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Profº Me Lúcio André Martins da Silva ✓ Farmacêutico –Bioquímico(UFMA); ✓ Especialista em Saúde da Família (PITÁGORAS – IMP(MA); ✓ Especialista em Docência do Ensino Superior (PITÁGORAS – IMP(MA); ✓ Mestre em Patologia das Doenças Tropicais(UFPA); ✓ Doutorando em Ciências da Saúde(FMABC – SP); ✓ Graduando em Ciências Biológicas(IFTO – Araguatins(TO)); ✓ Farmacêutico responsável técnico pelas farmácias básica e hospitalar do Município de São Francisco do Brejão – MA. Introdução à química orgânica e a química do carbono ❖Contextualização da química orgânica nas ciências farmacêuticas ➢ Após a Segunda Guerra Mundial, foi estabelecida a indústria farmacêutica moderna com a produção da penicilina e sua utilização médica (PINTO; BARREIRO, 2013). Atualmente, a indústria farmacêutica transforma intermediários químicos e extratos de plantas em princípios ativos, que, na sequência, são transformados em medicamentos. Além das rotas químicas sintéticas, princípios ativos também são obtidos por rotas biotecnológicas (CAPANEMA, 2006). Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono Introdução à química orgânica e a química do carbono NESTA AULA... Você vai compreender o que são hidrocarbonetos e as características dos alcanos e alcenos. A relação entre os hidrocarbonetos e combustíveis. Im a g e m : A g la re c h / D o m ín io P ú b lic o HIDROCARBONETOS Os hidrocarbonetos são substâncias orgânicas que contêm apenas átomos de carbono e hidrogênio em suas cadeias. CH3 CH2 CH3 CH3 C O CH3É hidrocarboneto. É hidrocarboneto. Não é hidrocarboneto. O número de átomos de carbono é definido pelos prefixos e o tipo de ligação pelos infixos. Prefixo Número de carbonos Met 1 Et 2 Prop 3 But 4 Pent 5 Hex 6 Hept 7 Oct 8 Non 9 Dec 10 Infixo Tipo de ligação AN Simples EN Duplas DIEN Duas duplas TRIEN Três duplas IN Tripla DIIN Duas triplas Para dar nomes aos hidrocarbonetos, é necessário utilizar a nomenclatura definida pela IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Alcanos são hidrocarbonetos que possuem apenas ligações simples entre carbonos. Considerando seus números de carbonos: a) até quatro carbonos: alcanos gasosos; b) cinco a dezesseis carbonos: alcanos líquidos; c) acima de dezessete carbonos: alcanos sólidos. São compostos pouco reativos e apolares, também chamados de parafinas. ALCANOS A fórmula geral dos alcanos é CnH2n+2. Para nomear os alcanos, basta observar o número de carbonos, acrescentar o prefixo AN e o sufixo O (característico para hidrocarbonetos). PREFIXO + AN + O ALCANOS Exemplos: CH4 CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 Met + an + o = metano Et + an + o = etano Prop + an + o = propano But + an + o = butano Pent + an + o = pentano ALCANOS Para alcanos ramificados, devemos observar a presença de radicais ligados à cadeia principal. CH3 CH CH3 CH3 Os radicais recebem nomes específicos e são chamados de grupos alquila (-R). ALCANOS Grupo Nome CH3 – Metila CH3 – CH2 – Etila CH3 – CH2 – CH2 – Propila CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – Butila CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – Pentila Principais radicais ALCANOS Exemplo: Como nomear a cadeia acima? 1) Identificar a cadeia principal e os radicais; 2) numerar os carbonos para dar ao radical metila o menor número possível; 3) identificar a posição do radical (usar di e tri quando necessário) e o nome completo da cadeia. CH3 CH CH2 CH3 CH2 CH3 2–metil-pentano ALCANOS Agora nomeie as seguintes cadeias: CH3 C CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 CH CH CH3 CH3 CH3 ALCANOS PRINCIPAIS ALCANOS Metano O metano é o menor dos alcanos. É gasoso e conhecido como gás dos pântanos ou gás natural. É incolor e altamente inflamável. Sua fórmula é CH4. Imagem: Villasephiroth / Domínio Público. Metano É produzido através de processos como a decomposição de lixo orgânico, digestão de herbívoros, em vulcões de lama e extração de combustível mineral. O metano, juntamente com outros gases, participa do chamado efeito estufa, contribuindo para o aquecimento global. Imagem: Antonín Slejška / Creative Commons Uveďte autora-Zachovejte licenci 3.0 Unported A fermentação da biomassa produz o biogás (o metano é um dos principais componentes), que é utilizado como combustível. Biogás Através de um equipamento chamado biodigestor, é possível produzir gás natural a partir de matéria orgânica. Im a g e m : Il h a d o r / D o m ín io p ú b lic o . Propano e butano São alcanos que estão presentes no GLP (gás liquefeito de petróleo), o gás de cozinha. O gás de cozinha é uma mistura desses gases, estando o propano em maior quantidade. Im a g e m : C h e m ic a lin te re s t / D o m ín io p ú b lic o . Os alcanos são os principais compostos presentes no petróleo e são utilizados na indústria petroquímica e na produção de combustíveis. O petróleo, especialmente, merece uma maior discussão por suas implicações à economia e ao meio ambiente e por causa das notícias recentes sobre o pré-sal. IMPORTÂNCIA DOS ALCANOS Do latim petrus e oleum (óleo de pedra) é um material viscoso e com textura de óleo. Foi formado há milhões de anos a partir de matéria orgânica soterrada. PETRÓLEO Os fatores importantes para a formação do petróleo são: ação de microrganismos, temperatura e pressão ao longo do tempo. Im a g e m : M e te o r2 0 1 7 / C re a ti v e C o m m o n s A tt ri b u ti o n - S h a re A lik e 3 .0 U n p o rt e d . A partir de sua localização, a jazida do petróleo é perfurada por um processo mecânico, por meio de dutos. EXTRAÇÃO DO PETRÓLEO Im a g e m : W a rX / C re a ti v e C o m m o n s A tt ri b u ti o n -S h a re A lik e 2 .5 G e n e ri c Im a g e m : U s E n v ir o in m e n ta l P ro te c ti o n A g e n c y / U n it e d S ta te s P u b lic d o m a in . Quando o petróleo é retirado de uma jazida sobre o mar, a extração acontece nas chamadas plataformas de petróleo. Imagem: Agência Barasil / Licença Creative Commons Atribuição 3.0 Brasil. EXTRAÇÃO DO PETRÓLEO O processo de refino acontece na torre de destilação fracionada. Os alcanos mais leves são retirados no topo da torre e os mais pesados, na base. REFINO DO PETRÓLEO Im a g e m : P s a ri a n o s , T h e re s a K n o tt / C re a ti v e C o m m o n s A tt ri b u ti o n -S h a re A lik e 3 .0 U n p o rt e d . Im a g e m : d im h a p / C re a ti v e C o m m o n s A tt ri b u ti o n 2 .0 G e n e ri c . GLP Gasolina Parafina Óleo de Aquecimento Óleo Pesado Óleo de lubrificação, óleo de parafina, asfalto Bruto Forno Principais produtos Produto Quantidade de carbonos Gases 1 a 5 Gasolina 6 a 10 Querosene 11 a 12 Óleo diesel 13 a 17 Óleos combustíveis 18 a 25 Óleos lubrificantes 26 a 30 Óleos pesados 35 a 38 Resíduo (asfalto) PETRÓLEODO PRÉ-SAL Uma reserva brasileira que se estende de SC até o ES é chamada de pré-sal, pois há uma camada significativa de sal na jazida. Estima-se que, dentro de alguns anos, o Brasil possa explorar até 8 bilhões de barris no total. Imagem: Fdourado / Domínio público. EXERCÍCIOS “A idade da pedra chegou ao fim, não porque faltassem pedras; a era do petróleo chegará igualmente ao fim, mas não por falta de petróleo”. Xeque Yamani, Ex-ministro do Petróleo da Arábia Saudita. O Estado de S. Paulo, 20/08/2001. Considerando as características que envolvem a utilização das matérias- primas citadas no texto em diferentes contextos histórico-geográficos, é correto afirmar que, de acordo com o autor, a exemplo do que aconteceu na Idade da Pedra, o fim da era do Petróleo estaria relacionado a) à redução e ao esgotamento das reservas de petróleo. b) ao desenvolvimento tecnológico e à utilização de novas fontes de energia. c) ao desenvolvimento dos transportes e ao consequente aumento do consumo de energia. d) ao excesso de produção e à consequente desvalorização do barril de petróleo. e) à diminuição das ações humanas sobre o meio ambiente. (ENEM – 2003) Do ponto de vista ambiental, uma distinção importante que se faz entre os combustíveis é serem provenientes ou não de fontes renováveis. No caso dos derivados de petróleo e do álcool de cana, essa distinção se caracteriza a) pela diferença nas escalas de tempo de formação das fontes, período geológico no caso do petróleo e anual no da cana. b) pelo maior ou menor tempo para se reciclar o combustível utilizado, tempo muito maior no caso do álcool. c) pelo maior ou menor tempo para se reciclar o combustível utilizado, tempo muito maior no caso dos derivados do petróleo. d) pelo tempo de combustão de uma mesma quantidade de combustível, tempo muito maior para os derivados do petróleo do que do álcool. e) pelo tempo de produção de combustível, pois o refino do petróleo leva dez vezes mais tempo do que a destilação do fermento de cana. EXERCÍCIOS Alcenos são hidrocarbonetos que possuem ligações duplas entre carbonos. Estes hidrocarbonetos que contêm um número menor do que o número máximo de átomos de hidrogênio são chamados de hidrocarbonetos insaturados, sendo a ligação dupla chamada de insaturação. ALCENOS CH2 CH2 CH3 CH CH CH3 Os alcenos são raros de encontrar na natureza, sendo mais reativos que os alcanos por causa da presença de ligações duplas. C C H H H H ALCENOS Para nomear os alcenos, é necessário numerar os átomos para indicar onde está a insaturação. O número deve ser colocado antes do infixo. PREFIXO + número ligação + EN + O Exemplo: CH3 CH2 CH CH2 But-1-eno CH3 CH CH CH3 But-2-eno ALCENOS Para nomear os alcenos ramificados, é preciso considerar como cadeia principal aquela que contém a maior sequência que inclui a insaturação. A numeração deve iniciar pela extremidade mais próxima da dupla ligação. Exemplo: 6-metil-oct-3-eno CH3 CH2 CH CH CH2 CH CH2 CH3 CH3 ALCENOS Agora nomeie as seguintes cadeias: CH3 CH2 C CH3 CH2 CH3 CH CH3 CH2 CH CH2 CH3 C CH3 C H CH3 ALCENOS Eteno Também conhecido como etileno, tem fórmula C2H4 e é o gás utilizado para amadurecer frutas, que são colhidas verdes e recebem o gás para amadurecer antes de chegarem ao consumidor. PRINCIPAIS ALCENOS C C H H H H Imagem: David Monniaux / Creative Commons Attribution- Share Alike 3.0 Unported Polietileno e Polipropileno Alguns alcenos como o etileno e o propileno sofrem uma reação chamada de polimerização. A união de várias unidades desses alcenos forma os polímeros polietileno (PE) e polipropileno (PP), muito utilizados no cotidiano em sacolas plásticas e embalagens. PRINCIPAIS ALCENOS Im a g e m : C jp 2 4 / C re a ti v e C o m m o n s A tt ri b u ti o n -S h a re A lik e 3 .0 U n p o rt e d . Vídeo “Pretinho Básico”: A indústria depende dele. A política depende dele. Você depende dele. E tudo isso depende do mercado, da descoberta de novas jazidas, do desenvolvimento de tecnologias para exploração e, sobretudo, de um consumo consciente. Entenda por que o petróleo domina o mundo. Link: http://super.abril.com.br/cotidiano/pretinho-basico-579372.shtml EXTRA http://super.abril.com.br/cotidiano/pretinho-basico-579372.shtml Referências Todas as estruturas químicas sem referências foram criadas a partir do software ChemSketch (ACD-Lab). Site: www.acdlabs.com/download/ ALLINGER, N. L. et al. Química Orgânica. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1985. FELTRE, R. Química. São Paulo: Editora Moderna, 2004 Slide 22: http://www.sindipetro-es.org.br/?sin=detalhado&cod=338 Slide 18: http://petrogasnews.wordpress.com/2011/03/14/geologia-do- petroleo/ http://www.acdlabs.com/download/ http://www.sindipetro-es.org.br/?sin=detalhado&cod=338 http://petrogasnews.wordpress.com/2011/03/14/geologia-do-petroleo/ Nomenclatura de Hidrocarbonetos ➢ Os hidrocarbonetos possuem um papel central na química orgânica. Eles são utilizados como matéria-prima no desenvolvimento de diversos materiais. ➢ Só para se ter uma ideia, os hidrocarbonetos são empregados na produção de diferentes plásticos, fibras têxteis, borracha sintética, tintas, solventes, resinas e medicamentos. Eles também são usados como fonte de energia (gasolina, diesel e gás natural). ➢ Além da importância material, os hidrocarbonetos são a chave para a nomenclatura de compostos orgânicos. A partir deles, outras funções orgânicas são nomeadas. https://geekiegames.geekie.com.br/signup?redirectPath=/agpzfmdlZWtpZWlkchkLEgxPcmdhbml6YXRpb24YooCE_qbe4REM/content-group/all/learning_object/550b2364fdc9b1001260ae3c&utm_medium=post&utm_source=blog&utm_campaign=quimica-organica&utm_term=hidrocarbonetos&utm_content=link-h3 Regras de nomenclatura orgânica O nome de um composto orgânico pode ser divido em 3 partes: prefixo (número de carbonos), intermediário (tipo de ligação entre carbonos) e sufixo (Função Orgânica). Tabela com a nomenclatura de hidrocarbonetos Observação: Em cadeias fechadas, adicione a palavra “ciclo” antes do prefixo. Fórmulas gerais: ➢ Alcanos – CnH2n+2 ➢ Alquenos ou alcenos – CnH2n ➢ Alquinos ou alcinos – CnH2n-2 ➢ Alcadienos – CnH2n-2 ➢ Cicloalcanos – CnH2n ➢ Cicloalquenos ou cicloalcenos – CnH2n-2 OBS: em que n = qualquer número inteiro. A L É M D O S H I D R O C A R B O N E T O S , E X I S T E M D I V E R S A S O U T R A S F U N Ç Õ E S O R G Â N I C A S N A Q U Í M I C A . V E J A A L G U M A S A B A I X O : ➢ Á L C O O L É C A R A C T E R I Z A D A P E L A P R E S E N Ç A D O G R U P O H I D R O X I L A (– O H ) L I G A D O A C A R B O N O S A T U R A D O . ➢ F E N O L É C A R A C T E R I Z A D O P E L A P R E S E N Ç A D O G R U P O H I D R O X I L A (– O H ) C O N E C T A D O A A N E L A R O M Á T I C O . ➢ A L D E Í D O É C A R A C T E R I Z A D A P E L A P R E S E N Ç A D E U M G R U P O C A R B O N I L A L I G A D O A C A R B O N O P R I M Á R I O ( C A R B O N I L A P R I M Á R I A ) . ➢ C E T O N A É C A R A C T E R I Z A D A P E L A P R E S E N Ç A D E U M G R U P O C A R B O N I L A J U N T O A C A R B O N O S E C U N D Á R I O ( C A R B O N I L A S E C U N D Á R I A ) . ➢ Á C I D O S C A R B O X Í L I C O S S Ã O C A R A C T E R I Z A D O S P E L A P R E S E N Ç A D O G R U P O C A R B O X I L A (–C O O H ) . Funções orgânicas É T E R É C A R A C T E R I Z A D O P E L A P R E S E N Ç A D O H E T E R O Á T O M O D E O X I G Ê N I O E N T R E C A R B O N O S ( R – O – R ’ ) . É S T E R É F O R M A D O P E L A R E A Ç Ã O E N T R E Á C I D O S C A R B O X Í L I C O S E Á L C O O I S . A M I N A S S Ã O F U N Ç Õ E S O R G Â N I C A S N I T R O G E N A D A S , D E R I V A D A S D A A M Ô N I A . A M I D A S S Ã O F U N Ç Õ E S N I T R O G E N A D A S C A R A C T E R I Z A D A S P E L A P R E S E N Ç A D O Á T O M O D E N I T R O G Ê N I O L I G A D O D I R E T A M E N T E À C A R B O N I L A . H A L E T O S O R G Â N I C O S S Ã O C A R A C T E R I Z A D O S PE L A P R E S E N Ç A D E U M Á T O M O D E H A L O G Ê N I O – F , C L , B R , I – C O N E C T A D O À C A D E I A C A R B Ô N I C A . N I T R I L A S A P R E S E N T A M A F Ó R M U L A G E R A L R – C N . N I T R O C O M P O S T O S S Ã O C A R A C T E R I Z A D O S P E L A P R E S E N Ç A D O G R U P O N I T R O : R – N O 2 . Á C I D O S S U L F Ô N I C O S A P R E S E N T A M A F Ó R M U L A G E R A L R – S O 3 H Funções orgânicas Questão 1 Observe os compostos orgânicos abaixo e identifique as funções orgânicas, de acordo com os grupos funcionais destacados. Após isso, dê o nome das substâncias. Questão 2 Na Química orgânica, os compostos são reconhecidos pelas cadeias formadas por carbono e hidrogênio. Entretanto, outros elementos podem fazer parte da estrutura química desses compostos, como o oxigênio. Selecione a alternativa em que os dois compostos orgânicos apresentam funções orgânicas oxigenadas. a) clorofórmio e metanoato de etila b) propanol e ácido propanoico c) eteno e etanodiol d) etanamida e benzeno Questão 3 Observe a estrutura do composto orgânico abaixo e assinale as afirmativas verdadeiras. (01) O composto apresenta uma função orgânica nitrogenada. (02) Trata-se de uma amina primária, pois está ligada a apenas um hidrogênio. (03) O nome do composto é dietilamina. Questão 4 O eugenol, membro da família dos fenilpropanóides, é um composto orgânico aromático presente no cravo, uma especiaria utilizada desde a antiguidade. Observe a fórmula estrutural do composto e identifique as funções orgânicas presentes. a) Álcool e éter b) Fenol e éter c) Álcool e éster d) Fenol e éster e) Álcool e hidrocarboneto Questão 5 EDTA, cujo nome completo é ácido etilenodiaminotetraacético, é um composto orgânico com diversas aplicações. Sua capacidade de ligar-se a íons metálicos o faz um agente quelante muito utilizado tanto em laboratório quanto industrialmente. Sobre o EDTA é correto afirmar que a cadeia carbônica é: a) Aberta, homogênea e insaturada. b) Fechada, heterogênea e saturada. c) Aberta, heterogênea e insaturada. d) Fechada, homogênea e saturada. e) Aberta, heterogênea e saturada. Questão 6 (UFPB) A estrutura do composto orgânico de fórmula molecular C5H8O que apresenta cadeia ramificada, insaturada, heterogênea e alicíclica é: Gratidão!
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