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Professora: Mírian da Silva Costa Pereira Biomoléculas Carbono “ A vida na terra depende da formação, interconversão e degradação dos compostos de carbono” Compostos Orgânicos Importância dos compostos orgânicos Alimentos Remédios Vitaminas Ingerimos Gás natural Petróleo Carvão Fonte de Energia Algodão Plástico Borracha Materiais Estruturais Carboidratos Aminoácidos Proteínas Biomoléculas Carbono “A química dos organismos vivos é organizada em volta do carbono” C Número atômico Número de massa 6 12 Tetravalente 4 elétrons em sua camada de valência 4 ligações covalentes Átomo Configuração Eletrônica Estrutura de Lewis Li (Z=3) 1s2 2s1 Li Be (Z=4) 1s2 2s2 Be B (Z=5) 1s2 2s2 2p1 B C (Z=6) 1s2 2s2 2p2 C N (Z=7) 1s2 2s2 2p3 N O (Z=8) 1s2 2s2 2p4 O F (Z=9) 1s2 2s2 2p5 F Ne (Z=10) 1s2 2s2 2p6 Ne Encontra os últimos elétrons distribuídos Camada de valência C Número de prótons: Conf. Eletrônica: Estrutura de Lewis: C N 6 7 1s2 2s2 2p2 1s2 2s2 2p3 N Carbono Tetraédrica sp3 Fórmulas Estruturais Grande variedade de cadeias carbônicas H H C H H C H H C H H C H H C H H C H H C H H CH H Fórmula de pontos ou de Lewis H C C C C C C C C H H H H H H H H H H H H H H H H H Fórmula de traços ou de Kekulé CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 Fórmula condensada Fórmula de linhas Fórmula molecular C8H18 Fórmulas Estruturais C C C C C H H H H H OH H H H H HH OH ou C C C C C H H H H H H BrH ou Br C C C C C H H H H H C HH ou H H H Exercícios: Desenhe as fórmulas de linha e de traços para os seguintes compostos: CH2CHCH2CH3 CHCCH3 CH3CH2CHClCH3 CH2CHC(CH3)2CH2OH (CH3)3CCH2CCCH2Br a) b) c) d) e) Exercícios: Tipos de Cadeias Carbônicas Quanto ao fechamento da cadeia Cadeia Aberta ou Acíclica Cadeia Fechada ou Cíclica Tipos de Cadeias Carbônicas Quanto à disposição dos átomos Cadeia Normal Cadeia Ramificada Tipos de Cadeias Carbônicas Quanto aos tipos de ligações Cadeia Saturada Cadeia Insaturada Tipos de Cadeias Carbônicas Quanto à natureza dos átomos Cadeia Homogênea Cadeia Heterogênea Tipos de Cadeias Carbônicas Cadeias Cíclicas Compostos Aromáticos Benzeno Resumo Cadeias Carbônicas Abertas, Acíclicas ou Alifáticas Fechadas ou Cíclicas Disposições dos átomos Tipos de ligação Natureza dos átomos Normais Ramificados Saturada Insaturada Homogênea Heterogênea Alicíclicas Disposições dos átomos Tipos de ligação Natureza dos átomos Normais Ramificados Saturada Insaturada Homogênea Heterogênea Aromáticas Mononucleadas Polinucleadas Classificação dos átomos de carbono numa cadeia Carbono primário: Carbono secundário: Carbono terciário: Carbono quaternário: 1 1 1 1 1 4 2 3 Exercícios: 1) Determine o número de carbonos primários, secundários, terciários e quaternários existentes em cada uma das estruturas a seguir e escreva sua fórmula molecular: Exercícios: 2) Um composto é orgânico quando: a) Possui carbono em sua molécula; b) Deriva dos seres vivos; c) Deriva dos vegetais; d) Possui obrigatoriamente carbono e nitrogênio em sua molécula; e) N.d.r. Exercícios: 2) Um composto é orgânico quando: a) Possui carbono em sua molécula; b) Deriva dos seres vivos; c) Deriva dos vegetais; d) Possui obrigatoriamente carbono e nitrogênio em sua molécula; e) N.d.r. X Exercícios: 3) Um produto natural encontrado em algumas plantas leguminosas apresenta a seguinte estrutura: a) Que tipo de hibridização apresenta cada um dos átomos de carbono desta estrutura? b) Quantas são as ligações sigma () e pi () presentes nesta substância? Exercícios: 3) Um produto natural encontrado em algumas plantas leguminosas apresenta a seguinte estrutura: a) Que tipo de hibridização apresenta cada um dos átomos de carbono desta estrutura? b) Quantas são as ligações sigma e pi presentes nesta substância? Exercícios: 3) Um produto natural encontrado em algumas plantas leguminosas apresenta a seguinte estrutura: a) Que tipo de hibridização apresenta cada um dos átomos de carbono desta estrutura? b) Quantas são as ligações sigma e pi presentes nesta substância? 27 ligações sigma e 4 ligações pi Exercícios: 4) A molécula orgânica abaixo tem a seguinte estrutura: a) possui uma única ligação pi. b) só possui ligações sigma. c) possui dois átomos de carbono terciário. d) é saturada. Exercícios: 4) A molécula orgânica abaixo tem a seguinte estrutura: a) possui uma única ligação pi. b) só possui ligações sigma. c) possui dois átomos de carbono terciário. d) é saturada. X Exercícios: 5) Considere os compostos de fórmula: Classifique cada um deles como saturado ou insaturado, alifático ou aromático. Exercícios: 5) Considere os compostos de fórmula: Classifique cada um deles como saturado ou insaturado, alifático ou aromático. 1 – Insaturado e Aromático 2 – Insaturado e Alifático Exercícios: 6) O ácido acetilsalicílico de fórmula: É um analgésico de diversos nomes comerciais (AAS, Aspirina, Buferin e outros). Este composto apresenta cadeia carbônica: a) acíclica, heterogênea, saturada, ramificada b) mista, heterogênea, insaturada, aromática c) mista, homogênea, saturada, alicíclica d) aberta, heterogênea, saturada, aromática e) mista, homogênea, insaturada, aromática Exercícios: 6) O ácido acetilsalicílico de fórmula: É um analgésico de diversos nomes comerciais (AAS, Aspirina, Buferin e outros). Este composto apresenta cadeia carbônica: a) acíclica, heterogênea, saturada, ramificada b) mista, heterogênea, insaturada, aromática c) mista, homogênea, saturada, alicíclica d) aberta, heterogênea, saturada, aromática e) mista, homogênea, insaturada, aromática X Funções Orgânicas Biomoléculas Hidrocarboneto Hidrogênios substituídos por grupos funcionais “A personalidade química de um composto é determinada pela química de seus grupos funcionais e a disposição destes no espaço tridimensional” Funções Orgânicas Carbonila (Aldeído) Carbonila (Cetona) Carboxila (Ácido) Hidroxila (Álcool) Éter Éster Funções Orgânicas Metil Etil Fenil Amina Amida Guanidina Imidazol Funções Orgânicas Sulfidrila Dissulfeto Tioéster Fosforila Fosfoanidrido Tioéster Amida Metil Fosfoanidro Imidazol Amina Fosforil Metil Amida Hidroxila Acetil-CoA ATP (Adenosina Trifosfato) Fosfoanidro Fosforil Hidroxila Imidazol Amina Éter Exercícios: Como as propriedades e as atividades biológicas das biomoléculas são largamente determinadas por seus grupos funcionais, é importante ser capaz de reconhecê-los. Identifique e denomine cada um dos grupos funcionais presentes nas moléculas apresentadas abaixo. Amina Histidina Ácido Carboxílico (Carboxila) Imidazol Epinefrina Amina Hidroxila Metil Fenil Hidroxila Exercícios: Ácido Fosfoenolpirúvico (Intermediário do metabolismo da glicose) Treonina Etanolamina Como as propriedades e as atividades biológicas das biomoléculas são largamente determinadas por seus grupos funcionais, é importante ser capaz de reconhecê-los. Identifique e denomine cada um dos grupos funcionais presentes nas moléculas apresentadas abaixo. Exercícios: Ácido panteônico (Vitamina) D-glicosaminaAlanina Aminoácidos Serina Ácido Aspártico Tirosina Histidina Cisteína Açúcares α-D-glicose Exercícios Avaliativos Entregar individualmente LIVRO: Bruice, P. Y. Química Orgânica. Volume 1. 4. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006. Páginas Problemas 69 4 70 6 e 7 72 8 74 12 a 76 14 78 16 104 41 e 42 Isomeria “Isomeria é quando dois compostos químicos são diferentes, mas apresentam fórmulas moleculares iguais” Diferente arranjo dos átomos dos elementos na construção da molécula Possuem centros assimétricos Quirais Carbono está ligado a 4 radicais diferentes Isomeria Óptica Isomeria Óptica Isomeria Óptica Espelho Isomeria Quiral Capacidade de desviar o plano de propagação da luz polarizada Destrógira (+)Levógira (-) Opticamente ativo Substâncias Quirais Muito parecidas Propriedades diferentes Cheiro Sabor Propriedades biológicas Isomeria Quiral CO2H H H3C OH (I) (II) CO2H H CH3 HO (Ácido lático) Isomeria Quiral CO2H CH2CONH2 H H2N O (S)-carvona (odor de menta) CO2H H2NOCH2C H NH2 O (odor de alcavaria) (R)-carvona (R)-asparagina (sabor amargo) (S)-asparagina (sabor doce) Isomeria Quiral N N O O O O H (sedativo) (R)-talidomida N N O OO O H N N N Cl HO N N N Cl OH (teratogênico) (S)-talidomida de plantas) (regulador do crescimento (2S,3S)-paclobutrazol (fungicida) (2R,3R)-paclobutrazol Isomeria L-glicose CHO HHO HHO HHO HHO CH2OH L-alose CHO OHH HHO OHH OHH CH2OH D-glicose CHO OHH OHH OHH OHH CH2OH D-alose CHO HO H H OH HO H HO H CH2OH Quando a hidroxila ligada ao carbono assimétrico mais afastado da carbonila estiver para a direita, o isômero será D. Carboidratos Isomeria Quando o grupo –NH2 estiver para a direita, o isômero será denominado D Aminoácidos CO2H HH2N CH3 L-alanina CO2H NH2H CH3 D-alanina CO2H HH2N CH2SH L-cisteína CO2H NH2H CH2SH D-cisteína Isomeria Exercícios: 1) Alguns compostos são muito utilizados para intensificar o sabor de carnes enlatadas, frangos, carnes congeladas e alimentos ricos em proteínas. Por exemplo: Esse composto não contribui, por si só, com o sabor. Sua função é explicada por duas teorias: • estimula a atividade das papilas do gosto; • aumenta a secreção celular. Quais as funções orgânicas existentes no composto acima? Exercícios: 1) Alguns compostos são muito utilizados para intensificar o sabor de carnes enlatadas, frangos, carnes congeladas e alimentos ricos em proteínas. Por exemplo: Esse composto não contribui, por si só, com o sabor. Sua função é explicada por duas teorias: • estimula a atividade das papilas do gosto; • aumenta a secreção celular. Quais as funções orgânicas existentes no composto acima? Exercícios: 2) Associe corretamente a que grupo funcional pertence cada uma das substâncias a seguir: Compostos orgânicos e determinação dos grupos funcionais Exercícios: 2) Associe corretamente a que grupo funcional pertence cada uma das substâncias a seguir: Compostos orgânicos e determinação dos grupos funcionais Exercícios: 3) A seguir são apresentadas as fórmulas estruturais de algumas substâncias que, de alguma forma, fazem parte do nosso cotidiano. Identifique as funções a que cada uma das substâncias citadas pertence: Exercícios: 3) A seguir são apresentadas as fórmulas estruturais de algumas substâncias que, de alguma forma, fazem parte do nosso cotidiano. Ácido carboxílico, éster, cetona, álcool. Exercícios: 4) O colesterol dá origem à testosterona, um hormônio ligado ao desenvolvimento sexual, e ao estradiol, que regula as funções sexuais (ver figuras). Sobre essas substâncias, é CORRETO afirmar que: a) o estradiol e a testosterona não possuem carbono assimétrico. b) a testosterona é uma substância aromática. c) ambas as substâncias possuem carbonos com hibridização sp. d) em ambas as substâncias, pode-se identificar duplas ligações conjugadas. e) as duas substâncias possuem grupo carbonila. a) o estradiol e a testosterona não possuem carbono assimétrico. b) a testosterona é uma substância aromática. c) ambas as substâncias possuem carbonos com hibridização sp. d) em ambas as substâncias, pode-se identificar duplas ligações conjugadas. e) as duas substâncias possuem grupo carbonila. X Exercícios: 5) A sibutramina é um fármaco controlado pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária que tem por finalidade agir como moderador de apetite. Sobre a sibutramina, coloque V ou F: ( ) Trata-se de uma substância aromática ( ) Identifica-se um elemento da família dos halogênios em sua estrutura ( ) Sua fórmula molecular é C12H11NCl ( ) Identifica-se a presença de ligações π em sua estrutura Exercícios: 5) A sibutramina é um fármaco controlado pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária que tem por finalidade agir como moderador de apetite. Sobre a sibutramina, coloque V ou F: ( ) Trata-se de uma substância aromática ( ) Identifica-se um elemento da família dos halogênios em sua estrutura ( ) Sua fórmula molecular é C12H11NCl ( ) Identifica-se a presença de ligações π em sua estrutura V V F V Exercícios: 6) Considerando as funções orgânicas circuladas e numeradas presentes nas moléculas abaixo, dê o nome das funções. Exercícios: 6) Considerando as funções orgânicas circuladas e numeradas presentes nas moléculas abaixo, dê o nome das funções. 1 - Amida 2 - Amina 3 - Éster 4 - Álcool 5 - Aldeído 6 – Álcool (Fenol) Exercícios: 7) Analise a fórmula estrutural da aureomicina, substância produzida por um fungo e usada como antibiótico no tratamento de diversas infecções, e dê suas funções químicas presentes no composto. Exercícios: 7) Analise a fórmula estrutural da aureomicina, substância produzida por um fungo e usada como antibiótico no tratamento de diversas infecções e dê suas funções químicas presentes no composto. Amida Cetona Amina Álcool Haleto orgânico Fenol Exercícios: 8) As plantas sintetizam a estrutura de poliisopreno das borrachas naturais usando o pirofosfato de 3-metil-3-butenila. Muitos outros produtos naturais são derivados desse composto, incluindo os terpenos. O sesquiterpeno farnesol é uma das substâncias mais comuns do reino vegetal e é um precursor biossintético da estrutura de esteroides. Sobre o composto orgânico farnesol, marque V ou F. ( ) Estrutura do farnesol apresenta seis átomos de carbono sp2. ( ) O farnesol é um álcool insaturado. ( ) O composto farnesol apresenta cadeia ramificada. ( ) A cadeia hidrocarbônica do farnesol apresenta três ligações duplas . Exercícios: 8) As plantas sintetizam a estrutura de poliisopreno das borrachas naturais usando o pirofosfato de 3-metil-3-butenila. Muitos outros produtos naturais são derivados desse composto, incluindo os terpenos. O sesquiterpeno farnesol é uma das substâncias mais comuns do reino vegetal e é um precursor biossintético da estrutura de esteroides. Sobre o composto orgânico farnesol, marque V ou F. ( V ) Estrutura do farnesol apresenta seis átomos de carbono sp2. ( V ) O farnesol é um álcool insaturado. ( V ) O composto farnesol apresenta cadeia ramificada. ( V ) A cadeia hidrocarbônica do farnesol apresenta três ligações duplas . 1. SOLOMONS, T. W. Graham; Fryhle, Craig B. Química Orgânica. vol. 1 e 2. 9.ed. LTC, 2009. 2. LEHNINGER, A. L. & NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípiosde Bioquímica. 4.ed. Sarvier, 2006. 3. ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5.ed. Porto Alegre: Editora Bookman, 2011.
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