1ª aula compostos oxigenados

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Compostos oxigenados
1.1. Álcoois e Éteres
2.2. Aldeídos e Cetonas
3.3. Ácidos carboxílicos e 
derivados ( Éster, amidas)
Compostos Oxigenados
Estruturas químicas
grupos funcionais
Hibridização 
Propriedades físicas
Forças intermoleculares
1
Compostos oxigenados
álcool e éter
2
fórmula
geraL R R
OH
OH
OH
OH
cicloexanol álcool benzílico
OH Grupo funcional hidroxila
2-propanol
R R1
OH
 ESTRUTURAS QUÍMICAS E GRUPOS FUNCIONAIS
R R
O
R R1
OO
H3C
O CH3
OCH3
O
fórmulas
gerais
oxigênio como hetero átomo
éter etil metílico éter metil fenílicoéter dietílico
3
 HIBRIDIZAÇÃO
R O R
R O R
R O H
Na ligação C=O os átomos de carbono e de oxigênio são hibridizados em 
sp3, possuindo uma geometria tetraédrica (a = 109,5o). 
4
 PROPRIEDADES FÍSICAS E FORÇAS INTERMOLECULARES
O álcool etílico tem um ponto de ebulição muito mais elevado (+78,5 ºC) do que o 
éter dimetílico (- 24,9 ºC) em decorrência da formação de ligações de hidrogênio no 
estado líquido, como ocorre com a água. 
O
H3C
H
H O
CH3
O
CH3
H
OH3C H
O
H3C
H
H
O
H3C
O
CH3
H
Álcool  solubilidade em água diminui gradualmente com o aumento 
da cadeia hidrocarbônica
5
As moléculas do éter dimetílico, por não terem átomo de hidrogênio 
ligado a um átomo fortemente eletronegativo, não podem formar ligação 
hidrogênio uma com as outras.
O
H3C
CH3
H
O
H
O
O
O
-
-
-
+
+
interações dipolo-dipolo mais fracas.
O
H3C
CH3
H3C
O
H3C
Moléculas simétricas geralmente possuem pontos de fusão
anormalmente elevados.
C
CH3
CH3
CH3
OH CH3CH2CH2CH2OH CH3CHCH2OH
CH3
CH3CH2CHOH
CH3
Álc. butílico Álc. isobutílico Álc. sec-butílico
Álc. Terc-butílico
pf = -90ºC pf = -108ºC pf = -114ºC
pf = +25ºC
6
Compostos oxigenados:
Aldeídos e cetonas
7
 ESTRUTURA S QUÍMICAS E GRUPOS FUNCIONAIS
fórmulas
gerais R H
O
R R1
O
aldeídos cetonas
R e R1: grupos alquila ou arila
R e R1 podem ser iguais ou diferentes
H
O
acetaldeído
H
O
cicloexanal
H
O
benzaldeído
O
acetona
OO
cicloexanona acetofenona
O Grupo funcional carbonila
H
O
R
R1
R2
R3
O
R
R1
R2
enal
(um a,-aldeído) (uma a,-cetona)
enona
a

a

Nestes casos são definidas novas 
funções denominadas aldeídos e 
cetonas conjugados ou α, β-
insaturados (ou enal e enona).
8
Na ligação C=O os átomos de carbono e de oxigênio são hibridizados 
em sp2, daí a função C=O possuir uma geometria trigonal plana 
(a = 120o). 
C
R1
R
O ou C
R1
R
O
estrutura da ligação C=O
C
R1
R
O
aldeídos e cetonas
120o
120o
Há formação de
nuvem  acima e
abaixo do plano
da molécula.
9
 PROPRIEDADES FÍSICAS E FORÇAS INTERMOLECULARES
Os aldeídos e cetonas não podem formar ligações de hidrogênio intermoleculares,
suas temperaturas de ebulição são mais baixas que as dos álcoois de massas molares
semelhantes
OH
H H
O
H
O
H
O
p.e. -19oC 21oC 48oC
O O O
p.e. 56oC 80oC 102oC
CH3CH3 H
O
etano acetaldeído etanol
p.e. -89oC 21oC 78oC
O OH
propano acetona 2-propanol
-42oCp.e. 56oC 82oC
A polarização do grupo C=O cria atrações dipolo-dipolo permanentes entre as 
moléculas de aldeídos e cetonas. 
C
H3C
H3C
O -+ C
H3C
H3C
O -+ C
H3C
H3C
O -+
10
Em comparação com o éter as
moléculas dos aldeídos e cetonas também
não podem formar ligações hidrogênio
entre si.
H H
O
C
O
R1R
H R
O
C
O
R1R
::
::
::
::
H R
N
C
O
R1R
::
::
11
C
O
R1R
C
O
R1R
:
::
:
Especialmente naqueles pertencentes às classes dos carboidratos e
terpenos, estes apresentando a carbonila conjugada (a,-
insaturada).
CHO
H OH
HO H
H OH
H OH
CH2OH
CH2OH
C O
HO H
H OH
H OH
CH2OH
OCHO
D-Glicose D-Frutoseessência do
capim-limão
Citral
(-)-Carvona
essência de
hortelã
ALDEÍDO E CETONA PRESENTES NAS ESTRUTURAS DE 
PRODUTOS NATURAIS
12
Compostos oxigenados:
Ácidos carboxílicos e derivados
13
Lgação de 
Hidrogênio
C
O
R
O ou C
HO
R
OC
O
R
O
120o
109o
Há formação de
nuvem  acima e
abaixo do plano
da carbonila
H H
fórmula
geral R OH
O
R: grupos alquila ou arila
OH
O COOH
OH
O
ácido benzóico
Grupo carboxila
OH
O
ácido acético ácido cicloexano-
carboxílico
OH
O
ácido acrílico
CO2H
CO2H
ácido adípico
(um a,-ácido)
a

 ESTRUTURAS QUÍMICAS E GRUPOS FUNCIONAIS
 HIBRIDIZAÇÃO
13
 Ácidos  maiores p. f. (oC) que outras funções
H
O
OH
O
p.e.
O OH
acetona 2-propanol
56oC 82oC
P. M.
ácido acético
605858
48oC
propanal
60
118oC
NH2
59
49oC
propilamina
O O
acetona 2-propanol ácido acético
O+
-
-
+
interações
dipolo-dipolo
H
O
H
associação por
ligação hidrogênio
O H
O
O
OH
completamente associado
por ligação hidrogênio
 Ácidos  mesma solubilidade em água que os álcoois e aminas
O
etanol ácido acético
H H
O
H
ligação hidrogênio
O H
O H
O
H
ligação hidrogênio
N
H H
O
H
H
etilamina
ligação hidrogênio
14
Ácidos carboxílicos  fármacos incluem os a-, g- e e-aminoácidos naturais ou não. 
CO2H
NH2
N
H
H2N
NH
L-arginina (Arg)
(Targifor, Hoescht)
como aspartato:
no tratamento da fadiga
CO2H
NH2
H2NOC
L-asparagina (Asn)
(Elspar, Prodome)
no tratamento da leucemia
HO
HO
CO2H
NH2
L-DOPA (metildopa)
(metildopa, Neovita)
anti-hipertensivo
CO2HH2N
Ác. g-aminobutírico 
 (GABA)
(Aminovac, Nikko)
tratamento da rinite
e da sinusite
(Gammar, Nikko)
acelera o metabolismo
cerebral: no tratamento
de crianças excepcionais
CO2HH2N
a
ge a
g
Ácido e-aminocapróico
H2N CO2H
Cl
Baclofen
(Lioresal, Biogalênica)
antiespasmódico
15
ácidos graxos: saturados ou insaturados
CO2H
n
CO2H
7 7
910
Ác. oléico
CO2H
4 7
9101213
Ác. linoléico
CO2H
7
9101213
Ácido linolênico 9,12,15
1516
(óleo de oliva) óleos de girassol
 cis9 cis
9,12 cis
e de algodão
sebo animal
(óleo de linhaça)
n = 10: Ácido láurico
n = 12: Ácido mirístico
n = 14: Ácido palmítico
n = 16: Ácido esteárico
coco e óleo
de babaçu
16
 ÁCIDOS CARBOXÍLICOS E SEUS DERIVADOS
 ESTRUTURAS QUÍMICAS E GRUPO FUNCIONAIS
R X
O
haleto de ácido
(haleto de acila)
X= F, Cl, Br, I
R O R1
O O
anidrido
R O
O
R1
éster
R N
O
R1
R2
amida
R
O
grupo acila
R OH
O
ácido
carboxílico
17
 ÉSTERES 
fórmula
geral R OR1
O R e R1: grupos alquila 
 ou arila
O
O
OCH3
O
OEt
O
acrilato de etila
CO2Et
CO2Et
adipato
 a,-éster: um enoato
a

acetato de etila
benzoato de metila
O
O
valerolactona
O
O
um butenolido
de dietila
 (uma a,-lactona)
O
OH
OH
- H2O
lactonas
Nos ésteres a carbonila pode estar conjugada a ligações duplas ou
triplas, sendo assim denominados ésteres α, β-insaturados (ou
enoatos).
ESTRUTURAS QUÍMICAS E GRUPO FUNCIONAL
18
 PROPRIEDADES FÍSICAS E FORÇAS INTERMOLECULARES
C
O
R
O ou C
R1O
R
O
C
O
R
O
120o
109o
Há formação de
nuvem  acima e
abaixo do plano
da carbonila
H
R1
C
O
R
O
120o
109o
R1
ácido carboxílico éster
Os ácidos carboxílicos
e os ésteres são
isoeletrônicos.
H OCH3
O
p.e.
O
acetona
56oC
P. M. 5860
32oC
formiato de metila
OH
OOH
2-propanol
82oC
ácido acético
6060
118oC
NH2
59
49oC
propilamina
19
 ÉSTERES NAS ESTRUTURAS DE FÁRMACOS 
Br
Br
O
O CN
O
Deltametrina
(Deltametrina, Medic)
tratamento da escabiose
N
N
H
Et
MeO2C
HO
Vincamina
(Vincagil, Hoescht)
vasodilatador: em insuficiência
circulatória cerebral
O
O
OH
H
OAcHO
O
ON
PhH
O
O
Ph
OH
Taxol
antitumoral
H
H
H
O
HO
O
O
OAc
Acetato de cortisona
(Corciclen, Allergan-Frumtost)
antiinflamatório esteroidal
20
fórmulas gerais
R N
O
R, R1 e R2: grupos 
 alquila ou arila
NH2
O
NH2
O
NH2
O
acrilamida
 a,-amida
a

acetamida benzamida
N
O
H
H
R N
O
R1
H
R N
O
R1
R2
amida 1ária amida 2ária amida 3ária
Ha
 g
g-lactama
N
O
O
H
succinimida
 AMIDAS – ESTRUTURAS QUÍMICAS E GRUPO FUNCIONAL 
Nas amidas a carbonila pode estar conjugada a ligações duplas ou triplas,
sendo assim denominados amidas a, b-insaturadas.
As amidas cíclicas sãodenominadas lactamas.
As imidas possuem duas C=O ligadas ao mesmo nitrogênio. 21
Na ligação C=O os átomos de carbono e de oxigênio são hibridizados em sp2, daí
a função C=O possuir uma geometria trigonal plana (a = 120o). Por sua vez, o átomo de
nitrogênio apresenta hibridização sp3 e uma geometria tetraédrica (a = 109o). A ligação
C=O é fraca (força da ligação ~ 36kcal/ mol), ao contrário das ligações C-O .
C
N
R
O ou C
R2R1N
R
O
C
O
R
O
120o
109o
Há formação de
nuvem  acima e
abaixo do plano
da carbonila
R1
R1
C
N
R
O
120o
109o
R2
R1
amidaéster
Os ésteres e
as amidas são
isoeletrônicos.
R2
22
 AMIDAS – LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO INTRAMOLECULAR
23
2
1
3
Dados de cristalografia comprovam a existência de três pontes de
hidrogênio intramolecular duas pontes são entre os átomos: nitrogênio,
oxigênio e hidrogênio: N2- H(2N)... O4, N2 –H(2N)-----N3
24
O grupo funcional amida encontra-se presente nas estruturas das proteínas, os 
polímeros naturais dos a-aminoácidos. A ligação amida que une os a-aminoácidos nas 
estruturas dos peptídeos e das proteínas é denominada ligação peptídica.
Violaceína
N
H
NH
O
N
O
H
HOO R
N
H
N
O R
N
R H O R H
Proteínas
n
H2N
O
OH
R
a-aminoácidos
ligações peptídicas
As amidas não são bastante distribuídas no Reino Vegetal e, dentre os poucos 
exemplos, pode ser mencionada a violaceína, o pigmento violeta obtido de 
Chromobacterium violaceum encontrado na região do Rio Negro-AM. 
25
Compostos oxigenados
2
exercícios 
Composto PM p.e. (oC)
CH3CH2OH 46 78,29
CH3OCH3 46 24,8
1) Explique a diferença de ponto de ebulição para os compostos oxigenados 
abaixo, baseando sua resposta nas forças intermoleculares
O
OH
H
O
OH
H
O HO
OHO
O
O H
O
OH
2) Por que o ácido etanóico com PM = 60 tem o ponto de ebulição 
mais alto do que o álcool 1-butanol PM = 74?
25
Comparando diferentes forças intermoleculares, o ponto de ebulição 
Será maior quanto mais forte for a interação molecular, isto é, 
Ligação de Hidrogênio  Dipolo permanente  Força de van der Walls
O
OH OH
O
24
3) Coloque em ordem crescente de acordo com o tipo de forças 
intermoleculares presentes no álcool, na cetona e no ácido carboxilico.
Bibliografia utilizada
Química Orgânica (volumes 1 e 2); Solomons, T.W. Graham
- Fryhle, Craig B.- 8ª edição–2005; editora LTC;
Química Orgânica (volumes 1 e 2); Bruice, P. Y. - 4ª edição– 2006;
editora Pearson Education;
Química Orgânica Combo; McMurry, J. – 9ª edição-2004 –
editora Thomson Learning;
Química Orgânica; Allinger, N. L. - Cava, M. P.; De Jongh, D. C.;
Johnson, C. R. – Lebel N. A.; Stevens, C. L. - 2ª edição-1976.
26