir são apresentados alguns pares de es- truturas. 1. H 3 C -- CHg— OH HO - - CH2— CH3 II. H 3 C -- CHg— OH H 3O -- 0 — CH3 III. H 3 C -- CHa— CH3 H2C = = CH — CH3 H,C CH3 HoC, H0 \ / 0 \ /IV. c = c H CH3 V- C = C ^ / / CH3 ce CH, VI. H,C — C O H— C O "o— CHo ''O — CH, ■CHo Os pares de estruturas que são isômeros entre si são: II, IV eVI. I, IleVI. I, II e IV. I, II, IV eV. II, IV, Ve VI. UFRS Assinale a alternativa que relaciona corretamente o par de isômeros dados com 0 tipo de isomeria que apresenta. CAPÍTU108 • Isomerio Composto 1 Composto 2 Isomeria O posição geométrica H 1 cadeia O o X . metameria função UEG Após sofrer combustão a 150 °C, 0,5 L de um com posto gasoso, constituído de H, C e N, produziu 1,5 L de gás carbônico, 2,25 L de água no estado gasoso e 0,25 L de gás nitrogênio. Os volumes foram medidos nas mesmas condições de temperatura e pressão. Com base nessas informações,res ponda aos itens adiante. a) Determine a fórmula molecular do composto. b) Escreva a fórmula estrutural plana de três isômeros consti tucionais possíveis para esse composto e dê a nomencla tura lupac. Ufla Os compostos orgânicos de enxofre são de grande importância na indústria farmacêutica, porém, constituem um problema quando lançados na atmosfera, por serem muito mal cheirosos, além de tóxicos. a) Sabendo que o enxofre possui distribuição eletrônica análoga à do oxigênio, forneça a fórmula estrutural do sulfeto de dimetila e de seu isômero de função. b) O dissulfeto de dietila CHg-CHg-S-S-CHg-CHg pode ser obtido pela reação de dimerização de um tiol (R-SH). Escreva a equação que representa a reação química de obtenção do dissulfeto de dietila. ■1 PUC-Rio Assinale a alternativa incorreta. O ácido benzoico é uma substância aromática. O ácido benzoico reage com hidróxido de sódio formando benzoato de sódio. O pH de uma solução aquosa de ácido benzoico é menor do que 7. O benzoato de sódio é mais solúvel em água do que em tolueno. 0 ácido benzoico é uma substância que possui diasteroi- sômeros cis e trans. UFRS Considere os seguintes compostos. Br, ,H Br. ,Br H. ,Br ^Br ^Br 1 2 3 Com relação a esses compostos, é correto afirmar que: 1 e 2 são isômeros de posição. 2 e 3 são apoiares. 2 e 3 são isômeros geométricos. 1 é apoiar. 1 e 2 apresentam o mesmo ponto de ebulição. Uerj O composto responsável pelo aroma de jasmim é representado pela fórmula estrutural plana a seguir, na qual algumas ligações químicas são identificadas por setas nume radas. O número correspondente à seta que indica a ligação respon sável pela isomeria espacial geométrica na molécula represen tada é: 1. 3. 2. 4. Mackenzie Notícia veiculada em jornais e TV anunciaram que a Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS) vendeu patentes para a produção de um medica mento contra doenças relacionadas ao envelhecimento. A base desse remédio é o resveratrol, molécula presente no suco de uva e no vinho e, em grande concentração (cem vezes maior do que no vinho), na raiz de uma hortaliça chamada azeda. Estudos indicam que o resveratrol diminui os níveis de LDL (mau colesterol) e aumenta os níveis de HDL (bom colesterol) reduzindo, assim, o risco de doenças cardiovasculares, além de ser um fator na prevenção do câncer. A notícia alerta que o uso in natura dessa hortaliça, ao invés de ajudar, pode causar OH Da fórmula estrutural do resveratrol, dada anteriormente, fa zem-se as afirmações: I. Pode apresentar isomeria cis-trans. II. Representa um difenol. III. Possui núcleos aromáticos. IV. Em um dos anéis, os grupos hidroxila estão em posição meta. Estão corretas: I, II, III e IV. II e IV, apenas. II e III, apenas. II e IV, apenas, e III, apenas. Unesp As abelhas rainhas produzem um feromônio cuja fórmula é apresentada a seguir. O CH3 — C — (CHjjs — CH = CH — COOH a) Forneça o nome de duas funções orgânicas presentes na molécula deste feromônio. b) Sabe-se que um dos compostos responsáveis pelo poder regulador que a abelha rainha exerce sobre as demais abelhas é 0 isômero trans deste feromônio. Forneça as fór mulas estruturais dos isômeros cis e trans e identifique-os. UFPE Um determinado jornal noticiou que "... a explosão foi causada pela substituição acidental do solvente trans-1,2- -dlcloroeteno pelo cls-1,2-dlcloroeteno, que possui ponto de ebulição menor...”. Sobre essa notícia, podemos afirmar que: é incorreta, pois estes dois compostos são isômeros, por tanto possuem as mesmas propriedades físicas, é correta, pois o frans-1,2-dicloroeteno é polar, portanto deve ter ponto de ebulição maior que 0 do c/s-1,2-dicloroe teno, que é apoiar. é incorreta, pois o frans-1,2-dicloroeteno é apoiar, portanto deve ter ponto de ebulição menor que o do c/s-1,2-dicloro- eteno, que é polar. é correta, pois o trans-1,2-dicloroeteno é apoiar, portanto deve ter ponto de ebulição maior que 0 do c/s-1,2-dicloro eteno, que é polar. é incorreta, pois estes dois compostos são tautômeros e possuem 0 mesmo momento dipolar, portanto possuem 0 mesmo ponto de ebulição. UflQ O 2-pentanol, na presença de ácido, desidrata-se para formar uma mistura de três compostos relacionados a se guir, sendo dois deles isômeros configuracionais. a) Forneça as estruturas moleculares e a configuração dos dois estereoisômeros. b) Quantas ligações “sigma” e quantas “pi” existem em cada um dos produtos? UFRJ O biodiesel tem sido considerado uma importante alternativa bioenergética ao diesel produzido a partir do petró leo. O biodiesel é constituído por uma mistura de ésteres deri vados de óleos vegetais. Quando o biodiesel é obtido a partir da reação de óleo de soja com metanol, um de seus principais componentes é o oleato de metila, cuja fórmula estrutural está representada a seguir. oleato de metila a) Escreva a fórmula estrutural do isômero geométrico do oleato de metila. b) Calcule a soma das energias de ligação do oleato de meti la, sabendo que a soma das energias de ligação presentes no ácido oleico é de 21.169 kJ/mol. Utilize, para 0 cálculo, as energias de ligação apresentadas a seguir. Energias de ligação (kJ/mol) C-H C-C C=C C=0 C-Q Q=0 Q-H 414 335 600 750 336 494 461 Füvest Na Inglaterra, não é permitido adicionar querose ne (livre de imposto) ao óleo diesel ou à gasolina. Para evitar adulteração desses combustíveis, o querosene é “marcado”, na sua origem, com o composto A, que revelará sua presença na mistura após sofrer as seguintes transformações químicas: 0 'Na^ 'O" A incolor solúvel no combustível ultravioleta solução aquosa concentrada , deNaOH ^ 0 “Na* luz 'O^ Na-^ não fluorescente solúvel em água ultravioleta 0~Na^ fluorescente solúvel em água Um técnico tratou uma determinada amostra de combustível com solução aquosa concentrada de hidróxido de sódio e, em seguida, iluminou a mistura com luz ultravioleta. Se no com bustível houver querosene (marcado): I. no ensaio, formar-se-ão duas camadas, sendo uma delas aquosa e fluorescente. II. o marcador A transformar-se-á em um sal de sódio, que é solúvel em água. III. a luz ultravioleta transformará um isômero cIs em um isô mero trans. Obs.: Fluorescente = que emite luz Dessas afirmações: apenas I é correta, apenas II é correta, apenas III é correta, apenas I e II são corretas. I, II e III são corretas. CAMTUL08 Isomeno PUC-SP o LDL colesterol é algumas vezes denominado “mau colesterol” porque está associado à formação de placas gordurosas nas paredes arteriais, que posteriormente se cal- cificam formando as placas ateroscleróticas. Sobre tais placas formam-se coágulos sanguíneos que provocam o bloqueio do vaso, impedindo o fluxo sanguíneo normal, como havia sido descrito pelo visionário Leonardo da Vinci já no século XVI. Alguns alimentos contribuem para o aumento da taxa de LDL no sangue, especialmente aqueles ricos em gorduras trans e saturadas. O controle do nível de colesterol sanguíneo é uma preocupação crescente que tem demandado atenção por parte de instituições atuantes na área da saúde. CH3^ Com base no texto e nos seus conhecimentos de Química, res ponda. a) Analise a estrutura do colesterol. A qual função química ele pertence? Explique por que o colesterol é praticamente insolúvel em água. b) O ácido oleico é o principal componente do óleo de milho e do azeite de oliva. Este ácido graxo insaturado é encon trado nos óleos vegetais naturais sempre na forma cis. En tretanto, pode ser encontrado na forma trans na gordura hidrogenada industrialmente. Represente a fórmula estru tural do c/s-ácido e do frans-ácido oleico. Dado: o ácido oleico é um ácido carboxílico de cadeianão ramificada com 18 átomos de C e uma insaturação na posição 9 da cadeia. 1*1 UFRJ Descobertas recentes revelam que várias espécies de plantas possuem um sistema de defesa químico contra o ataque de insetos, por meio do qual a planta produz substâncias voláteis, capazes de atrair predadores destes insetos. O ácido jasmônico e 0 ácido salicílico são exemplos destas “armas ouímicas”. ácido jasmônico ácido salicílico Estas substâncias ficam armazenadas nas células das plantas, e, somente no momento do ataque, são convertidas enzimati- camente ao éster metílico correspondente, que é então libera do para a atmosfera. Escreva a fórmula estrutural, na representação em bastão, do éster metílico formado a partir do isômero geométrico trans do ácido jasmônico. Fuvest A reação de hidratação de alguns alcinos pode ser representada na figura 1: Figura 1 catalisador _ _ R - C = C - R + HpO -----------► R - C = C - R -I I O H H R-C=C-Ri + H2O- ' R - C = C - R I I O H H ' R - C = C - R , ' I O H H H I R - C - C - R II I O H H I R - C - C - R , II I 0 H H1 R - C - C - R , I II H O Figura 2 hex-3-ino + H O D -► X © em que R e R, são dois grupos alquila diferentes. a) Escreva as fórmulas estruturais dos isômeros de fórmula CgH,Q que sejam hexinos de cadeia aberta e não ramificada. b) A hidratação de um dos hexinos do item anterior produz duas cetonas diferentes, porém isoméricas. Escreva a fórmula estrutural desse alcino e as fórmulas es truturais das cetonas assim formadas. c) A hidratação do hex-3rino (3-hexino) com água monodeu- terada (HOD) pode ser representada na figura 2. Escreva as fórmulas estruturais de X , Y e Z . Não con sidere a existência de isomeria cis-trans. isomeria óptica FGV A partir da fórmula molecular C^H^jN, o número possível de isômeros de compostos orgânicos de cadeia aber ta, contendo um grupo amina primária, é: 7 6 5 4 3 UfpelA proteína do leite apresenta uma composição varia da em aminoácidos essenciais, isto é, aminoácidos de que 0 orga nismo necessita na sua dieta, por não ter capacidade de sintetizar a partir de outras estruturas orgânicas. A tabela a seguir apresenta a composição em aminoácidos essenciais no leite de vaca. Conteúdo de amirioáctdos essenciais no le i^ da vaca 1 Aminoácidos I , g/g de proteínas Usina 8,22 Treolina 3,97 Valina 5,29 Isoleucina 4,50 Leucina 8,84 Tirosina 4,44 Fenilalanina 4,25 í •Quantidades menores dos aminoácidos triptofano cistina e metionina foram detectadas no leite. Os aminoácidos constituintes das protefnas apresentam carac terísticas estruturais semelhantes, diferindo quanto à estrutura do substituinte (R), conforme exemplificado a seguir. Estrutura geral de um aminoácido: H R —C —COOH I NH, Dos aminoácidos essenciais presentes na proteína do leite, podemos citar as seguintes estruturas: Leucina: CH,— CH, —CH,— CH — COOH3 I 3 2 I isoleucina; CH, —CHg — CH — CH — COOH I I CH, NHg Valina: CH,— CH — CH — COOH I I NHg Dos aminoácidos relacionados, podemos afirmar que: isoleucina e valina são isômeros de cadeia e, por apresen tarem carbono assimétrico, ambos são opticamente ativos, leucina e isoleucina são isômeros de posição e, por terem carbono assimétrico, apresentam isomeria óptica, leucina e valina são isômeros de função e, por apresenta rem carbono assimétrico, ambos têm um par de enantiô- meros. leucina e isoleucina são isômeros de função e não são op ticamente ativos. valina e isoleucina são isômeros de cadeia, porém somen te a valina é opticamente ativa. UFRS Na natureza existem produtos que, pela modifica ção da disposição relativa dos ligantes de um centro quiral (car bono assimétrico), apresentam propriedades organolépticas diferentes. Um exemplo é observado no limoneno, encontrado em óleos essenciais, em que um dos isômeros apresenta sabor de laranja e o outro, de limão. Pode-se afirmar que estes compostos são isômeros: geométricos. de cadeia, ópticos. de função, de posição. PUC-Rio Assinale a alternativa incorreta sobre a substân cia propanona (vulgarmente conhecida como acetona). Na molécula de acetona existem nove ligações sigma (a) e uma pi (ti). A propanona é uma substância que não apresenta isome ria geométrica. A propanona é uma substância que apresenta isomeria óptica. O propanal é isômero da acetona. A acetona é uma substância polar. g ü PUC-Rio As afirmativas a seguir são corretas, à exceção de uma. Indique a opção que apresenta essa exceção. O etanol e o metoximetano são isômeros funcionais. O 1,1 dicloroetano não possui um isômero óptico. O c/s-1,2 dicloroeteno é isômero óptico do trans-1,2 diclo- roeteno. O n-butano e o t-butano são isômeros de cadeia. A propanona possui pelo menos um isômero funcional. Mackenzie Pesquisadores americanos acabam de cons tatar que o glutamafo monossódico (GMS), substância presente em temperos usados para acentuar o sabor dos alimentos, leva ao aumento de peso. O estudo, assinado por pesquisadores da Escola de Saúde Pública do Universidade da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, investigou mais de 750 chineses de ambos os sexos e com idade entre 40 e 59 anos. Cerca de 80% desses voluntários usavam o GMS nas refeições. O grupo, que ingeriu uma quantidade significativamente m aior de GMS apresentou um sobrepeso quase três vezes m aior do que os demais. Revista Soúde, set. 2008. (Adapt.). 0 'Na^ O O A respeito do glutamato de sódio, de fórmula estrutural repre sentada acima, são feitas as seguintes afirmações. I. É um sal sódico derivado de um aminoácido. II. Possui enantiômeros. III. É pouco solúvel em solventes polares. IV. Possui dois átomos de carbono com hibridização sp .^ Estão corretas: somente I e III. somente I, II e III. somente II e IV. somente II, III e IV. somente I, II e IV. FGV A figura apresenta a estrutura química de dois co nhecidos estimulantes. cafeína anfetamina A cafeína, quase todas as pessoas a consomem diariamente ao tomarem um cafezinho. A anfetamina é considerada uma droga ilícita, e algumas pessoas fazem o uso desta droga, como caminhoneiros, para provocar insônia, e jovens, obsessivos por sua forma física, para provocar perda de apetite e redução de peso. A perda de apetite gerada pelo seu uso constante pode transformar-se em anorexia, um estado no qual a pessoa passa a sentir dificuldade para comer, resultando em sérias perdas de peso, desnutrição e até morte. A substância que apresenta C A n n im S • Isonierio carbono assimétrico e os grupos funcionais encontrados nas estruturas destes estimulantes são, respectivamente: anfetamina, amida e cetona. anfetamina, amida e amína. anfetamina, amina e cetona. cafeína, amina e amida. cafeína, amina e cetona. FGV São feitas as seguintes afirmações sobre o compos- 5-dimetil-hepta-2-eno. A sua fórmula molecular é CgH^ g. Apresenta um átomo de carbono com arranjo trigonal planar. Apresenta isômeros ópticos. Apresenta isomeria geométrica, corretas as afirmações contidas apenas em: II e III. I, Ile lV . III e IV. I, III e IV. I, II e III. to 3 IV. São l ! | PUC-PRa isomeria óptica pode ser detectada a partir do desvio que a luz polarizada sofre ao passar por uma substância ou solução contendo excesso de um dos enantiômeros (isôme- ro óptico). Isômeros ópticos, geralmente, apresentam comportamento dis tinto nos organismos vivos, pois a grande maioria dos sítios receptores (geralmente proteínas) também apresenta isomeria óptica. Dessa forma, cada um dos enantiômeros pode apre sentar interação distinta com esses sítios, causando efeitos diversos. Um dos grandes avanços da indústria farmacêutica é a síntese de medicamentos cujo princípio ativo é apresen tado na forma opticamentepura, reduzindo os efeitos colaterais causados pelos enantiômeros que não teriam a ação terapêu tica desejada. I CH3 anfetamina CHg I CH 3-CH -CH 3 ibuprofeno diclofenaco sódico (Voltaren) Dentre as estruturas de drogas representadas na figura ante rior, apresentam isomeria óptica apenas as moléculas: le l l . II, III e IV. II e III. I, llle lV . I e IV. Unesp Dentre os inúmeros preparados farmacêuticos para 0 combate ã dor, alguns contêm em suas formulações a “aspirina” - um analgésico e antitérmico, muito utilizado no combate à dor de cabeça - , outros são misturas de vitamina C e aspirina, tendo como finalidade combater os sintomas da gripe. As fórmulas estruturais para esses compostos são apre sentadas a seguir. HO. XHp CH HO'^ CH C = 0 \ /c = c HO OH vitamina C Com relação a esses compostos, é correto afirmar que há quiralidade: apenas na aspirina, pois na sua molécula há seis átomos de carbono do anel benzênico. apenas na aspirina, pois na sua molécula hã dois átomos de carbono ligados, simultaneamente, a dois átomos de oxigênio. apenas na vitamina C, pois na sua molécula há dois áto mos de carbono unidos por dupla ligação e que constituem 0 heterociclo. apenas na vitamina C, pois na sua molécula há dois áto mos de carbono ligados, cada um deles, a quatro grupos distintos. nos dois casos, pois as moléculas de ambos apresentam átomos de carbono unidos por ligações duplas constituindo um ciclo. UerjA noradrenalina é um hormônio cuja fórmula estru tural encontra-se representada a seguir. O número correspondente à seta que indica o átomo de car bono responsável pela atividade óptica desta molécula é: 1 3 2 4 PUC-RS A anfetamina, um medicamento que pode ser usado no tratamento de pacientes que sofrem de depressão e também em regimes para emagrecimento, apresenta fórmula estrutural: CHp —CH— CHo NH, Com relação a esse composto, é correto afirmar que apresenta: cadeia carbônica heterogênea, fórmula molecular CgHgN. carbono assimétrico. somente átomos de carbono primários e secundários, isômeros geométricos. UFSMa fluoxetina é uma droga usada no tratamento de depressões que ficou popularizada a partir da década de 90. Ela é uma substância poiifuncional comercializada na forma de cloridrato, especificamente cloreto de dialquiiamônio, como está representado a seguir. F X H Marque verdadeira (V) ou falsa (F) nas afirmações sobre a es trutura molecular da fluoxetina. Possui carbono assimétrico, portanto possui isomeria óptica. O grupo amino, com par de elétrons livres, possui caráter alcalino. Possui seis carbonos com hibridização sp .^ Possui as funções haleto de alquila, éter e amida. Possui somente ligações o (sigma). A sequência correta é; V - V - F - F - F . F - F - V - V - V . V - F - F - F - V . F - V - V - F - F. V - V - F - V - V . UFF Os perfumes, colônias e loções têm suas origens na antiguidade. Os perfumes modernos são misturas de vários produtos químicos, óleos animais e extratos de plantas, usados como soluções de 10% a 25%, em álcool etílico. O citronelol (I) e o geraniol (II), cujas estruturas são mostradas a seguir, são isômeros orgânicos bastante apreciados como fragrâncias. (II) Citronelol (odor cítrico) Geraniol (odor de gerânio) Com relação às estruturas do citronelol (I) e do geraniol (II), pode-se afirmar que: apenas a substância II pode apresentar enantiômero. as substâncias I e II são isômeros de função, a substância I possui carbono assimétrico e, portanto, pode apresentar atividade óptica. as substâncias I e II apresentam tautomeria ceto-enólica. a substância I apresenta isomeria cis-trans. PUC-PR As substâncias que apresentam a propriedade de desviar o plano de vibração da luz polarizada são substân cias opticamente ativas. Isso ocorre porque esses compostos possuem assimetria cristalina ou assimetria molecular. Diante dessas informações, qual dos compostos adiante apre senta isomeria óptica? ácido fênico 2,4-dicloro-3-nitro-pentano metil-propano ácido acético ácido 2-cloro-propanoico Unesp O ibuprofen é um antiinflamatório muito usado. CH, H,C CH, I ® /CH. ^CH, I CH. X O ,H ibuprofen Sobre esse composto, é correto afirmar que: sua fórmula molecular é C,3H,g02. ; não tem carbono assimétrico. pertence à função amina. : apresenta cadeia heterocíclica saturadaN tem massa molar igual a 174 g/mol. Unesp O gliceraldeído, que é o menor dos açúcares con siderados aldoses, apresenta isomeria óptica. O seu nome quí mico é 2,3-dihidroxipropanal. a) Usando sua fórmula molecular, escreva a equação química que representa a reação de combustão do gliceraldeído. b) Desenhe a sua fórmula estrutural e assinale com uma seta o carbono que justifica a existência da isomeria óptica. Ufal A fórmula estrutural do gliceraldeído é: O OH OH H Analisando-se tal fórmula é possível concluir que o gliceraldeí do possui: isômeros geométricos (cis-trans). moléculas com carbono assimétrico, moléculas com ligações apoiares, somente, fórmula molecular CgjOHjg. moléculas com grupo carboxila. UFRRJ Os alcoóis são substâncias orgânicas extre mamente comuns, sendo alguns utilizados no cotidiano por todos nós. O etanol, por exemplo, além de ser usado como combustível, é encontrado em bebidas, em produtos de lim peza, em perfumes, cosméticos e na formulação de muitos medicamentos. Já o 2-propanol está presente em alguns produtos de limpeza. Em relação aos alcoóis que obedecem à fórmula molecular C^H^qO, analise as afirmações a seguir. I. Somente dois alcoóis obedecem à fórmula apresentada. II. Um dos alcoóis que obedecem à fórmula apresentada pos sui uma insaturação. III. Um dos alcoóis que obedecem à fórmula apresentada apresenta um carbono assimétrico. IV. Não há compostos cíclicos entre os alcoóis que obedecem à fórmula apresentada. São corretas somente as afirmações: I, III e IV. III e IV. I e II. I e IV. II e III. UFRJ Diferentes modelos podem ser usados para repre sentar os elementos e as substâncias químicas. Com base no modelo de Dalton, propõem-se os símbolos para representar os elementos, na figura I. Desta forma, as moléculas de água e do metanol podem ser representadas conforme a figura II. a) Existem 3 compostos com fórmula molecular CgHgCíg- deles é o trans-^, 2-dicloroeteno, que pode ser represen tado como mostra a figura III, a seguir. Figura I hic ® • O rogênio cloro oxigênio carbono Figura II A HgO CHgOH Figura III Represente, usando os mesmos símbolos, os outros com postos de fórmula molecular CgHgC^g. b) Dê 0 nome do composto de fórmula molecular C4HgC<? que apresenta atividade óptica. Füvest HO OH OH A molécula da vitamina C (ácido L-ascórbico) tem a fórmula es trutural plana mostrada na figura. O número de grupos hidroxila ligados a carbono assimétrico é: 0 3 1 4 2 PUC-MG Analise a estrutura do composto a seguir. H O I II O— c— C— OH I Considerando esse composto e tendo em vista seus conheci mentos sobre o assunto, assinaie a afirmativa incorreta. Apresenta fórmula molecular igual a CgHgOgC j^- Apresenta um carbono assimétrico e um anel aromático. Soluções aquosas desse composto terão pH menor do que 7. Verifica-se a existência dos grupos funcionais éter e ácido carboxílico. UFSC Assinale a(s) proposição(ões) correta(s) a respeito da cadeia carbônica de fórmula estrutural plana que segue: -CH— CHj CH, -NH, Representa uma cadeia carbônica acíciica heterogênea. É uma amida primária monossubstituída. E uma amina primária. Orgânico ligado ao grupo amino (-NHg) é uma alcoíla ou alquila. É isômero de cadeia da substância: HgN-CHg-CHg-CHg-CHg. Possui um carbono assimétrico. Todos os seus carbonos são saturados.Soma = UFPE Em seu livro O homem que matou Getúlio Vargas, Jô Soares afirma que “a naftalina, encontrada em qualquer lu gar para matar traças, misturada em dose certa, pode ser tão tóxica e fulminante quanto o cianeto”. O constituinte básico da naftalina é o naftaleno, C^gHg, sobre o qual podemos afirmar que é um hidrocarboneto: aromático que apresenta atividade óptica, aromático aquirai. cíclico saturado, acíclico. cíclico insaturado quiral. UFPE A origem da homoquiralidade da nossa biota é um dos grandes mistérios da ciência moderna. Das molécu las a seguir, de ocorrência comum nos seres vivos, qual não apresenta centro quiral (centro assimétrico ou centro este- reogênico)? CHgOH H H O ^ ^ ^ T CHjOH OH H Frutose o HO NH, Prostaglandina H2 UFSM A respeito das moléculas representadas, assinale V nas afirmativas verdadeiras e F nas falsas. ^ CHoCHpNH, Todas as moléculas representadas contêm, além da fun ção amina, as funções ácido carboxílico e amida. Dentre as moléculas representadas, existem dois amino- ácidos. Somente duas moléculas representadas contêm 0 grupo funcional fenol. V Todas as moléculas representadas possuem carbono quiral. A serotonina possui mais de um carbono quiral. A sequência correta é: V - F - V - V - F . . F - V - V - F - F . F - V - F - V - F . V - F - F - V - V . F - V - V - F - V . Unifesp Não é somente a ingestão de bebidas alcoólicas que está associada aos acidentes nas estradas, mas também a ingestão de drogas psicoestimulantes por alguns motoristas que têm longas jornadas de trabalho. Estudos indicam que o Brasil é 0 maior importador de dietilpropiona e fenproporex, es truturas químicas representadas nas figuras a seguir. / ■J \ CpHc CHj— CHg- H Triptofano -CN Fenproporex Para as drogas psicoestimulantes, uma das funções orgânicas apresentadas na estrutura da dietilpropiona e 0 número de car- bonos assimétricos na molécula da fenproporex são, respec tivamente: amida e 1. amina e 2. amina e 3. cetona e 1. cetona e 2. CAPITU108 • Isomerio UFPEa molécula de ingenol é um produto natural extraído de plantas, e seus derivados apresentam Inúmeras atividades biológicas, como por exemplo, agentes antileucêmicos e inibido res da reprodução do vírus causador da imunodeficiência hu mana. Somente após 16 anos de pesquisas é que a sua síntese total foi finalizada e envolveu 43 etapas com rendimento médio de 80% por etapa. Sobre a estrutura molecular do ingenol pode mos afirmar que; possui cinco átomos de carbono e um átomo de oxigênio com hibridização sp .^ possui oito centros assimétricos (quirais ou estere- ogênicos). possui funções álcool, aldeído e alqueno. possui anéis de quatro, cinco e sete membros, possui isomeria espacial cis-trans. E E UFC Alguns ácidos orgânicos são comumente conheci dos através de nomes “engraçados", tais como ácido traumá tico (I), ácido constipático (II) e ácido complicático (III). Analise as estruturas destes ácidos e assinale a alternativa correta. O O HO I, II e III apresentam em comum a função ácido carboxílico e a presença de centros quirais. I é uma molécula acíclica aquiral e II e III apresentam siste mas cíclicos quirais em suas estruturas. A nomenclatura lupac de I é ácido 2-undecenodioico e a configuração da ligação dupla é cis. II apresenta as funções álcool, ácido carboxílico e cetona na sua estrutura, sendo esta última conjugada. III possui 5 centros quirais em sua estrutura, permitindo a existência de 25 esteroisõmeros. D-Fenilalanina 1. A fração cíclica da hernandulcina não possui um piano de simetria. Na hernandulcina as duas insaturações apresentam con figuração cis. A fração cíclica da hernandulcina possui uma função química carboxila. A feniialanina existe como um par de enantiômeros. A feniialanina apresenta isomeria cis-trans. Assinale a alternativa correta. Somente a afirmativa 1 é verdadeira. Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1,2 e 5 são verdadeiras. Somente as afirmativas 3, 4 e 5 são verdadeiras. UEL Na transformação do ácido láctico em ácido pirúvico: H I — c —c — ■► H,C — C —c I ^O H II ^OH OH O 0 reagente: I. perde sua atividade õptica il. sofre redução III. origina produto que é seu Isômero funcional Dessas afirmações, somente: I é correta. II é correta. III é correta. I e II são corretas. II e III são corretas. UFJF O Tamiflu é uma droga potente contra o vírus in- fluenza e tem sido usado no combate ao vírus HgN,, respon sável pela gripe aviária. A síntese do Tamiflu utiliza, como materiais de partida, o ácido quínico ou o ácido shikímico, os quais podem ser obtidos a partir de certas plantas. Com base nas estruturas desses compostos, representadas a se guir, pede-se: UFPR Compare as estruturas das duas substâncias quí micas e considere as afirmativas a seguir. HO OCH2CH3 COOH HO' OH Ácido shikímico COOH Ácido quínico a) Qual a fórmula molecular do ácido quínico e que tipo de re ação permitiría a transformação do ácido quínico no ácido shikímico? b) Quantos grupos metila estão presentes no Tamiflu e quais os nomes das duas funções nitrogenadas existentes neste composto? c) Defina o conceito de carbono assimétrico (quiral). Quan tos átomos de carbono assimétrico existem na estrutura do ácido shikímico? d) Represente a equação química da hidrólise básica do Ta miflu. Considere apenas a reação no grupo funcional éster desse composto. PUC-RS Q composto que apresenta isomeria óptica, um carbono secundário com geometria tetraédrica e menos de 50% de carbono na sua composição centesimal, e que reage com alcoóis para formar ésteres é; glicose -CgH^gOg glicina -NHg-CHg-COQH etilenoglicol -HQ-CHg-CHg-QH ácido oxálico -HQQC-COQH ácido lático -CH,-CH-CQQH ^ I QH UFRS O ácido láctico, encontrado no leite azedo, apre senta dois isômeros ópticos. Sabendo-se que o ácido d-láctico desvia a luz planopolarizada 3,8° no sentido horário, os desvios angulares provocados pelo ácido l-láctico e pela mistura racê- mica são, respectivamente: -3,8° e 0° -3,8° e +3,8° 0° e -3,8° 0° e +3,8° +3,8° e 0° UFSM A glicose encontrada em doces e frutas, quando em solução aquosa, apresenta equilíbrio entre as estruturas a (I) e p (II). (I) 36% (II) 64% (+) a - glicose {+) p - glicose Com base nessas informações, pode-se afirmar que I e II são tautômeros e sua solução não desvia 0 plano de luz pola rizada. |b; diastereoisômeros e formam solução racêmica. enantiômeros e formam solução racêmica. diastereoisômeros e sua solução desvia 0 plano da luz po larizada. enantiômeros e sua solução desvia o plano da luz polarizada. K IA UFC A patulina (I) é uma molécula bicíclica de origem fún- gica, que pode ser obtida pela reação a seguir. © I \ ---- Q H (catalítico) . HO " ' OHC a) Sabendo que a rotação óptica do produto da reação é zero, indique a proporção de cada um dos enantiômeros formados. b) Indique 0 tipo de reação apresentado na formação de I. UEPG Com base nas estruturas químicas dos compostos representados a seguir, assinale 0 que for correto. H1 H C = Q H - C - OH11 H - C - Q H C = Q1 Q H - C - H j Q H - C - H j H - C - QH 1 H - C - OH1 H - C - Q H 1 H - C - O Hj CH2QH CHgOH I II Qs dois compostos são isômeros de posição. Qs dois compostos são açúcares. O composto I apresenta 0 grupo ácido carboxílico. O composto li apresenta a função química cetona. Qs dois compostos apresentam igual número de átomos de carbono assimétricos. Soma = 0^ 16 Unesp A sacarose e a lactose são dois dissacarídeos encontrados na cana-de-açúcar e no leite humano, respectiva mente. As estruturas simplificadas,na forma linear, dos monos- sacãrídeos que os formam, são fornecidas a seguir. H 1 H - C - OH CHgH H1111II CO2H ^C m iiiH 1 C = 1 0 1 H - C - OH 1 1 H - C - OH 1 y ^ O H HgC HO-^ V CH3 H O - C - H HO - C - H1 HO - C - H 1 (1) (II) H - i - 1 OH H - C - OH 1 HO - C - H 1 COjOH CO.H1 ^ H - C - OH H - C - OH H - C - OH 1^C iiiiiiO H 1 ..-CiiiiiiH1 H - C - 1 OH 1 H - C - O H 1 1 H - C - OH 1 H - ^ V CH2OH H-^ CH3 1 H H H (IV) (V) Frutose Glicose Galactose Com relação a esses compostos, i COpH I -C iim iH \ ; h20h (III) Os tipos de isomerias encontrados entre a molécula de glicose e as dos monossacarídeos frutose e galactose são, quando representadas na forma linear, respectivamente: de posição e de função. (b; óptica e de função. de função e de função. ;&, óptica e de posição. (e de função e óptica. 1 Ufla Considere os compostos a seguir. CH3CH2OCH2CH3 CH3CH2CH2CH2OH (1) (II) OH 1 H 11 CH3CH2i"""C CH3 H 1 CH3CH2" iii" C CH3^ ^ oh (III) (IV) As relações existentes entre I e são, respectivamente: .a,i :b; 'c; (d entre II e III e entre III e IV isômeros de cadeia, estereoisômeros, isômeros de posição, isômeros de função, isômeros de posição, estereoisômeros. isômeros de função, isômeros de cadeia, estereoisômeros. isômeros de cadeia, estereoisômeros, isômeros de função. «í.'UFV Dores musculares são frequentemente causadas pelo acúmulo do ácido lático (I) nos músculos, após a reali zação de exercícios prolongados. O seu isômero (II), por ou tro lado, é encontrado no leite azedo. O ácido (III) é também isômero de (I) e de (II). O glicerol (IV) é um agente umectante comumente adicionado a produtos, como cremes dentais, para evitar que esses sequem rapidamente. O ácido (V) é um dos responsáveis pelo sabor do queijo suíço. reta. (a) O composto (I) é isômero constitucional do composto (II). ib' O composto (I) é enantiômero do composto (II). (c) Os compostos (III) e (IV) não apresentam atividade óptica. :d) O composto (I) é isômero constitucional do composto (III). (e; O composto (III) não é isômero constitucional do composto (V). UFC A cantaridina (I), um pesticida isolado da mosca, apresenta a seguinte estrutura: Acerca desta molécula, pode-se afirmar, corretamente, que: (a) tem um enantiômero. (b) é uma molécula quiral. (c) apresenta atividade óptica. (d) apresenta plano de simetria. (e) contém dois carbonos quirais. Ufla O AZT possui capacidade de inibir a infecção e os efeitos citopáticos do vírus da imunodeficiência humana do tipo HiV, agente causador da Aids. Esse composto possui em sua estrutura vários grupos funcionais e carbonos assimétricos. HOCH Com relação a esse composto; a) cite três grupos funcionais. b) transcreva a estrutura, identificando os carbonos assimétri cos. c) identifique dois carbonos sp® e dois carbonos sp^ na estru tura transcrita. UFRJ Existem diversos tipos de penicilinas, já que uma mesma penicilina não é ativa contra todas as espécies de bac térias. Elas são denominadas pela indústria farmacêutica pe nicilinas N, G, V, O etc. As penicilinas apresentam estruturas quirais e a atividade biológica das penicilinas está associada a esta quiralidade. a) A penicilina estocada na temperatura ambiente perde sua atividade biológica. Medidas da atividade biológica deste antibiótico com o tempo (expresso em semanas) são apre sentadas adiante. Usando o gráfico, encontre o tempo de meia-vida, em relação à atividade biológica, deste medica mento (penicilina). Tempo (semanas) b) No caso da penicilina V, mostrada na figura, a forma dex- trógira tem uma atividade biológica de 1.696 unidades/mg, e a mistura racêmica de 848 unidades/mg (metade da ativi dade da forma dextrogira). A partir deste dado, explique qual deve ser a atividade biológica da forma levogira. T EXTOS C o m plem en ta res Nomenclatura i e Z A nomenclcfuro c/s e trans, utilizado poro diferenciar dois isô- meros geométricos, só poderá ser utilizada quando existirem no máximo três grupos diferentes ligados aos dois carbonos envolvi dos na isomeria, pois dessa forma é possível existir pelo menos dois grupos iguais do mesmo lado (c/s) ou de lados opostos (trans), em relação ao plano da ligação dupla. A A A ,C c/s trans Quando os quatro grupos ligados aos carbonos envolvidos na isomeria geométrica forem diferentes entre si, a nomenclatura ds-trans não faz mais sentido. De fato, a nomenclatura recomen dada pela lupac para se identificar isômeros geométricos é a no menclatura E e Z. Neste caso, devemos determinar os grupos de maior prioridade, de acordo com as regras de Prelog, em cada um dos carbonos en volvidos na isomeria geométrica. Se os grupos de maior prioridade estiverem do mesmo lado do plano, atribuímos o termo Z, se estive rem de lados opostos, E. As regras para se determinar a prioridade dos grupos são as seguintes: 1 ° O átomo de maior número atômico. 2° O isótopo de maior massa. 3° Se houver empate, aplicar as regras nos átomos subsequen tes. Vamos aplicar essas regras para estabelecer os nomes oficiais dos isômeros geométricos do 1 -cloro-2-metilbut-l -eno: £-1 -cloro-2-metilbut-1 -eno Z-1-cloro-2-metilbut-1-eno Entre o hidrogênio e o cloro, a prioridade maior é do cloro, pois possui número atômico 17 e o hidrogênio número atômico 1. Entre o grupo metil e etil, a prioridade maior é do grupo etil. Nesse caso, houve empate pela primeira regra, pois há car bono nas duas ligações. Analisando os átomos subsequentes, observa-se que no grupo metil existem três hidrogênios (H, H, H), mas no grupo etil existem dois hidrogênios e um carbono (C, H, H). Os termos E e Z são abreviações das palavras Entgegen e Zusammen, que em alemão significam oposto e junto, respectivamente. Configiira^õo absoluta e sistema Re S Os dois isômeros do ácido lóctico estão desenhados > tjlHa CjJHa CHa H— C— OH1 HO— C— H1 CH3 CH3 Se for utilizado o sistema lupac para nomear os dois com postos, será obtido um nome comum aos dois: butan-2-ol (álcool sec-butílico). No entanto, como esses compostos são diferentes, eles deveriam possuir nomes diferentes. De fato, um dos isôme- ros desvia a luz polarizada para a direita (dextrogiro) e o outro para esquerda (levogiro), de forma que poderíam ser chamados de (-l-)-butan-2-ol e (-)-butan-2-ol para o dextrogiro e levogiro, respectiva mente, mas ainda assim, não saberiamos qual dos dois é o dextrogiro e qual é o levogiro. Na literatura científica, é de fundamental importância que, ao publicar um artigo, o cientista deixe claro com qual dos dois compostos o experimento foi realizado. Para facilitar a indexação das substâncias na literatura científica, foi criado um sistema de nomenclatura baseado na configuração absoluta de cada carbono quiral (sistema R-S) adotado pela lupac como oficial. De acordo com esse sistema, um dos enantiômeros do bu- tan-2-ol deve ser chamado de (R)-butan-2-ol, e o outro enantiôme- ro, de (S)-butan-2-ol. ReS são derivados do latim rectus e sinister, que significam direito e esquerdo, respectivamente. A configuração absoluta (R) e (S) é atribuída com base nos seguintes procedimentos: 1. Desenhar a estrutura de acordo com a projeção de Fischer - ligações horizontais para frente e horizontais para trás. CHg CH3 CH, CHo ■OH ou CH, -OH CH, 2. Atribuir aos quatro grupos ligados ao carbono quiral ordem de prioridade, de acordo com as regras de Prelog (as mesmas do sistema £ e Z). 3. Girar quaisquer três grupos de forma que o grupo de menor prioridade fique na parte inferior. Traçar uma linha a partir do grupo de maior prioridade no sentido 1 ,2 e 3. Se a linha tiver sentido horário,o enantiôme- ro é R; se o sentido for anti-horário, 0 enantiômero é S. (fí)-butan-2-ol Deve ficar claro, no entanto, que não existe qualquer relação entre a configuração absoluta de um carbono quiral com o fato de a molécula ser dextrogira ou levogiro. Uma molécula que possua um carbono quiral com configuração R poderá ser dextrogira ou le- vogira, isso dependerá dos grupos que estiverem ligados ao carbo no. Por exemplo, o butan-2-ol com configuração absoluta R já foi amplamente analisado em laboratório, e sabe-se que é levogiro. Configurarão absoluta D e l e m bioquímica Antes da criação do sistema R-S para determinação da con figuração absoluta em 1966, os bioquímicos |ó enfrentavam pro blemas semelhantes ao trabalhar com aminoácidos e açúcares simples, pois estes possuem carbonos quirais. O sistema D e l para especificar a configuração absoluta dos carbonos quirais destes compostos foi desenvolvido por Emil Fis cher em 1891. Esse sistema é baseado na configuração absoluta de um açúcar de três carbonos, o gliceraldeído. O. HV HO- ■H D-gliceraldeído ç H— I — OH CHgOH L-gliceraldeído Para todos os compostos quirais, os estereoisômeros que possuem configuração relacionada com o D-gliceraldeído são QUÍM ia • FRENTE 1 designados de D e estereoisômeros relacionados com L-gliceral- deído designados L. Por exemplo, o alanina, extraída de proteínas de qualquer ser vivo, possui sempre a mesma configuração absoluta. Quando comparada com o gliceraldeído, temos a seguinte relação; HoN Ç ■— H O. H / C HO* ■H CHg CHjOH L-alanina L-gliceraldeído Por semelhança na posição dos grupos funcionais (CHO e COOH; N H j e OH), a alanina recebeu a designação L-alanina. Esse sistema de nomenclatura foi estendido a todos os amino- ócidos e açúcares naturais. Como até 1951 não era possível se determinar a configura ção absoluta de um carbono quiral, essa nomenclatura foi bas tante útil aos bioquímicos, pois podiam comparar a configuração relativa de um carbono quiral com a convenção feita por Fischer do gliceraldeído. Por exemplo, pode ser observado que dezenove dos vinte aminoócidos primários possuem carbono quiral com a mesma configuração absoluta L da L-alanina. Quando um ami- noácido natural qualquer desses dezenove é desenhado na proje ção de Fischer, o grupo amino fica sempre do lado esquerdo da figura, independentemente de qual grupo R ele possui. ç HgN »—5— H R L-aminoácido No entanto, historicamente, as designações d e / são utiliza das para abreviar o termo dextrogiro (desvio da luz polarizada para direita) e levogiro (desvio da luz polarizada para esquerda), res pectivamente. Ou seja, apesar de os dezenove aminoácidos terem configuração L, nem todos são levogiros (I). O sistema D e L criado por Fischer refere-se apenas ò configuração absoluta do carbono quiral e nada tem a ver com o desvio da luz polarizada. RESUMINDO Isomeria é um fenômeno que ocorre entre compostos diferentes, mas que opresentam a mesma fórmula molecular. Isomeria plana ou constitucional Na isomeria plana, os isômeros diferem na conectividade dos átomos que formam as moléculas isômeras. • Isomeria de função ou funcional: isômeros de função são compostos que possuem a mesma fórmula molecular, mas diferem na função química a qual pertencem. • Isomeria dinâmica ou tautomeria: é um caso especial de isomeria de função. Os isômeros coexistem em um equilíbrio dinâmico, ge ralmente muito deslocado no sentido do composto carbonílico. • ■ Isomeria de cadeia: os isômeros de cadeia pertencem obrigatoriamente ò mesma função, mas diferem no tipo de cadeia carbônica que possuem. • Isomeria de posição: os isômeros pertencem à mesma função e possuem a mesma cadeia carbônica, mas diferem na posição do grupo funcional, insaturações e/ou ramificações. • Isomeria de compensação ou metameria: é um caso especial de isomeria de posição em que os isômeros diferem na posição do heteroátomo. Isomeria espacial ou estereoisomeria Isômeros espaciais ou estereoisômeros são isômeros que possuem a mesma conectividade entre os átomos, mas diferem na disposição espacial dos átomos na molécula. • Isomeria geométrica: os isômeros geométricos são diasteroisômeros que diferem na disposição geométrica de grupos ligados a carbo- nos que não podem girar independente um do outro. • Isomeria óptica: isômeros ópticos são estereoisômeros, cujas moléculas assimétricas diferem no desvio da luz polarizada. QUER SABER MAIS? LIVRO ■ Solomons. Químico orgânica. 5 ed. John Wily & Sons, Inc. SITE www.anvisQ.gov.br/alimentos/gordura_trans.pdf XERCICIOS OMPLEMENTARES Isomería plana D PUC-RS Em uma aula de química orgânica, o professor escreveu no quadro a fórmula C^HgO e perguntou a quatro alu nos que composto tal fórmula poderia representar. As respostas foram: Atuno Composto 1 Butanal 2 Butanoato de metila 3 Butanona 4 Ácido butanoico O professor considerou certas as respostas dadas pelos alunos; l e 2 . 2 e4 . I ,2 e 3 . b; 1 e 3. : 3 e 4. Mackenzie O número máximo de isômeros de fórmula molecular CjHj2 é: ' (X) 2 OH e HO HO 0 \ e HO HO O ' O- OH Uerj O programa brasileiro de produção de etanol já des pertou o interesse de várias nações. O etanol, além de ser uma ótima alternativa de combustível, também é utilizado em várias aplicações industriais, por exemplo, a produção do etanoato de etila, um flavorizante de larga aplicação. A fórmula estrutural plana de uma substância que possui a mes ma fórmula molecular do éster citado no texto é: |fpUC-SP Considere os seguintes pares de substâncias. I. Metilbutano e butano.> II. 1-propanol e 2-propanol. III. Butanal e 2-butanol. IV. Ácido propanoico e etanoato de metila. V. Etanol e ácido etanoico. São isômeros entre si somente os pares de substâncias indica dos nos itens: I, II e V. II, III e IV. b II e IV. I e V. Vi III eV UFSM Analise a molécula do ácido láctico e assinale a alternativa que mostra, respectivamente, os isômeros cetona e éster. O H O OH OH ácido láctico OH e HO OH e HO O ' D FGV Considere os compostos orgânicos; (I) 1-butanol, (II) metoxipropano, (III) ácido butanoico, (IV) butanal e (V) 2-butanona. O etanoato de etila é isômero do composto: I. V, III. V. II. IV. B Ufes Dois líquidos incolores têm a fórmula molecular C^HjqO, porém apresentam pontos de ebulição bastante dife rentes (117,7 °Ce34,6 °C). Esses líquidos podem ser: um aldeído e uma cetona. um álcool e um éter. dois éteres isoméricos. 1) duas cetonas isoméricas. dois aldeídos isoméricos. K J Observe: Fenilalanina Fenilalanina hidroxilase Tirosina Tirosina hidroxilase Dopa Dopa bescarboxilase^ Dopamina HO HO H CH Feniletanolamina C_C_N^ ® N -m e t i l - I H H ^H HO H C -C -N H , I I H H OH Adrenalina HO T Dopamina p - hidroxilase Noradrenalina Comparando-se a adrenalina com a noradrenalina, são feitas as seguintes afirmativas. I. São isômeros funcionais. II. Ambas possuem cadeia carbônica aromática. III. São ácidos de Brõnsted-Lowry em meio protofílico. IV. Apresentam igual número de ligações n. V. Possuem dois átomos de carbono primários em cada uma de suas moléculas. São verdadeiras as afirmativas: I e II apenas. II e IV, apenas. II, III e IV, apenas. III, IV e V, apenas. I, II, III e V, apenas. Ufsc Observe as equações químicas do esquema a seguir, cujo reagente (A) é um composto orgânico muito importante na indústria química. Dentre suas várias aplicações, destacam-se sua utilização como agente responsável pelo amadurecimento de frutas e seu emprego na fabricação de polímeros. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). HBr H2C = CHj (A) HjO / H2SO4 H3C — CHj — Br (B) H3CCHj —OH (C) O composto A pertence à função dos hidrocarbonetos de fórmula geral + 2- Os nomes lupac de B e C são, respectivamente, bromoeta- no e etanol. A obtenção de C ocorre a partir da reação de desidratação de A, catalisada por ácido sulfúrico. Os produtos B e C apresentam apenas átomos de carbono com hibridização sp .^ O composto C é um isômero funcional do éter etoxietano. O nome lupac de A é eteno. Soma E l PUC-Rio Considere o composto orgânico a seguir, repre sentado de duas formas: O H3C - CH2 - C Sobre ele, responda: a) Esse composto pertence a que função? b) Faça a representação estrutural, em bastão do isômero de função, que apresenta cadeia carbônica alifática e saturada. Mackenzie Observe os compostos. 1 II 0 // H 3 C -C H 2 -C ' " h 0 II H 3 C - C - C H 3 Dos compostos I e II acima, é incorreto afirmar que: , I é um aldeído. íbj II é uma cetona. I e II são isômeros de cadeia, idi I e II são isômeros de função, o nome comercial de II é acetona. Mackenzie Dentre os compostos formulados abaixo, os O que apresentam isomeria de função são: O . - HC e \ O -C H 2 -C H 3 HoC - C ■CHo H2C = CH-CH-CH3 I CH, e H C = C -C H 3 e H 3C -C H 2 -O H ■El UFJF O biodiesel é produzido a partir de óleos vegetais, novos ou usados, ou de gorduras animais, através do processo de transesterificação (ou alcoólise). A reação a seguir represen ta a transformação de uma gordura em uma mistura de glicerina e um componente do biodiesel. H 0 II H - C - OCÍCHjiieCHa CH,OH H - C-OC(CH2),bCH3 I ° H - C - OC(CH2),bCH3 I H gordura 3CH3OH H* ou O H ' I H — C— OH + 3CH3(CH2),3C' I OCH3 CH2OH glicerina componente do biodiesei a) Quantos átomos de carbono com hibridização sp ^possui a molécula de glicerina e qual a fórmula molecular do com ponente do biodiesel representado na figura? b) Qual a função química orgânica presente em ambas as moléculas de gordura e biodiesel? Qual a massa molar do componente do biodiesel representado na figura? c) A hidrólise da molécula do componente do biodiesel apre sentado, em presença de NaOH, irá gerar um composto utili zado na limpeza. Qual a fórmula estrutural desta substância? d) Dê a fórmula estrutural de um isômero plano funcional do componente do biodiesel dado na figura. PUC-RS Com a fórmula molecular CyHgO existem vários compostos aromáticos, por exemplo; -C H , CHp — OH X Y Z Considerando os compostos acima, afirma-se que: I. X pertence à função química éter. II. Y apresenta cadeia carbônica heterogênea. III. Z apresenta isômeros de posição. IV. X, Y e Z apresentam em comum o grupo benzila. Pela análise das afirmativas, conclui-se que somente estão cor retas: I e II. I, III e IV. I e III. II, III e IV. II e IV. PUC-SP Sob aquecimento e ação da luz, alcanos sofrem reação de substituição na presença de cloro gasoso, formando um cloro alcano: luz CH4 C 2^ CHjCf + HCf calor Considere que, em condições apropriadas, cloro e propano reagem formando, principalmente, produtos dissubstituídos. O número máximo de isômeros planos de fórmula C ^ ^C ( .2 obtido é: 5 2 4 1 3 ^ UFPR Considere as estruturas a seguir. II. Os compostos A, B, C e D possuem carbono terciário. III. Apenas os compostos A e B são aromáticos. IV. Nenhum dos compostos possui cadeia ramificada. V. Os compostos A e B são hidrocarbonetos, 0 composto C é um fenol e 0 composto D é um éter. Assinale a alternativa correta. Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. Somente as afirmativas II e V são verdadeiras. Somente as afirmativas III e V são verdadeiras. UFRJ As substâncias puras tetracloreto de carbono, n-octano, n-hexano e isopropanol encontram-se em frascos identificados apenas pelas letras A, B, C e D. Para descobrir as substâncias contidas nos frascos, foram reali zados dois experimentos; - No primeiro experimento, foi adicionada uma certa quantidade de água nos frascos A e B, observando-se 0 comportamento a seguir: (imiscibilidade) (miscibilidade) - No segundo experimento, determinou-se que a substância do frasco C foi aquela que apresentou a menor pressão de vapor à temperatura ambiente (25 °C). Nomeie e represente as estruturas em bastão dos isômeros de posição e de função do isopropanol. UFRJ Existem cinco compostos aromáticos diferentes, aqui representados pelas letras A, B, C, D e E, com a fórmula molecular C^HgO. a) A, B e C são isômeros de posição. Identifique a função química desses compostos. b) Escreva a fórmula estrutural do composto D, sabendo que seu ponto de ebulição é maior que o de E. Uerj A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos diver sos que apresenta, dentre outros, os seguintes componentes: ÇH3 C H 3-C — C H -C H 2 -C H 3 I I CHo CH, tos C e D são isômeros de função. 1 ^ / QUÍMICA • PRENTE I Os pares de componentes I-II e I-IIÍ apresentam isomeria pla na, respectivamente, do tipo: cadeia e cadeia, cadeia e posição, posição e cadeia, posição e posição. ^ Ufsc Alcinos são hidrocarbonetos de cadeia acíclica, ho mogênea e insaturada do tipo etínica. Os alcadienos são também hidrocarbonetos de cadeia acíclica, homogênea e insaturada do tipo dietênica. Ambos possuem a mesma fórmula geral. Considerando um alcino e um alcadieno com três átomos de carbono na cadeia, podemos assinalar como correta(s) a(s) proposição(ões): Ambos possuem 4 átomos de hidrogênio. Ambos são isômeros de cadeia. O alcino tem mais ligações que o alcadieno. Ambos são isômeros de função. Ambos são isômeros de compensação. As fórmulas estruturais são diferentes. Soma UFRRJ As substâncias A, B e C têm a mesma fórmula mo lecular (CjHgO). O componente A tem apenas um hidrogênio ligado a um carbono secundário e é isômero de posição de C. Tanto A quanto C são isômeros de função de B. As substâncias A, B e C são, respectivamente: 1 -propanol, 2-propanol e metoxietano. etoxietano, 2-propanol e metoxietano. isopropanol, 1-propanol e metoxietano. metoxietano, isopropanol e 1-propanol. 2-propanol, metoxietano e 1-propanol. CHj noUnesp Considerando-se a posição dos grupos anel aromático, o dimetilbenzeno possui: 10 isômeros. 6 isômeros. 5 isômeros. 3 isômeros. 2 isômeros. QFMG Dois compostos gasosos, o ciclopropano e o pro- peno, são isômeros. Todas as seguintes propriedades permitem distinguir esses ga ses, exceto: a quantidade de COj produzida na combustão completa. X a reatividade frente ao hidrogênio em presença de catali sador. a temperatura de liquefação. o calor de combustão. UVG (Adapt.) As fórmulas estruturais, a seguir, represen tam isômeros cuja fórmula molecular é CgH,4. Essas substâncias diferem quanto: (a ao número de ligações. (ti) ao grupo funcional, i c às propriedades físicas. (d l à composição química. Isomeria geométrica Mackenzie Entre os compostos de fórmulas mostradas adiante: H 2 C = C — CH3 e H 2 C = C H — C H 2 -C H 3 CH3 tem-se isomeria: i, ; de cadeia. ■' h ' de posição. • ) de função. (íi ;: cA-tran5 ou geométrica. < e) de tautomeria. UFRS Assinale, entre os seguintes compostos, o que pode apresentar isomeria espacial. (a) H2C=CHCf <;b. c n ^ c m r CHjCf-CHjCf J CHCf=CHCf CH2Cf-CH2Br CFTSC Qual das estruturas a seguir apresenta isomeria geométrica? ' I CH3— CH = CH — CH3 (' H2C = C -C H 3 ^ I CH3 H2C = CH — CH2 — CH3 ' H2C = CH — CH3 (1 H jC ^ C H — CH2 — CH2— CHj _ H UEG A seguir, são apresentados diversos compostos. Analise-os e julgue as afirmações apresentadas. 2) CH3CH2OCH2CH3 3) C H 3C H 2C H 2C / / O \ O H 4)CH3CH2CH2CH20H I . o composto 1 apresenta isomeria cis-trans.II. O composto 2, conhecido como éter dietílico, é isômero de ^ função do composto 4. GVPÍTUIO 8 * isomeria III. o composto 4 apresenta maior ponto de ebulição que o V composto 2 . IV. 'N os compostos 1, 2, 3 e 4 há presença de heteroátomo. Marque a alternativa eorreta. ) Apenas as afirmações I, II e III são verdadeiras. Apenas as afirmações II, III e IV são verdadeiras. ) Apenas as afirmações UI e IV são verdadeiras.V Apenas as afirmações II e III são verdadeiras. Apenas a afirmação II é verdadeira. UFMG Insetos indesejados podem ser eliminados usando- -se armadilhas que contêm feromônios. Emitidas por indiví duos de determinada espécie, essas substâncias, funcionando como meio de comunicação entre eles, regulam o comporta mento desses mesmos indivíduos. Um desses feromônios é o l-octen-3-ol, que tem esta estrutura: CHj =CH — CH — CHj - -CHj—CH2—CH2—CH3 OH Considerando-se a estrutura desse áleool, é correto afirmar que ele apresenta: a i condutividade elétrica elevada em solução aquosa. hi diastereoisomeria cis-trans. massa molar igual à do 3-oeten-l-ol. íds temperatura de ebulição menor que a do 1-oeteno. 1!| UFC O aroma dos perfumes, geralmente, resulta de mistu ras de compostos químicos. Moléculas com estruturas químieas semelhantes não possuem necessariamente aromas similares. Nerol e geraniol, por exemplo, cujas estruturas são represen tadas a seguir, são constituintes naturais de perfumes e exalam diferentes aromas. 'OH Nerol Geraniol Com relação às moléculas anteriormente representadas, é cor reto afirmar que nerol e geraniol são isômeros: ópticos, de posição, de compensação, geométricos, de função. UEL A vitamina A, conheeida eomo retinol, tem papel im portante na química da visão. O retinol é oxidado a um isômero do retinal (estrutura A) que sofre isomerização produzindo o outro isômero do retinal (estrutura B), a partir da ação de uma determinada enzima. Observe as estruturas dos isômeros do retinal, a seguir, identi ficados como A e B. Isomerização catalisada por enzima Com base nas estruturas e nos conheeimentos sobre 0 tema, assinale a alternativa correta. O composto A é identificado como 1 l-trarw-retinal e difere de B na disposição espacial. O composto B, identificado como ll-rra/75-retinal, apre senta a função aldeído e contém um anel benzênico em sua estrutura.^,. ( • O composto A é identificado como 11-cA-retinal e apre senta fórmula molecular diferente de B. (d) O composto B é identificado como ll-cA-retinal e apre senta átomos de carbono com hibridização sp. (e) Os compostos A e B, identificados como W-cis e \ l-trans- -retinal, respectivamente, apresentam cadeias saturadas. ITA Assinale a opção que contém o par de substâncias que, nas mesmas condições de pressão e temperatura, apresen tam propriedades físico-químicas iguais. : b) *^ 3^ HX H OH 1 ^ \ / - c — c C; = c 1 \ / \ i H H 0 — CH2 — c H3C — C — CH3 ce \ H H3N ce \ / \ / Pt Pt / \ / \ ce ce NH3 ce ce ce H - c — C — H H — c - - C — H H H H ce — CH2 CHj - - CH2 — CH3 \ / c = = c / \ H CH3 — CHj CH3 \ / C = = c / \ H CH2 - - CHj — CH3 ■ sR S Q liíiW ICft • r i f N T i ! PUC-MG A presença da vitamina A na dieta alimentar é importante porque, entre outras coisas, ela está relacionada à manutenção de uma boa visão. Dentro do organismo, a vita mina A converte-se em retinal, participando de um conjunto de reações químicas que ocorrem nos olhos e sendo responsável pelas informações visuais que são emitidas para o cérebro. A fórmula estrutural do retinal é: CHO Considerando-se a estrutura do retinal, é correto afirmar que: pertence à função álcool, apresenta isomeria cis-trans. apresenta carbonos com hibridações sp e sp .^ apresenta 5 ligações pi. Unesp A partir da hidrogenação parcial de óleos vegetais líquidos, contendo ácidos graxos poli-insaturados (contendo mais de uma dupla ligação), são obtidas as margarinas sólidas. Nos óleos vegetais originais, todas as duplas ligações apresen tam configuração cis. No entanto, na reação de hidrogenação parcial ocorre, também, isomerização de parte das ligações cis, formando isômero írans, produto nocivo à saúde humana. O ácido linoleico, presente em óleos e gorduras, é um ácido graxo que apresenta duas insaturações, conforme fórmula mo lecular representada a seguir: C5H„-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-C00H Escreva as fórmulas estruturais do isômero cis e do isômero trans que podem ser obtidos a partir da reação de hidrogenação da dupla ligação mais próxima do grupo carboxílico deste ácido. UFV Devido ao grande número de compostos orgânicos existentes, a Comissão Internacional de Química Pura e Apli cada (lupac) tem estabelecido regras, que são periodicamente revisadas, para nomear de forma sistemática estes compostos: ÇOOH .OH ^ O H (II) O ,NH (III) (IV) (V) Considerando as regras de nomenclatura recomendadas pela lu pac, os nomes dos compostos de (I) a (V) são, respectivamente: ácido orto-hidroxibenzoico; octan-l-ol; cií-pent-2-eno; hexan-2-ona; dietilamida. ácido orto-hidroxibenzoico; octan-l-ol; trara-pent-2-eno; hexan-2-ona; dietilamina. ácido 2-hidroxibenzoico; octan-l-ol; cA-pent-3-eno; he- xan-2-ona; dietilamina. ácido para-hidroxibenzoico; octan-l-ol; tranj-pent-2-eno; hexan-5-ona; dietilamina. ácido 2-hidroxibenzoico; octan-l-ol; íram-pent-3-eno; hexan-5-ona; dietilamida. Unifesp Solubilidade, densidade, ponto de ebulição (RE.) e ponto de fusão (P.F.) são propriedades importantes na caracte rização de compostos orgânicos. O composto 1,2-dicloroeteno apresenta-se na forma de dois isômeros, um com RE. 60 °C e outro com P.E. 48 °C. Em relação a esses isômeros, é correto afirmar que o isômero: cis apresenta P.E. 60 °C. cis é o mais solúvel em solvente não polar. trans tem maior polaridade. > cis apresenta fórmula molecular C2H^Cf2- trans apresenta forças intermoleculares mais intensas. UFG Glicerídeos são ésteres de glicerina com ácidos graxos (ácidos monocarboxílicos com mais de 10 carbonos). Esses ácidos, ao apresentarem ligações duplas, são ditos mono ou poli-insaturados. Na produção de margarina, ocorre a hi drogenação catalítica das ligações duplas presentes nas cadeias carbônicas. Um dos ácidos utilizados nesse processo é o ácido linoleico, CjyHjjCOOH. Quando o ácido graxo tem mais de uma ligação dupla e se fez a hidrogenação de apenas uma, as outras podem sofrer uma conversão de orientação cis-trans. a) Proponha uma fórmula estrutural plana do ácido linoleico. b) Represente o ácido linoleico com orientação cis de sua(s) duplas(s). c) Quantos gramas de hidrogênio são necessários para hidro- genar completamente 14 g de ácido linoleico? UFPI Pesquisas na UFC revelaram que um dos principais componentes da flor de macela, comercializada em ervanários populares para problemas estomacais e do fígado, é o ácido centipédico, cuja estrutura é dada a seguir. Escolha a opção cor reta, relacionada com a estereoquímica da ligação dupla que não se encontra conjugada com a carboxila e possui somente um grupo metila. H H H CHg CH3 COjH Configuração trans (ou E na nomenclatura mais moderna) Configuração cis (ou Z na nomenclatura mais moderna) Por causa dos dois carbonos metilênicos não há isomeria nessa posição. Por causa dessa dupla ligação o composto só apresenta iso meria óptica. Nesta dupla há um exemplo claro de tautomeria. PUC-RS Isômeros são moléculas que têm a mesma fórmu la molecular, mas diferentes arranjos dos átomos. Um compos to com fórmula C^Hg apresenta três isômeros cujas entalpias de combustão estão indicadas na tabela a seguir: Nome do composto isômero Entalpia combustão (kJ/ mol) 1-buteno -2.696,7 c/s-2-buteno -2.687,5 frans-2-buteno-2.684,2 A transformação do isômero cis-2-büteno para o rranj-2-buteno apresenta uma variação de entalpia em kJ/mol de aproximada mente: . +20,5. (u) -5,4. + 12,5. -3,3 -9,2. Isomeria óptica »■ PUC-PR Dada a estrutura abaixo: NHg - 0=0I R OH para tomá-la opticamente ativa, o R deverá ser: H3C- -C H g-C - -H ou ■-NH .^ -CH3 ou -NHj. -CHj ou ■-CH2CH3. -H ou -CH3. -CH2CH3 ou -NH2. Unicamp As plantas necessitam comunicar-se com inse tos e mesmo com animais superiores na polinização, frutifi cação e maturação. Para isso, sintetizam substâncias voláteis que os atraem. Um exemplo desse tipo de substâncias é o 3-penten-2-ol, encontrado em algumas variedades de manga, morango, pêssego, maçã, alho, feno e até mesmo em alguns tipos de queijo como, por exemplo, 0 parmesão. Alguns dos seus isômeros atuam também como feromônios de agregação de certos insetos. a) Sabendo que o 3-penten-2-ol apresenta isomeria cis-trans, desenhe a fórmula estrutural da forma trans. b) O 3-penten-2-ol apresenta também outro tipo de isomeria. Diga qual é, e justifique a sua resposta utilizando a fórmula estrutural. UFF Se você sofreu com as espinhas na adolescência e ficou com 0 rosto marcado por cicatrizes, chegou a hora de se ver livre delas. A reconstituição química para cicatrizes da pele é um procedimento avançado, realizado em consultório médico, que dispensa anestesia. Com um estilete especial, apli ca-se uma pequena quantidade de ácido tricloroacético (ATA) a 100%, em cada cicatriz. A substância estimula a produção de um colágeno e promove um preenchimento de dentro para fora. É muito mais poderoso e eficaz do que os peelings tradicionais, que trabalham com o ATA com, no máximo, 40% de concentra ção. A fórmula estrutural do ATA é: Ci ce— c—cooH I Ci Assim sendo, marque a opção correta. O ATA é opticamente ativo e apresenta isômeros cis e trans. O ATA é opticamente ativo. O ATA é constituído por uma mistura racêmica. O ATA é opticamente inativo. O ATA apresenta, apenas, isomeria cis-trans. PUC-PR Alguns compostos orgânicos podem apresentar mais de um tipo de isomeria, por exemplo, isomeria espacial tipo cis-trans e óptica. Qual dos compostos a seguir apresenta essa propriedade? . 2-penteno 4-metil-2-pentino ' 2,4-dicloropentano i. 2,4-dimetil-2-penteno : 2,4-dicloro-2-penteno Ufscar Apresenta isomeria óptica: H 2N -C H 2 -C O O H -C H 2 -C H -N H 2 I CHo O II H3 C-CH2 - C - O - C H 3 O II H 3 C - C - N -C H 3 1^ H3C - C H 2 - C = C - CH2 - CH2C/ CH3CH3 UFG ". o arranjo dos ligantes ao redor do átomo de carbo no é fetraédrico..." Van't Hoft, 1874. H C------N------CH2 CH3 / \ H CH3 Dos carbonos numerados na molécula representada, qual deles corresponde a um carbono assimétrico? 1 4 2 . 5 3 UFRS O limoneno é um composto orgânico natural exis tente na casca do limão e da laranja. Sua molécula está repre sentada a seguir. Na figura, o carbono quiral que essa molécula possui é repre sentado pelo número: 1. 2 . 3. 4. 5. UFRGS O nome oficial do composto vulgarmente co nhecido como “ecstasy” é n-metil (3,4 metilenodioxifenil) propan-2-amina. Sua estrutura molecular está representada a seguir. ,NH— CHo Considere as seguintes afirmações a respeito desse composto. I. Sua fórmula molecular é C,jH,5N02 . II. Sua molécula apresenta um carbono quiral. III. Sua molécula apresenta cadeia homogênea, mista, ramifi cada. Quais estão corretas? Apenas I. Apenas I e 11. Apenas I e III. Apenas II e III. I, II e III. UFRS A fluoxetina é uma droga antidepressiva cuja estru tura molecular está representada a seguir. F,C Pode-se afirmar corretamente que essa molécula apresenta: somente quatro carbonos com geometria tetraédrica. as funções orgânicas amina primária e éter. apenas um carbono quiral. fórmula molecular Cj^HjyFjON. cadeia carbônica alicíclica ramificada. O hidróxibenzeno é também conhecido por tolueno. ' ■’ Os sufixos dos nomes dos compostos com as respectivas funções estão corretos: “al” para aldeído, “ona” para ceto- na, “oico” para ácido carboxílico e “ol” para álcool. Soma UFRN A alfazema, flor silvestre do Oriente Médio, aclimatada na Península Ibérica, é empregada, desde a An tiguidade, como matéria-prima na fabricação de perfumes. A estrutura da substância chamada linalool, responsável pelo cheiro agradável do óleo de alfazema, encontra-se represen tada abaixo. CH, -CH .CH, 'CH, CH, OH CH, ,CH CH, linalool Quanto à posição do grupo funcional e ao tipo de isomeria es pacial, pode-se classificar o linalool como um álcool: primário, com isomeria geométrica, í b) terciário, com isomeria óptica. ■ c) primário, com isomeria óptica. terciário, com isomeria óptica e geométrica. f UFSM A conversão do íon piruvato ao íon lactato ocorre em situações de grande esforço dos músculos. Essa transfor mação se dá com a ação do dinucleotídeo nicotinamida adenina (NADH), como mostra a equação química. HH,C O c — c II II o o íon piruvato + NADH + H^ CH, ^ C —0“ ■ I II ^ OH O íon lactato + NAD^ Considerando a equação, afirma-se: I. \O s dois íons, piruvato e lactato, são carboxilatos. II. VNADH funciona como agente redutor. III. O íon lactato possui carbono assimétrico. Está(ão) correta(s) 1 b) (d. apenas I. apenas I e II. apenas II e III. apenas III. I, II e III. UEM Assinale (a)s altemativa(s) correta(s). O ácido butanoico pode ser encontrado na manteiga, no queijo velho e no chulé. Esse composto é isômero funcio nal do etanoato de etila. O composto 1,2-dicloro-eteno não apresenta isomeria geo métrica ou cis-trans. No ácido láctico (ácido 2-hidróxi-propanoico), o carbono de número 2 é assimétrico e o composto apresenta isomeria óptica. Q composto com fórmula molecular C2ÍIjN0 pode ser a etanamida. PUC-PR A monocloração do 2-metilpentano pode forne cer vários compostos, em proporções diferentes. Dos compostos monoclorados, quantos apresentarão carbono quiral ou assimétrico? 4 5 1 . 2 ie) 3 Unesp São dadas as fórmulas estruturais dos medicamentos: O H O fenacetina (X) HgC— CH-CH3 ibuprofen (Y) Sobre estes dois medicamentos, foram feitas as afirmações se guintes: I. X possui as funções éter e amida. V II. Y é um ácido carboxílico. III. Os dois compostos possuem substituintes no benzeno na posição para. IV. X e Y apresentam isomeria óptica.' São verdadeiras as afirmações: I, II e III, apenas. ■ III e IV, apenas.X II e IV, apenas.^ I e II, apenas. I, II, III e IV. ( Unesp O neurotransmissor serotonina é sintetizado no organismo humano a partir do triptofano. As fórmulas estrutu rais do triptofano e da serotonina são fornecidas a seguir. ( (! O OH Triptofano — NHg H H Serotonina A respeito dessas moléculas, pode-se afirmar que: apenas a molécula do triptofano apresenta atividade óptica, ambas são aminoácidos. a serotonina é obtida apenas por hidroxilação do anel ben- zênico do triptofano. elas são isômeras. : as duas moléculas apresentam a função fenol. UFPE A fexofenadina é um anti-histamínico não sedativo que surgiu como um substituto para um outro medicamento que causava fortes efeitos colaterais. Este composto apresenta a se guinte estrutura molecular: Pode-se afirmar que este composto possui: dois carbonos quirais (assimétricos) e um grupo funcional ácido carboxílico. um carbono quiral (assimétrico) e um grupo funcional fenol. dois carbonos quirais (assimétricos) e dois grupos funcionais alcoóis. 1 ! um carbono quiral (assimétrico) e um grupo funcional amina. três carbonos quirais (assimétricos) e três grupos funcio nais aromáticos. PUC-SP o eugenol é uma substância presente no óleo de louro e no óleo de cravo.HO, CH3O CH = CH, Sobre a estrutura da molécula do eugenol, pode-se afirmar que: I. estão presentes as funções fenol e éster. \ II. essa substância apresenta isômero geométrico. ^ III. essa substância não apresenta isômero óptico. Considera-se correto o que se afirma em: . 1. II. ;. ^ III. «d! II e III. l e l l . UFPE O eitral é uma mistura de isômeros (geranial e ne- ral) obtida a partir do óleo essencial do limão. Devido ao seu odor agradável, é bastante utilizado na preparação de perfumes cítricos. A partir das estruturas apresentadas, podemos dizer: o geranial é o isômero trans (ou E), e o neral é o isômero cis (ou Z). 0 geranial e neral apresentam a mesma fórmula molecu lar CgHj40. geranial e neral apresentam uma carbonila como grupo funcional e, por isso, são chamados de cetonas. geranial e neral são terpenos que apresentam isomeria espacial (óptica). geranial e neral apresentam uma dupla ligação conjuga da a uma carbonila. Ufsc O narcotráfico tem sempre uma novidade para au mentar 0 vício. A última é o GHB, com a seguinte fórmula es trutural plana: OH H H H- -C- I H -C- I H -C- H -COOH Entre os principais malefícios da droga estão: • dificuldade de concentração • perda de memória • parada cardiorrespiratória • diminuição dos reflexos • perda da consciência • disfunção renal Com base na estrutura orgânica apresentada, assinale a(s) proposição(ões) corretas(s): a fórmula representa um composto orgânico de função mista: ácido orgânico e enol. o carbono onde está ligado o grupo hidroxila é o carbono delta. a hidroxila está ligada ao carbono 4 da cadeia principal, a nomenclatura do composto é ácido gama-hidróxi-buta- noico. na estrutura do referido composto existe um carbono insa- turado. todos os carbonos da cadeia são saturados. 0 composto possui isômeros ópticos que apresentam os mesmos princípios maléficos anteriormente referidos. Soma = UFC Um dos motivos de preocupação e conflito nas fa mílias diz respeito aos distúrbios do sono em adolescentes. Na fase da puberdade, o organismo atrasa em até quatro horas a produção da melatonina, hormônio que regula a necessidade de dormir. Sobre a estrutura da melatonina, representada a seguir, é correto afirmar que: O apresenta um anel heterocíclico. contém as funções éter e amina secundária, representa um composto opticamente ativo, apresenta dez carbonos com hibridização sp .^ contém quatro pares de elétrons não ligantes. Unifesp A “violeta genciana” é empregada, desde 1890, como fármaco para uso tópico, devido a sua ação bactericida, fungicida e secativa. Sua estrutura é representada por: ÇH3 CH, H,C H,C 'CH, Em relação à violeta genciana, afirma-se: I. Apresenta grupos funcionais amina e radicais metila.'^ II. Apresenta carbono quiral. \ III. Forma ligação de hidrogênio intermolecular. E correto apenas o que se afirma em: I. - II e III. I e II. III. I e III. FGV O metilfenidato, estrutura química representada na figura, é uma substância utilizada como fármaco no tratamento de casos de transtorno de déficit de atenção e hiperatividade. Na estrutura do metilfenidato, o número de carbonos assimétri cos e a sua fórmula molecular são, respectivamente: 1 e c 12HbNO^. 1 e c bH 1 e c 14H19NO2. 2 e c bH17NO,. 2 e c hHjçNOj. Fuvest Uma espécie de besouro, cujo nome científico é Anthonomus grandis, destrói plantações de algodão, do qual se alimenta. Seu organismo transforma alguns componentes do al godão em uma mistura de quatro compostos, A, B, C e D, cuja função é atrair outros besouros da mesma espécie. ÇH3 -CHj H, CHjOH HjC— -C ^ '^CHjOH H2C— .C^C H 2 1 HjC 1 1 H CH3 A CH3 B c" HoC' h1 0 0 11 C H j 1 .C H 3 CHs CH. \ h . H^C C H 3 \ h 3 D Considere as seguintes afirmações sobre esses compostos. I. , Dois são alcoóis isoméricos e os outros dois são aldeídos\ , ^isoméricos. II. A quantidade de água produzida na combustão total de um mol de B é igual àquela produzida na combustão total de um mol de D. III. Apenas as moléculas do composto A contêm átomos de carbono assimétricos. É correto somente o que se afirma em: I. II. III. l e l l . lel l l . PUC<Rio (Adapt.) Os isômeros ópticos são compostos que possuem imagens especulares que não se sobrepõem e são ca pazes de desviar a luz polarizada. Essa atividade óptica só é possível em moléculas que possuem, pelo menos, um carbono quiral (moléculas assimétricas). Considere a substância orgâni ca a seguir e faça o que se pede. H H I I I H3 C — c — Ç— C — CH3 H OH H a) Indique quantos carbonos quirais podem ser identificados na molécula. b) Indique quantos isômeros ópticos ativos essa substância possui. c) Substituindo na fórmula 0 cloro pelo hidrogênio, escreva as fórmulas dos produtos da combustão completa do novo composto. Ufsc Observe a estrutura do composto. ff ® -cpH—C — NH—<pH C—O—CH, CH, CH3 I d ^ \» Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). Possuem os grupos funcionais amina, amida, ácido carbo- xílico e éster. Sua fórmula apresenta três carbonos assimétricos. Sua cadeia carbônica é classificada como aberta, ramifica da, insaturada e heterogênea. A análise da fórmula estrutural dada permite identificar cinco átomos de carbono com hibridização sp ^ e três com hibridização sp .^ Apresenta isomeria óptica, com 4 isômeros ópticos ativos e 2 inativos. Soma UFPR Capaz de combater uma variedade de microrganis- mos aeróbicos e anaeróbicos, o cloranfenicol é um antibiótico de uso humano e animal, cuja estrutura é: OH Ce ce Quanto à estrutura química do cloranfenicol, considere as se guintes afirmativas: 1. A substância apresenta um grupo amino ligado ao anel aro mático. 2. Existe um grupamento álcool em carbono terciário na es trutura. Esse composto apresenta 2 (dois) átomos de carbono assi métricos. A molécula apresenta o grupo funcional cetona. O anel aromático presente na estrutura é para-dissubstituído. Assinale a alternativa correta. Somente a afirmativa 4 é verdadeira. Somente as afirmativas 3 e 5 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. Somente as afirmativas 4 e 5 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. Ufes O número máximo de isômeros ópticos que podem ser representados pela fórmula molecular CjHgBrCf é: 2 : 5 3 6 4 PUC-MG A amoxicilina é um antibiótico da classe das penicilinas muito usado em clínica médica. A estrutura da amo xicilina é representada a seguir: Sobre essa substância, é incorreto afirmar que: é uma molécula plana, possui carbonos quirais. possui funções amida e amina. ( possui funções ácido carboxílico e fenol. UFSM Como a progesterona tem o efeito de controlar a ovulação durante a gravidez, pesquisadores da indústria farma cêutica têm se preocupado em investigar os compostos estru turalmente semelhantes, utilizados em pílulas para controle da natalidade. São exemplos de substâncias usadas atualmente na formulação de pílulas anticoncepcionais: q u ím ic a • FR EN Ti 1 H3C ?^ C = C H ^ o - (A) Norentindrona (B) Norentinodrel O H3C |^ C = C H (C) Diacetato de etinodiol O Marque verdadeira (V) ou falsa (F) nas afirmações sobre as estruturas (A), (B) e (C) representadas. A norentindrona possui pelo menos um átomo de earbo- no quaternário. O norentinodrel possui carbonos com hibridizações sp ,^ sp ^e sp. O diacetato de etinodiol possui dois grupos cetona. As três moléculas apresentam cadeia alicíclica saturada. Os compostos (A) e (B) possuem mais de um centro as simétrico. A sequência correta é: V - V - F - V - F . F - F - V - V - V . V - V - F - F - V . F - V - V - F - F . F - F - F - V - V . UFV Muitos inseticidas utilizados na agriculturae no ambiente doméstico pertencem à classe de compostos deno minados piretroides. Dentre os muitos piretroides disponíveis comercialmente, encontra-se a deltametrina, cujo isômero mais potente tem sua fórmula estrutural representada a seguir. Br Br O N Com relação à fórmula apresentada, assinale a afirmativa in- correta. Existe um carbono quaternário. O composto apresenta dez ligações pi. O composto possui três carbonos assimétricos. O composto possui sete carbonos quaternários. O composto possui quinze carbonos com hibridação sp ^ e um carbono sp. ^ UFPI Alguns países Já consideram a liberação da maco nha {Cannabis sativa) para fins medicinais. Dada a estrutura do princípio ativo da maconha, o tetra-hidrocanabinol (TFIC), escolha a opção correta. CHjCHjCHjCHgCHg O THC possui um carbono assimétrico, portanto deve ser opticamente ativo. O TFIC possui dois carbonos assimétricos, portanto deve ser opticamente ativo. O THC possui três carbonos assimétricos, portanto deve ser opticamente ativo. O THC possui quatro carbonos assimétricos, portanto deve ser opticamente ativo. O THC não possui qualquer carbono assimétrico, portanto deve ser opticamente inativo. O UFPR A luz consiste de radiações eletromagnéticas (cam pos elétricos e magnéticos perpendiculares entre si) que oscilam em todas as direções em tomo da trajetória de propagação. Na luz polarizada, a oscilação se processa num só plano. De fato, são dois planos: o da oscilação elétrica e, perpendicular a este, o da oscilação magnética. Entretanto, para simplificar, costuma-se representar a luz polarizada por um plano apenas, o qual indica somente a oscilação do campo elétrico, conforme a figura 1 . Figura 1 H- HO- H- H- CHO -OH -H -OH -OH HO- H- H- CHjOH :0 -H -OH -OH .glicose CHjOH frutose Figura 2 Certas substâncias químicas - denominadas substâncias opti camente ativas - apresentam a propriedade de produzir rotação no plano de luz polarizada (ângulo a) que passa através delas. Algumas substâncias opticamente ativas desviam o plano da luz polarizada para a direita (a positivo), outras para a esquerda (a negativo). A figura 1 representa esse fenômeno. Entre essas substâncias estão a glicose (CgHjjO^ )^, a = +52J°\ a frutose (C^H|20g), a = -92,3° ; e a sacarose (C12H22O,,), a = -1-66,5° . As substâncias relacionadas acima pertencem ao grupo dos gli- cídios, também chamados de açúcares ou de carboidratos. São importantes macronutrientes dos organismos vivos. Junto com as proteínas e lipídios, entram na constituição dos organismos vivos e funcionam como fonte de energia ou na sua construção física. Na figura 2 estão representadas a glicose e a frutose. A glicose é também chamada de dextrose, porque desvia o plano da luz po larizada para a direita. Outro nome dado à glicose é “açúcar do sangue”, já que o sangue distribui a glicose para o organismo. A frutose, encontrada no mel juntamente com a glicose, é também chamada de levulose, por desviar o plano de polarização da luz para a esquerda. Com relação às informações dadas no texto, é correto afirmar: 0: A glicose apresenta as funções aldeido e álcool. /' A frutose apresenta as funções carboxilácido e álcool. Ü4 A glicose e a frutose apresentam o mesmo número de car- bonos assimétricos. ' A glicose é um isômero da frutose. A atividade óptica está relacionada com a estrutura assimé trica da espécie química. Soma = Br. H Br Br H H H " 'B r 1,2 - Dibromociclopropanos Br Br H3C e 'COOH HOOC' 'CH, Br Br Ácidos 2,2 - Dibromopropanoicos Então, pode-se dizer que as moléculas representadas em: . A são isômeros ópticos. ' B são enantiômeros. . C são tautômeros. ' A são isômeros geométricos. (c; B e C são isômeros ópticos. UFSM Na busca de uma forma ecologicamente correta para o controle de insetos, é necessário o isolamento de vários produtos naturais provenientes dos próprios insetos ou de plan tas. O l-metil-2-cicloexenol é um feromônio natural isolado do Dendroctonus pseudotsugae. é HO ,CH, UFRS Considere os seguintes pares de compostos orgânicos. espelho plano As duas estruturas mostradas representam: . um par de isômeros de posição, b) a mesma molécula. ■; c I isômeros geométricos. I ■ diastereoisômeros. ic . um par de isômeros ópticos. 1 - 2 - 3 - H 1 Br 1 Br Br L ____ 1 Br H l ^ ^ ^ l H H OH OH Me Me Os pares 1, 2 e 3 correspondem, respectivamente, a: isômeros ópticos, compostos idênticos e isômeros de função. ' i' ■ isômeros de posição, enantiômeros e isômeros de cadeia. (c) isômeros de função, diastereoisômeros e isômeros de po sição. (d) isômeros de cadeia, compostos idênticos e isômeros de função. (e) isômeros geométricos, enantiômeros e isômeros de posição. UFPR Na química orgânica, é frequente a ocorrência de compostos diferentes apresentando a mesma fórmula molecu lar, fenômeno conhecido como isomeria. Os isômeros diferem pela maneira como os átomos estão distribuídos. Com relação à isomeria entre compostos orgânicos, é correto afirmar: '! 1 O etoxietano é isômero do metoxipropano. O 3-metil-l-propanol é isômero do 1-butanol. i )4 O nome 1,2-dimetilciclopropano designa um conjunto de isô meros, os quais apresentam isomeria geométrica e óptica. 0: A dimetilamina é um isômero da etilamina. 1 ( O metanoato de metila e um de seus isômeros pertencem à mesma função química. Soma = UFSM Observe as seguintes moléculas: Br. ,Br Br. ,H H H H ^ ^ B r 1,2 - Dibromoetenos UFU Em relação às substâncias, cujas fórmulas estrutu rais estão apresentadas a seguir, assinale a alternativa correta. OH CH, H- / H3C CH2CH3 I C |_| CH3CH2 'cH , • .1) 1 e II possuem carbonos quirais. (b 1 e II são isômeros funcionais. - I e II podem formar ligação de hidrogênio, (d) Somente 1 admite isômeros ópticos. PUC-MG Os carboidratos são assim chamados porque possuem fórmula empírica CH2O, o que sugere um “hidrato de carbono” e existem normalmente em equilíbrio entre a forma de cadeia aberta e cíclica. Dois importantes carboidratos são a glicose e a frutose, cujas estruturas abertas são representadas a seguir. q u ím ic a • FRENTC 1 H H-— C— OH HO— C — H H---- C — OH H— C — OH I CH2OH Glicose CHgOH 0 = 0 I HO— C — H H — C— OH H — C — OH CH2OH Frutose Sobre as duas estruturas, é incorreto afirmar que: possuem fórmula molecular CgHj20g. são polares e devem, portanto, ser solúveis em água. possuem carbonos assimétricos ou estereocentros. as duas estruturas possuem carbonilas e são, portanto, cetonas. UFRN O aspartame, sólido cristalino branco, foi desco berto casualmente, em 1965. Uma simples lambida nos dedos permitiu ao químico que o sintetizou sentir a doçura da molé cula do referido sólido. De acordo com a estrutura do aspartame, representada, atenda às seguintes solicitações: a) Identificar, com um círculo, as funções orgânicas presentes na molécula e nomeá-las. b) Assinalar, com um asterisco (*), os carbonos assimétricos presentes na molécula. c) Escrever a função orgânica que, por hidrólise, produz um álcool. UFGA sacarose, em meio aquoso ácido, sofre hidrólise, produzindo glicose e frutose que coexistem, nessa solução, nas formas aberta e fechada. O produto dessa hidrólise é chamado de “açúcar invertido”. A equação química da reação é mostrada a seguir: Sacarose [a]o°"° = + 66,5 Em que [a]^ ° é o valor do desvio da luz polarizada, a 20 °C. O OH H OH OH ^ -C -C -è-C -C H ; 1^ dlH 1^ 1^ O H a) Numere os carbonos na estrutura, apresentados na figura, correspondentemente com os numerados na forma fechada. b) Explique por que o produto da hidrólise da sacarose recebe o nome de