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Estudo dirigido química orgânica 3

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FESGO 
Farmácia - Química Orgânica III 
Estudo Dirigido 
 
A propriedade química mais importante do grupo carbonila é sua tendência a sofrer 
reações de adição nucleofílica. Um átomo ou um grupo polarizado negativamente liga-
se ao carbono polarizado positivamente do grupo carbonila na etapa determinante da 
velocidade dessas reações. 
 
Esboce uma equação química geral, que exemplifique a explicação exposta acima. 
 
Compostos organometálicos são compostos que têm uma ligação metal-carbono. 
Muitos compostos organometálicos são fontes de carbono nucleofílico, uma qualidade 
que os torna especialmente valiosos para o químico orgânico e farmacêutico 
especializados em síntese, que precisam fazer ligações carbono-carbono. Compostos 
como os organolítio e organomagnésio são excelentes nucleófilos. (Obs: Não se 
esqueçam que os elementos da família 1 A e 2 A da tabela periódica são compostos 
metálicos, portanto o Lítio e o Magnésio são metais!). 
Observando a estrutura geral de um composto organometálico é possível descrever o 
motivo pelo qual estes compostos são bons nucleófilos. (M = Metal) 
 
 
 
 
 
Descreva o motivo que leva os químicos orgânicos e farmacêuticos especializados em 
síntese, utilizar compostos organometálicos como nucleófilos para adicionarem 
carbono à moléculas químicas. Observe a equação geral da reação de um composto 
organometálico com um composto orgânico carbonilado (aldeído/cetona). Explique o 
mecanismo desta reação a seguir: 
Obs: Demonstre utilizando setas. 
 
 
O
R R'
+ R'' M
R
R''
R'
O- M+
H3O
+
R R'
R''
OH
 
 
Os reagentes organometálicos mais importantes em química orgânica são os compostos 
organomagnésio. Eles são chamados de reagentes de Grignard, em homenagem ao 
químico francês Victor Grignard. Ele desenvolveu métodos eficientes para a preparação 
de derivados orgânicos de magnésio e demonstrou sua aplicação na síntese de álcoois. 
Por essas realizações, ele foi um dos ganhadores do Prêmio Nobel de química de 1912. 
 
 
Explique o mecanismo da reação da ciclo-hexanona com o reagente de Grignard. Obs 
utilize as setas. 
Obs: O composto de Grignard tem a seguinte configuração: 
H
H
H
H
H
Mg
 
 
 O
CH3CH2Mg
+
éter dietílico
H3O
+
CH2CH3
HO
 
 
Os compostos carbonílicos do tipo aldeídos e cetonas, são compostos muito susceptíveis 
a ataques nucleofílicos. Observando a estrutura química de compostos carbonilados, é 
possível compreendermos o motivo de tal reatividade. 
 
C
O
R'R
 
Explique a partir da estrutura química acima, a susceptibilidade destes tipos de 
compostos ao ataque nucleofílco. 
Embora os aldeídos e cetonas sejam bastante reativos frente à um nucleófilo, entre as 
duas funções orgânicas existe uma mais reativa do que a outra. Observe as estruturas 
a seguir e indique qual delas tem maior reatividade, dê nome IUPAC, mostre qual é 
função orgânica e explique os motivos que fazem uma função ser mais susceptível ao 
ataque nucleofílico. 
 
C
O
H
H
H
H
H
H
C
H
O
H
H
H
 
Muitos processos biológicos envolvem uma ‘associação’ entre duas espécies em uma 
etapa anterior a alguma transformação subsequente. Essa associação pode assumir 
muitas formas. Ela pode ser uma associação fraca do tipo atração de van der Waals ou 
uma interação mais forte como uma ligação de hidrogênio. Ela pode ser uma atração 
eletrostática entre um átomo carregado positivamente de uma molécula e um átomo 
negativamente carregado de outra. A formação de uma ligação covalente entre duas 
espécies de reatividade química complementar representa um tipo extremo de 
associação. Ela ocorre com frequência em processos biológicos nos quais aldeídos ou 
cetonas reagem com aminas por meio de intermediários iminas. Um exemplo de um 
aldeído biologicamente importante é o piridoxal fosfato, que é a forma ativa da vitamina 
B6 e uma coenzima para muitas das reações dos a-aminoácidos. Nessas reações, o 
aminoácido liga-se à coenzima, reagindo com ela para formar uma imina do tipo 
mostrado na equação. Em seguida, as reações ocorrem na parte aminoácido da imina, 
modificando o aminoácido. Na última etapa, a hidrólise catalisada por enzima cliva a 
imina em piridoxal e o aminoácido modificado. Uma etapa importante da química da 
visão é a ligação de um aldeído a uma enzima, passando por uma imina. Um resumo das 
etapas envolvidas é apresentado na equação química abaixo. Ele começa com o b-
caroteno, um pigmento que ocorre naturalmente em várias frutas e vegetais, incluindo 
as cenouras. O b-caroteno sofre uma clivagem oxidativa no fígado para resultar em um 
álcool conhecido como retinol ou vitamina A. A oxidação da vitamina A, seguida pela 
isomerização de uma de suas ligações duplas, resulta no aldeído 11-cis-retinal. No olho, 
a função aldeído do 11-cis-retinal combina-se a um grupo amino da proteína opsina para 
formar uma imina chamada de rodopsina. Quando a rodopsina absorve um fóton de luz 
visível, a ligação dupla cis da unidade retinal sofre uma isomerização fotoquímica de cis 
para trans, que é seguida por uma dramática mudança em sua forma e uma mudança 
na conformação da rodopsina. Essa mudança conformacional traduz-se em um impulso 
nervoso, percebido pelo cérebro como uma imagem visual. A hidrólise promovida por 
enzima da rodopsina isomerizada fotoquimicamente regenera a opsina e uma molécula 
do todo-trans-retinal. Após o todo-trans--retinal ter sido convertido enzimaticamente 
em seu isômero 11-cis, ele e a opsina voltam a entrar no ciclo. 
 
 
 
 
 
 
Utilizando seus conhecimentos prévios acerca das reações de formação 
de iminas e enaminas, descreva em que meio ocorrem as reações de síntese de 
iminas e enaminas. Indique qual dos reagentes abaixo seria utilizado para a 
síntese de uma enamina e qual seria utilizado para a síntese de uma imina e 
explique o porquê da sua escolha. 
 
a) (CH3)2NH – dimetilamina 
b) CH3NH2 – metilamina 
 
Muitas das reações mais interessantes e úteis de aldeídos e cetonas envolvem a 
transformação, sob as condições reacionais, do produto inicial de adição nucleofílica em 
alguma outra substância. Um exemplo é a reação dos aldeídos com álcoois sob 
condições de catálise ácida. O produto esperado da adição nucleofílica do álcool ao 
grupo carbonila é chamado de hemiacetal. O produto que realmente é isolado, porém, 
corresponde à reação de um mol do aldeído com dois moles de álcool para produzir 
diéteres geminais são conhecidos como acetais. 
 
Os açúcares são biomoléculas que em sua composição estrutural pode-se observar 
grupamentos acetais. 
 
Identifique na molécula de sacarose os grupamentos acetais existentes. 
 
 
O
OH
HO
OH
O
O
OH
OH
OH
OH
HO

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