Estrutura e Propriedades de Cicloalcanos e Esteróides

Prévia do material em texto

Química A 
UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA 
Faculdade de Ciências e Tecnologia 
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE 
 
 
1º Semestre - 2013/2014 
 
Doutor João Paulo Noronha 
 
jpnoronha@fct.unl.pt 
(X) 
CICLOALCANOS 
Química A 
2 
Cicloalcanos 
CnH2n 
Esteróide 
anticoncepcional 
Química A 
3 
Esteróides – Hormonas sexuais 
Testosterona Estrona 
Regulam o crescimento e funcionamento dos orgãos reprodutores; 
estimulam o desenvolvimento das características sexuais secundárias. 
Nomenclatura 
exemplos 
Química A 
4 
Cicloalcanos 
Nomes: Cicloalcanos 
Substituintes: Cicloalquilo Cicloalcanos 
substituídos: em “C1” 
Etilciclobutano (não # necessário) 
Alquilcicloalcano ou cicloalquilalcano? 
1 
2 
3 
4 
5 
1-Ciclopropil-pentano 
(CH2)n não CnH2n+2 
Química A 
5 
Química A 
6 
 cis ≠ trans 
Isómeros geométricos 
Química A 7 
 
Estereoisómeros 
 
Os cicloalcanos possuem dois lados: “cima”, “baixo”. 
Com dois ou mais substituintes, novo tipo de isomerismo: 
Mesmo lado: cis- 
Lados opostos: trans- 
 Estereoisómeros 
CH3 CH3 
cis-1,2-dimetil-ciclopropano 
Br 
F 
trans-1-bromo-3-fluorociclo-hexano 
Estereoisómeros 
Química A 
8 
Química A 
9 
 cis ≠ trans 
 
Isómeros geométricos 
Química A 
10 
Estereoisómero (definição) 
Os estereoisómeros devem ser estáveis à T ambiente. Os 
rotâmeros interconvertem-se rápidamente por rotação, 
enquanto os isómeros cis/trans requerem a quebra de 
ligações. 
Possuem a mesma conectividade (não são isómeros 
constitucionais ou de cadeia), mas diferem no arranjo 
espacial. 
Nota: Esta definição inclui todos os rotâmeros (anti, 
gauche, etc.). 
Definição prática: 
Química A 
11 
Cl
clorociclopentano (cloreto de ciclopentilo)
halo alcano halogeneto de alquilo
2-ciclopropil-hexano
Entalpias 
de 
combustão 
~160 
~160 
~160 
Isómeros 
Química A 12 
Cicloalcanos 
Química A 
13 
Ciclopropano Ciclobutano Ciclopentano Ciclo-hexano 
60° 90° 
120° 
108° 
Química A 
14 
Tensão de anel 
Análise conformacional em Cicloalcanos 
15 
(hidrocarbonetos alicíclicos) 
Conformação em “Cadeira” 
Mover 
C1,4 
Química A 
15 
6 conformações torsas 
>repulsões eletrostáticas 
Projecção de Newman 
Mover 
C1,4 
Conformação em “Barco” 
Química A 
16 
17 
Química A 
2 conformações eclipsadas; 
4 conformações torsas 
Tensão transanular 
A conformação em barco é um 
estado de transição; 
 
cadeira → barco +6,9 kcalmol-1 
Tensão eclipse 
100.000 vezes/s 
Química A 18 
Confórmeros do Ciclo-hexano - Energia 
Como desenhar a cadeira do ciclo-hexano 
 
Química A 
19 
e – equatoriais a - axiais 
“cima” 
This end 
 “baixo” 
Como desenhar a cadeira do ciclo-hexano 
 
Química A 
20 
Química A 
21 
Confórmeros do Ciclo-hexano 
As duas estruturas são a mesma. Contudo, 
o que acontece em ciclo-hexanos substituidos? 
axial ? equatorial ? 
Videos 
 + Estável 
Química A 22 
Química A 
23 
Mais estável Menos estável 
Anti ao anel 
Gauche ao anel 
Química A 
24 
Confórmeros axial-equatorial: Moléculas diferentes 
25 
Química A 
Química A 
26 
Química A 
27 
Mais estável Menos estável 
28 
Mais estável Menos estável 
Química A 
29 
Química A 
Br COOH
H3C
H3C
Br
COOHΔG° = ? Problema: 
+1,70+1,41-0,55 = +2,56 
Variação da energia livre (ΔGº) de confórmeros do 
ciclo-hexano da posição equatorial (<E) para a axial (>E) 
tamanho 
versus 
comprimento 
ligação 
30 
O poder da análise conformacional: ΔG° pode 
ser aditivo. Considerar os dimetilciclohexanos: 
ΔG° = 0 
ΔG° = +3,4! 
ΔG° = 0 
1,1-Dimetilciclohexano 
cis-1,4-dimetilciclohexano CH3 
CH3 
CH3 
CH3 
CH3 
CH3 
H3C 
CH3 
CH3 
H3C 
diaxial 
diequatorial trans-1,4-dimetilciclohexano 
CH3 
CH3 
Mas: 
Isomeria conformacional 
CH3
H
CH3
axial conformação torsa
a
CH3
equatorial conformação alterna
e
H
H3C
Aditividade 
na 
influência 
dos 
substituintes 
+ estável ! 
Química A 
31 
- estável ! 
 Isomeria cis-trans (e conformacional) 
Cl
H
(H3C)3C
He
a
conformação e,a
configuração cis
H
Cl
C(CH3)3
H e
a
conformação a,e
H
H
(H3C)3C
Cle
conformação e,e
configuração trans
Cl
H
C(CH3)3
H
a
conformação a,a
a
e
Química A 
32 
Ácido biliar 
Digestão gorduras 
Hormona supra-renal 
Anti-inflamatório 
Imunosupressor 
Membranas celulares (fluidez) 
Precursor da vitamina D 
Bilis 
Hormonas Química A 
33 
Esteróides 
Química A 34 
Artéria 
coronária 
 
Placas de 
colesterol 
(LDL) 
Tetrahidrogestrinona (THG) 
anabolizante - dopante 
Etinilestradiol 
pílula do dia seguinte 
RU-486 (Mifepristona) 
pílula abortiva 
Química A 
35 
Esteróides 
androgéneo estrogéneo 
progestagéneo 
Química A 
36 
Esteróides 
um icosaedro truncado 
Benzeno 
(Gr. allos, other, and tropos, manner) 
Alótropos do carbono: diamante e grafite. Compostos de intercalação de grafite. 
Fulerenos, hiperfulerenos e nanotubos. 
Alótropos do Carbono: Cn 
37 Química A 
Formas alotrópicas do carbono 
Química A 
38 
100 x mais resistente que o aço; superbaterias; tratamento de doenças 
Nanotubos de Carbono: Novos Materiais 
para o Futuro 
Química A 
39 
Nanotecnologia 
Electrónica 
Óptica 
Arquitetura 
 
Resistência 
Propriedades eléctricas 
Condução térmica 
 
sp2