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Quimica Biorganica - Resumos da cadeira com algumas
notas extra
Química Biorgânica (Universidade de Aveiro)
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Quimica Biorganica
[Parte Historica]
Porque a designação de composto orgânico?
-Os compostos eram classificados como:
 Organicos
 Inorganicos
Os vitalistas acreditavam que os sistemas vivos (orgânicos) possuíam uma “força vital” 
inexistente nos sistemas não-vivos (minerais).
Julgavam que os compostos inorgânicos podiam ser sintetizados em laboratório, mas que os 
compostos orgânicos não, pelo menos a partir de compostos inorgânicos.
-Em 1828, Wohler publicou a descoberta acidental de uma forma de sintetizar a ureia; 
Conclusão: Os compostos orgânicos regem-se pelas mesmas leis da química que os compostos 
inorgânicos.
Fontes de compostos de carbono
Taxol
 Paclitaxel (nome comercial TAXOL) é um medicamento utilizado para o tratamento de 
vários tipos de cancro;
  É obtido da casca do teixo, onde a extracção varia entre 40 a 165 mg/Kg; para se 
obter 1 Kg de TAXOL são necessárias, em média, 3 mil árvores.
Isómeros: Compostos com a mesma fórmula molecular mas diferentes estruturas moleculares.
Grupo funcional é um átomo ou grupo de átomos que caracteriza a estrutura de determinada 
família de compostos orgânicos e, ao mesmo tempo, determina as respetivas propriedades.
Qual a justificação para o carbono poder formar tão elevado número de compostos?
-A justificação para esta diversidade de estruturas está no facto de as orbitais atómicas s e p do
carbono se poderem associar para darem origem a
orbitais híbridas “sp”.
-Podem-se formar orbitais sp3 , sp2 e sp. 
Escrita de estruturas de Lewis
-Cada átomo de carbono tem sempre quatro pares de electrões ligantes:
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Representação em “bond-line”:
-Omite-se a representação dos átomos de C e de todos os H ligados a átomos de carbono. 
Outros elementos (O, N, Cl, Br, etc.) e átomos de H a eles ligados não podem ser omitidos!!!
-Os vértices e as extremidades da cadeia correspondem a átomos de C.
-O número de átomos de H ligados a cada átomo de carbono é determinado de modo a 
completar 4 ligações nesse carbono.
-Nas representações em “bond-line” omitem-se frequentemente os pares de electrões não 
ligantes (exceto quando tal é importante).
Hidrocarbonetos
Hidrocarbonetos são compostos orgânicos constituídos exclusivamente por átomos de 
carbono e de hidrogénio.
-Uma série de compostos em que cada um deles difere do
anterior de uma quantidade constante, denomina-se série
homóloga; os membros da série dizem-se homólogos.
 Nome = Prefixo + Sufixo Prefixo: indica o nº de carbonos 
 Sufixo: indica a família
Um composto pode ter vários nomes, mas um nome deve ser específico de um só composto!!!
Nomenclatura dos compostos orgânicos
Alcanos com cadeias ramificadas
1- 1. Identificação da cadeia mais longa e identificação dos
substituintes;
2- 2. Numerar a cadeia a partir do extremo que conferir
numeração mais baixa ao substituinte: 
s
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Grupos substituintes alquilo
-são obtidos a partir dos alcanos por remoção de um átomo de hidrogénio;
3- 3. Indicar os substituintes da cadeia, por ordem alfabética: Utilize os prefixos di, tri, 
tetra, etc… para indicar o nº de vezes que um
substituinte surge. Estes prefixos não contam
para a ordem alfabética!!!
4- 4. Escolher a série de localizadores mais baixa;
5- Atribuir o menor número ao primeiro substituinte, de acordo com a ordem alfabética;
6- Escolher a cadeia que apresente maior número de substituintes;
Cicloalcanos
Haletos de alquilo
Alcenos
-Mesmas regras dos alcanos;
Alceno como grupo substituinte:
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Alcinos
-Mesmas regras
Alcino como grupo substituinte
Hidrocarbonetos aromáticos
-
Álcoois
1- Identificar a cadeia carbonada mais longa que contém o grupo hidroxilo e substituir, 
no nome do alcano correspondente, o “o” final pelo sufixo “ol” .
2- Numerar a cadeia de modo a atribuir o localizador mais baixo possível ao grupo 
característico (grupo funcional ).
Éteres
O nome dos éteres pode ser formado por dois métodos distintos:
a) substitutivo: nome do tipo alcoxialcano;
b) nome de classe funcional: nome do tipo éter dialquílico ou éter alquilalquílico (grupos 
por ordem alfabética);
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Aminas
Alquilaminas primárias (RNH2 )
Podem ser designadas como alquilaminas ou como alcanaminas
O nome destes compostos forma-se adicionando o sufixo amina:
a) ao nome do grupo substituinte R, com eliminação da vogal final;
b) ao nome do hidrocarboneto RH, com eliminação da vogal final, e indicando a posição 
do grupo –NH2;
Aminas secundárias (R1R2NH) e terciárias (R1R2R3N)
Substituintes iguais: dialquilaminas e trialquilaminas
Substituintes diferentes:
 identifica-se a cadeia principal;
 identificam-se os grupos substituintes;
 os substituintes ligados ao azoto são precedidos pela
letra N-
Aldeídos e Cetonas
-Caracterizam-se por terem um grupo carbonilo (C=O)
Aldeídos: grupo carbonilo está na extremidade da cadeia
Cetonas: grupo carbonilo não está na extremidade da cadeia
O nome dos aldeídos:
a) 1. Numerar a cadeia principal a partir do grupo
característico (grupo funcional);
b) 2. Substituir no nome do alcano correspondente o
“o” final pelo sufixo “al”.
O nome das cetonas:
 atribuir o localizador mais baixo possível ao grupo
carbonilo
 substituir no nome do alcano correspondente o “ o”
final pelo sufixo “ ona”
 indicar a posição do grupo carbonilo
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-nome do alcano correspondente, substituindo o “ o” final
pelo sufixo “óico”, precedido pela palavra ácido.
-quando o grupo carboxílico está ligado a um anel usa-se o
sufixo “carboxílico”.
Sais de ácidos carboxílicos
-Substituir o sufixo “óico” por “oato” , seguido do nome do
catião (e eliminar a palavra “ácido”) 
Ésteres
-Identificar o ácido que deu origem ao éster e substituir a
terminação “óico” por “oato”
-Eliminar a palavra “ácido”
-Indicar o grupo alquilo ligado ao átomo de oxigénio
Haletos de Acilo
Identificar o ácido que deu origem ao grupo acilo e substituir a terminação “óico” por “oílo” 
(nome correspondente ao grupo acilo).
Adicionar o nome correspondente ao anião do
halogénio
Anidridos
Simetricos
Substituir a palavra “ácido” por “anidrido”
Mistos
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usa-se a palavra “anidrido” seguida do nome dos
dois ácidos que lhe deram origem, por ordem
alfabética: 
Amidas
-Dois tipos de designação, dependendo do nome do ácido correspondente:
ácido .....óico -> ....amida
ácido ....carboxílico ->....carboxamida
Designação dos compostos polifuncionais
-1- Determina-se qual o grupo característico de maior prioridade para ser citado como grupo 
principal  dá o "nome de família" (o sufixo) ao composto.
2- Determina-se qual a cadeia principal (a que contém o grupo principal o maior nº de vezes).
3-Numera-se a cadeia principal. O grupo prioritário deve ficar com o localizador mais baixo 
possível.
4-Forma-se o nome do composto indicando todos os substituintes, por ordem alfabética, 
seguidos do nome da cadeia principal e do sufixo correspondente ao grupo principal.
Estereoquímica
Estereoisómeros: (átomos ligados pela mesma ordem mas diferem na orientação espacial);
Conformações - diferentes arranjos dos átomos na molécula, que se podem converter uns nos 
outros sem rutura de ligações.
Configurações - diferentes arranjos dos átomos na molécula, que só se podem converter uns 
nos outros por rutura de ligações.
Os estereoisómeros podem ser:
- Diastereómeros: estereoisómeros que não são imagem um do outro num espelho plano ( Ex:
Isómeros geométricos - cis, trans, Z, E)
- Enantiómeros: estereoisómeros que são imagem um do outro num espelho plano;
ATENÇÃO: quando temos dois átomos (ou grupos) iguais ligados ao mesmo átomo de 
carbono envolvido na ligação dupla, não há estereoisómeros!!!
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Estereoisomerismo nos alcenos
-O sistema de designação cis/trans é muito limitado pois só se pode aplicar aos compostos que
têm dois átomos (ou grupos) iguais ligados aos átomos de carbono envolvidos na ligação 
dupla.
Sistema de designação E/Z
-Este sistema baseia-se na atribuição de precedências (ou prioridades) aos 4 átomos (ou 
grupos) ligados directamente aos 2 átomos de carbono envolvidos na ligação dupla, 
recorrendo às Regras de prioridade de Cahn-Ingold-Prelog.
Regras de prioridade de Cahn-Ingold-Prelog
1- Os elementos de maior nº atómico têm precedência sobre os de nº atómico inferior.
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2- Quando temos dois átomos idênticos ligados directamente a um átomo de carbono 
envolvido na ligação dupla, comparam-se os nºs atómicos dos átomos seguintes. As 
precedências são determinadas no 1º ponto de diferença
3- A avaliação da prioridade de um grupo substituinte deve ser feita de “dentro para 
fora” e avaliando a prioridade dos átomos um a um e nunca como um grupo. Por 
exemplo, como o nº atómico do oxigénio é superior ao do carbono, então -CH2OH tem
prioridade sobre -C(CH3 )3. 
3.1- Um só número atómico mais alto tem prioridade sobre dois ou três menos altos…
4- Um átomo que esteja ligado a outro por uma ligação dupla ou tripla é considerado em 
duplicado ou triplicado, respectivamente.
Quando temos compostos com duas ou mais ligações duplas é necessário indicar a 
configuração de cada dupla (exceto das ligações duplas que não têm estereoquímica 
associada!)
ESTEREOQUÍMICA O arranjo espacial dos átomos
-Diastereoisómeros: estereoisómeros que não são imagem um do outro num espelho plano;
-Enantiómeros: estereoisómeros que são imagem um do outro num espelho plano, mas não 
sobreponíveis
 moléculas que não são sobreponíveis às respectivas imagens num espelho plano 
dizem-se quirais.
 a origem mais corrente de quiralidade está na presença de um carbono quiral.
 carbono quiral: um átomo de carbono ao qual estão ligados quatro átomos (ou grupos)
diferentes.
-As moléculas que diferem apenas no arranjo espacial em torno de um átomo de carbono 
quiral têm uma propriedade que as distingue: a atividade ótica.
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Medição da actividade óptica
-A luz é um fenómeno eletromagnético; um feixe de luz é constituído por um campo elétrico e 
um campo magnético.
-Tanto as oscilações do campo elétrico como do campo magnético ocorrem em todos os 
planos perpendiculares possíveis relativamente à direção de propagação da luz (luz não 
polarizada)
Uma substância que roda o plano da luz polarizada diz-se que é uma substância opticamente 
activa.
- A rotação é observada através de um polarímetro e é medida em graus.
-À rotação no sentido dos ponteiros do relógio atribui-se o sinal (+)
-e, no sentido inverso, o sinal (-)
 O valor da rotação depende do número de moléculas interpostas no trajecto da luz ao 
longo do tubo.
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 Assim, para se exprimirem os resultados de modo a ser possível fazer comparações, é 
necessário ter em consideração o comprimento da célula usada e a concentração da 
solução:
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 A propriedade física que caracteriza os dois enantiómeros é a rotação específica:
Resumindo:
 Substância opticamente activa: é aquela que, quando atravessada por luz polarizada, 
consegue rodar o plano de vibração dessa luz.
 Substância dextrógira (+): é aquela que provoca a rotação do plano da luz polarizada 
para a direita (no sentido dos ponteiros do relógio) (Lat. dexter = direita)
 Substância levógira (-): é aquela que provoca a rotação do plano da luz polarizada para 
a esquerda (Lat. laevus = esquerda)
-Mistura racémica: Mistura de quantidades iguais de um par de enantiómeros. Uma mistura 
racémica é opticamente inactiva (a sua rotação específica é zero!)
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CONFIGURAÇÃO ABSOLUTA DOS CENTROS QUIRAIS (Sistema R / S)
1º - Identificar os diferentes substituintes ligados ao centro quiral e
ordená-los por ordem decrescente de precedência (seguir as regras de
Cahn-Ingold-Prelog usadas para a identificação das configurações E/Z nos
alcenos). 
 
2º- Orientar a molécula de forma a que o grupo de menor precedência aponte
“para lá” do plano do papel. 
3º- Determinar o sentido de rotação para unir, por ordem decrescente, os
três substituintes de maior precedência.
 Se a rotação for igual à do sentido dos ponteiros do relógio a
configuração é R (latim, rectus = direito).
 Se a rotação for contrária à do sentido dos ponteiros do relógio a configuração é S 
(latim, sinister = esquerdo).
PROJECÇÕES DE FISCHER
-Linhas horizontais- representam ligações
dirigidas para o observador a partir do plano
do papel.
-Linhas verticais - representam ligações que
se afastam do observador para trás do plano
do papel.
Faz-se a leitura da configuração, normalmente, sabendo que o átomo (ou o grupo) de menor 
prioridade está dirigido para o observador. A seguir, basta inverter a leitura da configuração 
observada: se leio S, será R… se leio R, será S.... Esta abordagem é possível, pois sabemos que 
uma troca inverte a configuração!!!!
MOLÉCULAS AQUIRAIS COM CENTROS QUIRAIS
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-Composto mesógiro: é aquele cuja molécula, não obstante possuir centros quirais, se pode 
sobrepor à respectiva imagem num espelho plano (sendo opticamente inactivo).
Alcanos: Propriedades físicas
-ponto de fusão e ponto de ebulição: São determinados pelo tipo de ligações intermoleculares
que ocorrem nos alcanos
-Os alcanos são compostos apolares: As suas interacções intermoleculares são do tipo dipolo 
induzido-dipolo induzido (designadas por forças de van der Waals)
-São ligações intermoleculares “fracas”
-A intensidade da interacção depende do tamanho e da forma da molécula: o ponto de 
ebulição aumenta linearmente com o nº de átomos de carbono…
-O ponto de ebulição diminui com o aumento de ramificações: a molécula tende a aproximar-
se da forma esférica; isto produz um decréscimo da área superficial relativa e, 
consequentemente, da intensidade das interacções intermoleculares.
Propriedades químicas
Alcanos  muito pouco reactivos
Halogenação de alcanos
Reactividade dos halogénios  F2 > Cl2 > Br2 > I2
-F2 + alcanos: reacção extremamente exotérmica e difícil de controlar. “A maior parte dos 
compostos orgânicos ardem ou explodem quando colocados em contacto com F2 ” 
-I 2 + alcanos: é a única reacção de halogenação que é endotérmica. Não é usada para 
preparar iodetos de alquilo.
-Cl2 ou Br2 + alcanos: usada para preparar, respectivamente, cloretos e brometos de alquilo.
Mecanismos de reacção
Um mecanismo diz-se bem estabelecido quando não está em desacordo com mecanismos de 
reacções análogas, permite explicar os factos observados e fazer previsões que na realidade se 
verificam.
Cisão de uma ligação química
-Cisão homolítica: ruptura de uma ligação
química em que cada fragmento fica com um
electrão dessa ligação:
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-Cisão heterolítica: rutura de uma ligação química em
que um dos fragmentos conserva os dois electrões da 
ligação: 
Halogenação de alcanos - Mecanismo 
-
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Estabilidade dos radicais
-A estabilidade dos radicais pode ser medida a partir da energia de dissociação da ligação 
(energia necessária para que ocorra a cisão homolítica da ligação): quanto mais baixa for essa 
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energia, mais estável é o radical correspondente.
-Quanto mais baixa for a energia de dissociação da ligação, mais estável é o radical 
correspondente!!!
Regiosselectividade
-A quantidade relativa dos produtos formados na halogenação tem em conta o “factor de 
probabilidade” (o nº de hidrogénios que podem ser removidos para darem origem a um 
determinado produto) e o “factor de reactividade” (a facilidade relativa com que um 
determinado hidrogénio é removido).
 O cloro promove a halogenação de todas as posições possíveis num determinado 
alcano: a sua regiosselectividade é baixa.
 O bromo é altamente regiosselectivo na substituição de hidrogénios terciários.
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