Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 É qualquer tipo de isomeria em que a diferença entre os compostos só possa ser percebida na estrutura espacial. ANALISANDO UMA QUESTÃO (feromônios) Como exércitos de formigas conseguem seguir exatamente o mesmo trajeto até a comida? A resposta está relacionada aos feronômios, que são substâncias químicas produzidas e secretadas por indivíduos de uma determinada espécie. Tais substâncias, quando alcançam os órgãos olfativos de outros indivíduos da mesma espécie, desencadeiam uma série de reações. Esse é um interessante mecanismo evolutivo de proteção apresentado não só pelas abelhas, mas também por vários outros tipos de animais. Uma formiga produz e libera um feromônio de recrutamento por todo o caminho que ela percorre desde o formigueiro até o local onde foi encontrada a comida. As outras formigas ao sentirem o odor desse feromônio, seguem a mesma trilha. Uma abelha em perigo libera um feromônio de alarme. Tal substância, altamente volátil, se dispersa no ar com rapidez e chega até as outras abelhas. Assim que ela sentem o odor desse feromônio, fogem do perigo. Uma cadela que esteja no seu período fértil (cio) produz e libera um feromônio que atrai o cão para a cópula. Nesse caso, temos um feromônio sexual. A mosca-doméstica também utiliza feromônios para assegurar sua reprodução. Em geral uma quantidade reduzissíma (por exemplo, 10-23 grama) de feromônio sexual liberado já é o suficiente para atrair o macho. H3C —(CH2)7 —CH = CH—(CH2)12— CH3 Feromônio sexual produzido pela moca-doméstica Essa substância é um hidrocarboneto de estrutura relativamente simples, que pode ser produzido em laboratório. E qual seria a finalidade de produzir em laboratório o feromônio sexual da mosca doméstica? Novamente, a resposta é simples. Há muitos locais onde a presença de moscas contribui para a propagação de doenças. Dessa maneira, o uso de feromônio sexual pode atrair os machos para armadilhas. Sem os machos, deixa de haver reprodução do inseto e, conseqüentemente, consegue- se reduzir sua população e combater a propagação de doenças. O emprego dos feromônios está se tornando cada vez mais importante, e cada vez mais vêm sendo realizadas pesquisas a seu respeito. Um pesquisador produziu a substância com a fórmula estrutural a seguir (note que é a mesma do feromônio sexual da mosca-doméstica). No entanto, verificou que essa substância não atraía os insetos. O que teria saído errado? H3C —(CH2)7 —CH = CH—(CH2)12— CH3 O motivo para esta diferença esta na distribuição espacial dos átomos nestas duas moléculas, que confere atividade biológica a um dos isômeros e não ao outro. ISOMERIA GEOMÉTRICA É o tipo de isomeria espacial em que um plano divisor fixo existente na molécula, dá aos ligantes desta molécula duas possibilidades distintas de disposição no espaço (em volta deste plano divisor). São duas as possibilidades de existência de planos divisores: na ligação dupla entre carbonos e numa cadeia fechada. No caso da ligação C C é a ligação π que divide a molécula ao meio (o plano divisor é formado pela própria ligação π). Na verdade, em cadeias etênicas, é a ligação π única entre os carbonos que possibilita a existência dos isômeros geométricos, por impossibilitar a rotação em torno da ligação σ que une os átomos de carbono. Em uma cadeia saturada, a rotação livre em torno da ligação σ ( que se situa sobre o eixo que une os dois átomos) não permite os diferentes isômeros. Para vizualizar melhor a rotação livre permitida por uma única ligação σ observe a figura 2a. Já no caso de haver duas ligações ( uma σ e uma π ) unindo os átomos, não haverá rotação possível, como é possível ver na figura 2b. Este isômero é chamado CIS, pois os seus dois ligantes mais pesados de cada C estão para o mesmo lado do plano divisor. Este outro isômero é chamado TRANS, pois os seus dois ligantes mais pesados de cada C estão em lados opostos do plano divisor. ISOMERIA ESPACIAL C l C l C l C l 2 Já no caso da ligação C≡C, embora as duas ligações π não permitam rotação em torno do eixo de união entre os átomos, só há um ligante em cada um dos carbonos, e estes estarão dispostos de modo linear obrigatoriamente. No caso da cadeia fechada é a própria cadeia que ,impedindo a rotação, divide a molécula ao meio (o plano divisor é formado pelos átomos da cadeia fechada). ’ Votando ao caso do feromônio da mosca domestica... O pesquisador obteve em seu laboratório o outro isômero, que, ao que tudo indica, não deve ser ativo como feromônio. De fato, as pesquisas detalhadas revelam que o isômero cis é o que atua como feromônio sexual da mosca- doméstica, enquanto o trans não tem o efeito sobre os machos da espécie. CONDIÇÃO PARA QUE EXISTA ISOMERIA CIS-TRANS OU GEOMÉTRICA C — C Z W X Y ≠≠ Estes átomos têm que apresentar ligação π entre si ou estarem no ciclo de uma cadeia fechada. Ex. 1: CH3 — CH CH — CH2 — CH3 CIS TRANS Ex. 2: Cλ Cλ Cλ = Não tem CIS-TRANS Ex. 3: CH2 CH—CH3—CH3 Não tem CIS-TRANS Ex. 4: CH3 — C CH — CH3 Cλ CIS TRANS Cλ Cλ Ex. 5: CIS TRANS OBS: Hoje em dia não se usa mais a classificação em isômeros CIS e TRANS. Atualmente a terminologia usada é, respectivamente, isômero Z (do alemão zusammen que significa juntos) e isômero E (do alemão entgegen que significa opostos). Nas faculdades de química, é comum que os alunos brinquem com a dificuldade de pronuncia e dos significados em alemão das palavras que designam os isômeros Z e E, criando “novas palavras que correspondam a cada um deles”. Veja a criatividade destes alunos: Z de zunto e E de eparado. Três químicos orgânicos (R. S. Cahn, C.K. Ingold e V. Prelog) criaram um sistema consistente de nomenclatura (e classificação) dos isômeros geométricos, que recebeu o seu nome. Neste sistema, a cada substituinte é atribuída uma prioridade, que deve ser respeitada na classificação dos isômeros em CIS ou TRANS. São os dois ligantes de maior prioridade que definem se o isômero em questão será CIS ou TRANS. As seguintes regras de atribuição de prioridade são aplicadas sucessivamente até ser possível uma decisão: • átomos de número atómico superior tem maior prioridade do que átomos de número atómico inferior • quando os dois átomos ligados são iguais, amplia- se a comparação aos átomos ligados a estes até se poder tomar uma decisão. Por exemplo, CCl3 tem prioridade sobre CH3 pois Cl tem número atómico Z=17, superior a H (Z=1). Da mesma forma, CCl3 tem prioridade sobre CHCl2 pois a sequência de números atómicos ligados ao carbono no CCl3 (17,17,17) é superior ao verificado no CHCl2 (17,17,1). Como anteriormente, ao comparar dois conjuntos de números considera-se como o conjunto mais baixo o que tiver o número individual mais pequeno ao aparecer a primeira diferença. • A existência de ligações múltiplas é equivalente à existência de ligações simples a dois ou três átomos iguais. Assim, um grupo carbonilo -CH=O é equivalente a e tem prioridade sobre CH2OH. exemplo1 : Exemplo2 : Isômero CIS Isômero TRANS RELEIA: • ligações σ e π • hibridações do C Feromônio sexual produzido pela mosca-doméstica (CIS) Composto produzido pelo pesquizador (TRANS) C O O H H OC H Hcis- pent-2-eno trans- pent-2-eno E-2-cloro-but-2-eno Cλ Cλ Z-2-cloro-but-2-eno E-etil-metil-ciclopropano Z-etil-metil-ciclopropano 3 ISOMERIA ÓTICA – É um outro tipo de isomeria espacial onde é necessária a assimetria molecular, em geral, decorrente da existência de carbono assimétrico na molécula (carbono quiral – C*). Tudo começou com Louis Pasteur estudando propriedades ópticas relacionadas às formas de cristaisde sais de amônio de tártaro presentes no vinho. Munido de uma pinça, uma lupa e muita paciência, Pasteur separou os diferentes cristais do sal de amônio. O que ocorre com corpos assimétricos (ou moléculas assimétricas é que sua imagem no espelho é diferente de si mesmo. Caso fosse possível tentar superpor objeto e imagem, eles não seriam superponíveis. O mesmo fenômeno ocorre com moléculas com carbono assimétrico... C* W Z X Y C* W Z X Y A única diferença física perceptível entre estes compostos é que eles desviam o plano de vibração da luz polarizada, em um mesmo ângulo, mas em direções diferentes. LUZ POLARIZADA E NÃO POLARIZADA Toda luz emitida por uma fonte qualquer é formada por campos elétricos e magnéticos que são perpendiculares entre si e ambos perpendiculares a direção de propagação desta luz. Veja a figura abaixo. LUZ NÃO POLARIZADA Chamamos de luz não polarizada quando esta é formada pela combinação de todos os campos elétricos e magnéticos possíveis. Olhando-se de frante para esta luz veríamos os campos elétricos e magnéticos como na figura abaixo (se fosse possível ver os campos). Toda luz emitida por uma fonte qualquer é não polarizada. LENTE POLARÓIDE É um tipo especial de lente que bloqueia os diversos planos de vibracionais dos campos elétrico e magnético, convergindo-os a apenas um plano vibracional para cada um deles. LUZ POLARIZADA Chamamos de luz polarizada aquela que já passou por um polaróide e, portanto, só apresenta um plano vibracional possível para os campos elétrico e magnético. Olhando-se de frante para esta luz veríamos os campos elétrico e magnético como na figura abaixo (se fosse possível ver os campos). A imagem da mão direita em um espelho tem a mesma forma da mão esquerda. Tentando superpor a mão direita sobre a esquerda, vemos que os polegares ficam em lados opostos. antes depois Lente polaróide 4 O POLARÍMETRO É um instrumento usado para medir atividade óptica das substâncias, isto é: 1º. – verificar se a substância é capaz de desviar o plano vibracional da luz polarizada; 2º. – Caso a substância seja opticamente ativa, verificar o ângulo rotacional que ela propicia. O funcionamento do polarímetro se dá por conta das duas lentes polaróides que possui em seu interior, sendo a primeira fixa e a segunda giratória. Vejamos o que esta disposição possibilita. Caso os dois polarímetros estejam alinhados (ângulo de 0o), o observador verá a intensidade máxima de luz. (Figura 1) Mas caso os dois polarímetros estejam em um ângulo de 90o o observador não verá luz alguma. (Figura 2) Qualquer ângulo de giro entre 0o e 90o, fará com que o observador veja alguma intensidade de luz entre a máxima e a mínima. Se uma solução de substância apresentando atividade óptica for inserida entre as duas lentes polaróides, ela provocará um giro no plano vibracional da luz polarizada e, então, o observador não mais verá a intensidade máxima de luz. Neste caso ele terá que girar o segundo polaróide até encontrá-la novamente. (Figura 3) A atividade óptica tem como causa a assimetria molecular que pode ocorrer por diferentes motivos: existência de carbono assimétrico, compostos alênicos e, ainda por centros de assimetria em compostos cíclicos. No ensino médio falamos apenas em assimetria molecular devido a carbonos assimétricos. Como esta terminologia exige a análise no polarímetro, hoje falamos da especificidade espacial devido a carbono assimétrico em termos de conformação R e S. Quando a conformação do carbono assimétrico, com seu ligante mais leve jogado para trás e numerando-se os demais ligantes em ordem crescente de massa, resultar em “um volante que gira para a direita”, esta será a conformação R. Quando a conformação do carbono assimétrico, com seu ligante mais leve jogado para trás e numerando-se os demais ligantes em ordem crescente de massa, resultar em “um volante que gira para a esquerda”, esta será a conformação S. VOLTANDO A ISOMERIA ÓPTICA... Cada carbono assimétrico diferente apresenta um ângulo de desvio característico, que pode ser para a direita ou para a esquerda (± α). A atividade óptica de uma molécula com mais de um carbono assimétrico é o resultado da soma das atividades de cada um deles. Composto com 1C* 2 isômeros ativos = 2 1+ α – α Composto com 2C* 4 isômeros ativos = 2 2+ α + β – α + β – α – β + α – β Fonte de luz Fonte de luz C H OH CH3 C2H51 2 3 C H OH CH3 C2H5 1 2 3 Fonte de luz Figura 3 Figura 1 Figura 2 É possível medir-se o ângulo de rotação causado pela atividade óptica do soluto dissolvido na solução por causa da escala em graus, fixada em torno do polaróide giratório. Quando a atividade óptica provoca uma rotação para a direita (ângulo +), dizemos tratar-se do isômero dextrógiro (d). Quando a atividade óptica provoca uma rotação para a esquerda (ângulo -), dizemos tratar- se do isômero levógiro (λ). 5 Composto com 3C* 8 isômeros ativos = 2 3 + α + β + θ – α + β + θ + α – β + θ + α + β – θ – α – β – θ + α – β – θ – α + β – θ – α – β + θ Logo, o número de isômeros ativos possíveis pode ser calculado pela expressão: ATIVOS = 2C* OBS.: São misturas equimole- culares de antípodas ópticos ou enantiômeros (isômeros que são imagem especular um do outro e que, portanto, apresentam o mesmo ângulo de desvio só que para direções opostas). CUIDADO COM A EXISTÊNCIA DE 2 C* IGUAIS NUMA MOLÉCULA! Não possui atividade óptica e, portanto, é SIMÉTRICO. 2 ativos+ α + α + α – α – α – α Sua imagem especular é igual a ele mesmo. Este isômero é chamado de MESO. CH3 — C — C — CH3 H H OH OH ± α ± α Pois são iguais! 01) Um composto é opticamente ativo: a) sempre que a molécula possui átomo de carbono assimétrico. b) quando não modifica o plano da luz polarizada. c) sempre que possui isomeria cis-trans. d) quando há compensação molecular. e) quando a molécula é assimétrica. 02) Observe as seguintes estruturas: R1 — C — R2 R1 — C — R2 R1 R4 — C — R2 R3 R1 — C — R2 R1 — C — R3 I II III A respeito delas, é incorreto afirmar que: a) os compostos correspondentes às estruturas I, II e III apresentam estereoisomeria. b) certamente compostos com a estrutura II possuem atividade óptica. c) os compostos da estrutura III exibem isomeria geométrica. d) tipicamente os compostos de estrutura I possuem isomeria cis-trans. e) os compostos correspondentes às três estruturas apresentadas possuem isomeria óptica. 03) Das moléculas citadas abaixo, somente uma apresenta um átomo de carbono com os quatros ligantes desiguais entre si, sendo, portanto, uma molécula quiral. Assinale a molécula em questão. a) CH3CHOHCOOH b) CHOCOOH c) HOCH2COOH d) CH3COCOOH e) CH3OCH2COOH 04) Das estruturas abaixo, a única que não apresenta isomeria óptica ou cis-trans está representada pela opção: a) CH3 — CH — CH2 — CH3 Cλ b) CH3 — CH — CH2 — OH Cλ c) CH3 — CH — CH CH2 Cλ d) CH3—CH=CH—CH2—CH3 e) CH3CH2— C — CH2 — CH3 Cλ H 05) Qual dos compostos abaixo pode ser desdobrado em antípodas ópticos? a) (CH3)2CH — CH2 — OH b) H3C — CH2 — CH.CH3 — COOH c) CHBr C.CH3.Cl d) (H3C)2CH — CH2 — CH2 — OH e) H3C — CH2 — CO — CH3 06) O hidrocarboneto alifático saturado de menor massa molecular que apresenta isomeria óptica é: a) 3-metil 4-etil heptano. b) 2,3-dimetil pentano. c) 4-metil 4-etil heptano. d) 2,3-dimetil 3-etil hexano. e) dimetil propano. 07) Determine a seqüência correta para o número de isômeros opticamente ativos dos compostos abaixo relacionados. 1.CH3 — CH2 — CHOH — CH3 2. CHCl2 — CHCH3 — CHOH — CH3 3. CH3 — CHNH2 — CHCH3 — CHClOH 4. CH3 — CH2 — CHCl — CH3 5. CH3 — CHOH — CHCl — CH3 a) 2, 4, 4, 2, 8 b) 2, 6, 4, 4, 2 c) 4, 2, 8, 2, 4 d) 4, 2, 4, 2, 8 e) 2, 4, 8, 2, 4 08) Os pares de estruturas: CH COOH e HOOC H C C Cll 3I- ... C CH3... H II - (CH ) C e CH CH CH CH CH3 4 3 2 2 2 3− − − − HO III- Cl HO Cl e 3CH3IV- C CH e CH 3CH2 O CH O representam, respectivamente: a) enantiomorfos, isômeros de cadeia, isômeros geométricos e isômeros de função. b) enantiomorfos, isômeros de posição, estruturas iguais, isômeros de posição. c) estruturas idênticas, isômeros de cadeia, isômeros de posição, isômeros cis-trans. MISTURAS RACÊMICAS OU RACÊMICOS Este tipo de mistura não possui atividade óptica e é ERRADAMENTE CHAMADA DE ISÔMERO INATIVO! 6 d) epímeros, isômeros de cadeia, isômeros geométricos, isômeros geométricos. e) enantiomorfos, isômeros de cadeia epímeros, isômeros de posição. 09) O álcool de menor massa molecular que apresenta isomeria óptica é: a) 1-butanol. b) 2-butanol. c) isopropanol. d) metanol. e)2-pentanol. 10) Quantos isômeros opticamente ativos admite o composto 2,3,4-tri hidroxi butanal, considerado uma aldotetrose? a) ∅ b) 2 c) 4 d) 6 e) 8 11) Qual dos compostos abaixo, não apresenta isomeria geométrica? CH CH CH C CH CH 3 2 3 3a) CH CH CH3CH3b) C c) l Cl d) OH CH CH CCe) O O HO 12) O cheiro extremamente desagradável dos gambás deve-se a sete componentes principais, mostrados a seguir: CH3 2CH 3 CH SHI) CH 2CH CH3 2CH 3 CH SII) CH 2CH C S 3CH CH3 CH CH SHIII) 2CH (esse é o pior odor) CH3 CH CH SIV) 2CH C S 3CH N SH V) 2CH C S N S VI) 2CH 3CH N VII) 3CH Quais dentre eles apresentam isomeria geométrica? 13) (UERJ-96) O ano de 1995 corresponde ao centenário da morte de Louis Pasteur, cientista francês que, dentre vários trabalhos, isolou moléculas enantiômeras (isômeros óticos) de sais de sódio e amônio do ácido tartárico. Das substâncias abaixo, aquela que apresenta moléculas enantiômeras é: a) 2-penteno. b) 2-pentanol. c) 2-pentanona. d) 2-metil pentano. 14) (RURAL-98) Das substâncias apresentadas abaixo, a que apresenta isomeria óptica é: a) 2-cloro-propano. b) 3-etil-pentano. c) 2-metil-propanol. d) 2,2-dimetilexano. e) 3-etil-butanol. 15) (UFRJ-96) Os aminoácidos são moléculas orgânicas constituintes das proteínas. Eles podem ser divididos em dois grandes grupos: os essenciais, que não são sintetizados pelo organismo humano e os não-essenciais. A seguir são apresentados dois aminoáciods, um de cada grupo: H2N — C — H COOH H Glicina (não-essencial) Glicina (não-essencial) H2N — C — H COOH CH2 CH2 — CH3 CH2 a) A glicina pode ser denominada, pela nomenclatura oficial, de ácido amino etanóico. Por analogia, apresente o nome oficial da leucina. b) Qual desses dois aminoácidos apresenta isomeria ótica? Justifique sua resposta. 16) (UNIFICADO-93) Considere os compostos: I. Buteno-2 II. Penteno-1 III. 1,2-Dimetil Ciclopropano IV. Ciclobutano Em relação à possibilidade de isomeria cis-trans, pode-se afirmar que: a) aparece apenas no composto I. b) ocorre em todos. c) ocorre somente nos compostos I e III. d) aparece somente nos compostos I e III. e) só não ocorre no composto I. 17) (UNIFICADO-94) Para que um compostos apresente isomeria ótica, em geral, é necessária a presença de carbono assimétrico. Sendo assim, qual deverá ser o nome do menor alcano que, além de apresentar este tipo de isomeria, também apresenta dois carbonos terciários? a) Neopentano b) 2,3-dimetilbutano c) 3,3-dimetilpentano d) 2,3-dimetilpentano e) 3-metil-hexano 18) (UNIFICADO-98) Em 1848, Louis Pasteur estudou os sais de potássio e amônio obtidos do ácido racêmico (do latim racemus que significa cacho de uva), o qual se depositava nos tonéis de vinho durante a sua fermentação. Após observar que esse ácido era uma mistura de dois outros com a mesma fórmula molecular do ácido tartárico, que, separados, desviavam a luz plano-polarizada e, junto, em quantidades iguais, perdiam essa propriedade, nasceu o conceito de mistura racêmica. De acordo com o exposto, assinale a opção correta, com relação aos conceitos de isomeria espacial. a) Uma mistura racêmica é uma mistura equimolecular de dois compostos enantiomorfos entre si. b) O 1-butanol, por ser um álcool opticamente ativo, pode originar uma mistura racêmica. c) O 2-buteno apresenta dois isômeros ópticos, o cis-2-buteno e o trans-2-buteno. d) O 2-butanol apresenta três isômeros ópticos ativos denominados dextrógiro, levógiro e racêmico. e) Quando um composto desvia a luz plano-polarizada para a direita é chamado de levógiro. 19) (UNIRIO-98) A partir das estruturas dos compostos de I a IV abaixo, assinale a afirmativa correta. I. H CH2 — CH2 — OH CH3 C C H 7 II. H CH2 — CH2 — OHH3C C C H III. O C — C — CH2OH H OH H IV. O HOH2C — C CH2OH a) I e II não possuem isômero geométrico. b) I e II são isômeros de função. c) II e III possuem tautômeros. d) III possui um isômero ótico. e) III e IV são isômeros de cadeia. 20) Entre os seguintes pares de substâncias:2-pentanona e 3- pentanona; ciclopentano e penteno; metoxietano e propanol; acetato de etila e metanoato de secpropila, escolha aquele que representa isômeros de: a) posição. b) função c) cadeia. d) compensação 21) Julgue os itens abaixo em falsos ou verdadeiros, justificando sua resposta, a partir dos seguintes dados: A. Um hidrocarboneto de fórmula C6H10 tem uma das estruturas abaixo: III. H— C C—CH2—CH2—CH2—CH3 IV. CH3— C C—CH2—CH2—CH3 V. CH3— CH CH—CH CH—CH3 VI. CH2 CH—CH2—CH2—CH CH2 B. O hidrocarboneto possui 4 átomos de carbono sp2. C. O hidrocarboneto não apresenta isomeria goemétrica. Portanto, pode-se concluir que a(s) estrutura(s) possível (is) para o hidrocarboneto é (são): a) III ou IV. b) V ou VI. c) I ou II. d) VI. e) I, II ou III. 22) Uma das reações químicas responsáveis pela visão humana envolve dois isômeros da molécula retinal: cis-11-retinal trans-11-retinal Quando a luz incide sobre a rodopsina, que é uma proteína conjugada existente nos bastonetes da retina dos mamíferos, transforma o cis-11-retinal em trans-11-retinal. É essa transformação de um isômero geométrico em outro que marca o início do processo visual, isto é, que age como o elo entre a incidência da luz e a série de reações químicas que geram o impulso nervoso que dá origem à visão. a) Explique as condições necessárias para que ocorra isomeria geométrica em compostos de cadeia acíclica e em compostos de cadeia cíclica. b) Indique o grupo funcional e a fórmula molecular de um isômero de função do cis-11-retinal. 23) O ciclo mostrado abaixo ocorre nas mitocôndrias celulares e representa uma etapa muito importante no processo de degradação da glicose. Observe as substâncias numeradas de 1 a 7 e responda: a) Quais dessas substâncias apresentam isomeria óptica? b) Quais dessas substâncias apresentam isomeria geométrica?Justifique suas respostas. 24) No ambiente marinho, as espécies que se reproduzem por fecundação externa desenvolvem mecanismos químicos para que os gametas masculinos (espermatozóides) e os gametas femininos (oogônicos) se reconheçam e se atraiam mutuamente. No casos das algas pardas do gênero Fucus, a liberação do oogônio na água é acompanhada da produção de um hidrocarboneto denominado fucosserrateno, que, além de induzir a liberação dos espermatozóides, orienta aqueles que estão nadando sem rumo a nadarem em espiral na direção do oogônio, promovendo a fecundação. Ocorre que o fucosserrateno pode ter seu efeito imitado pelo hexano, um hidrocarboneto derivado do petróleo. Quando há um vazamentode petróleo no mar, a concentração de hexano aumenta muito na região, estimulando a emissão de espermatozóides na ausência de oogônios a serem fecundados, o que provoca uma queda significativa na população dessas algas. Esse fato foi observado pela primeira vez em 1960 quando a Fucus desapareceu quase completamente da costa sudoeste da Inglaterra, após o naufrágio de um navio petroleiro. A partir da fórmula do fucosserrateno: a) Indique o nome IUPAC dessa substância. b) Com base na numeração dos carbonos na cadeia principal, forneça o número daqueles que apresentam isomeria geométrica. c) Escreva a fórmula estrutural dos isômeros geométricos do fucosserrateno. 8 25) A fórmula C3H8O representa um certo número de compostos isômeros. a) Escreva a fórmula estrutural de cada isômero e identifique- o pelo nome. b) Algum desses isômeros apresenta atividade óptica? Justifique. 26) Sejam dados os pares de estruturas e/ou fórmulas moleculares: I. C3H8O e CH3—O—CH2—CH3 II. e III. C | C | C | CH3 H — H — — Cl — Cl HO O C | C | C | CH3 — HCl — O OH — HCl — e IV. C3H8 e C3H8 V. e VI. CH3—CH=CH—CH3 e CH3—CH=CH —CH3 A opção que indica estruturas que obrigatoriamente NÃO formam pares de isômeros é: a) I, IV e VI, somente. b) I, III e V, somente. c) II, IV e VI, somente. d) IV e V, somente. e) I, II, III, IV, V e VI. 27) A fenilcetonúria é uma doença que se não for diagnosticada a tempo pode causar retardamento mental. Um teste simples para identificar se a criança pode manifestar a doença consiste em colocar algumas gotas de solução diluída de cloreto férrico na fralda molhada de urina. Dependendo da coloração obtida, identifica-se o ácido fenilpirúvico. Esse ácido encontra-se sob duas formas, segundo o equilíbrio: C — C — COOH H2 C C — COOH H O OH I II Sobre as estruturas I e II desse equilíbrio, é correto afirmar que são: a) estereoisômeros ópticos. b) estruturas de ressonância. c) isômeros planos de cadeia. d) estereoisômeros geométricos. e) tautômeros do ácido fenilpirúvico. 28) O alcano mais simples que apresenta isomeria óptica é o: a) butano. b) 2,3-dimetilbutano c) 3-metilpentano. d) 2-metil-3-etilpenteno e) 3-metil-hexano 29) Todas as afirmações estão relacionadas ao fenômeno de isomeria. I. Existem dois isômeros com atividade óptica para o composto CH3 – CH(Br) — CH2 — CH3 II. A isomeria óptica ocorre com moléculas simétricas. III. O composto 3-cloro-2-butanol apresenta quatro isômeros opticamente ativos. IV. Os compostos que possuem assimetria cristalina perdem atividade óptica quando dissolvidos. V. O ácido lático (ácido 2-hidróxi-propanóico) formado a partir da glicólise tem atividade óptica. VI. As misturas racêmicas só podem ser separadas por processos químicos. São verdadeiras: a) I, III, IV, e V. b) I, II, III, e IV. c) I, II, III e VI. d) II, III, IV e VI. 30) Uma das qualidades da gasolina é indicada pela sua octanagem. Convenciona-se que o n-heptano tem octanagem zero e que o hidrocarboneto conhecido na indústria como “isooctano” tem octanagem 100. Uma gasolina de octanagem 80 comporta-se como uma mistura que contém 80% de isooctano e 20% de n-heptano. a) Escreva a fórmula molecular e a fórmula estrutural de n- heptano. b) Na indústria, chama-se “isooctano” o hidrocarboneto: H3C H3C CH3 CH3 CH3 Escreva o nome oficial desse hidrocarboneto. c) Suponha que, na molécula de isooctano, se substituísse um átomo de hidrogênio por um átomo de cloro. Indique um carbono onde a substituição possa ocorrer para que o derivado clorado seja oticamente ativo, desenhando esse derivado clorado. Justifique porque ele será oticamente ativo. 31) Um aditivo atualmente usado no álcool para veículos automotivos é o MTE, sigla para metil-terciobutil-éter. a) Escreva a fórmula estrutural desse éter. b) Escreva a fórmula estrutural de um álcool isômero desse éter. 32) O inseticida DDT tem a seguinte fórmula estrutural: H — C — C — Cl Cl | | Cl Cl Cl Diclorodifenil-tricloroetano Sua solubilidade em água é 1,0 · 10–6 g/L. a) Existem DDT levógiro e DDT dextrógiro (isômero ópticos)? Justifique. b) Calcule o volume de água, em litros, necessário para espalhar, 1,0 g de DDT, sob forma de solução saturada, em uma plantação. 33) Muitas substâncias naturais apresentam em suas estruturas vários grupos funcionais. Com relação ao ácido atomárico (A) e o cymopol (B), pede-se: a) os nomes de todas as funções presentes nas substâncias A e B. b) a indicação da dupla ligação (I, II ou III) que apresenta isomerismo geométrico. 9 c) a característica principal para que uma substância insaturada apresente isomerismo geométrico. 34) Dados os seguintes compostos orgânicos: I - (CH3)2C CCl2 II-(CH3)2C CClCH3 III - CH3ClC CClCH3 IV-CH3FC CClCH3 a) Os compostos I e II são isômeros geométricos. b) Os compostos II e III são isômeros geométricos. c) Os compostos II é o único que apresenta isomeria geométrica. d) Os compostos III e IV são os únicos que apresentam isomeria geométrica. e) Todos os compostos apresentam isomeria geométrica. GABARITO 01) E 02) E 03) A 04) E 05) B 06) B 07) E 08) A 09) B 10) C 11) A 12) III e IV 13) D 14) D 15) a) ácido 2-amino-4-metil-pentanóico b) Leucina,pois tem c* 16) D 17) D 18) A 19) D 20) A, C, B e D 21) D 22) a) Não haver possibilidade de rotação. b) O grupo funcional é carbonila (cetona). A fórmula molecular é C20H28O. 23) a) 3 pois tem C* b) 6 pois tem π entre carbonos com 2 ligantes ≠ . 24) a) octa-1,3(trans),5(cis)-trieno b) 3 e 5 c) cis-cis, trans-trans e cis-trans 25) a) propan-1-ol, propan-2-ol e metoxi-etano b) Não, nenhum deles tem C* 26) III e V 27) E 28) B 29) A 30) a) b) 2,2,4-trimetil-pentano c) C3 e C5 31) a) 32) a) Não, falta C* b) qualquer álcool de 5 C 32) a) Não, falta C* b) 106ℓ 33) a) (A)→ácido carboxílico e fenol (B)→fenol e brometo de arila b) II c) Vide a “caverinha” do final da 1ª. coluna da pág.2. 34) D QUIRALIDADE E ATIVIDADE BIOLÓGICA Limoneno Cravo Aspargina Dopa (3,4-dihidroxi-fenilalanina) Epinefrina Talidomida (sedativo, hipnótico) Droga teratogênica Droga não teratogênica Substância tóxica Hormônio Droga para o Mal de Parkinson Substância tóxica Sabor azedo Sabor doce Odor de hortelã Odor de cravo Odor de limão Odor de laranja O X O esquema chave-fechadura O fato de diferenças estruturais tão pequenas implicarem em propriedades tão diferentes, fez os cientistas deduzirem que a atividade biológica funciona com centros receptores estéreo- específicos do tipo chave fechadura. Apenas a molécula com determinada geometria é capaz de se encaixar perfeitamente no receptor e, com isto, disparar um processo biológico específico. A figura 4 ilustra perfeitamente o esquema chave-fechadura. QUADRO RESUMO DE FUNÇÕES DA QUÍMICA ORGÂNICA FUNÇÃO GRUPAMENTO FUNCIONAL NOMENCLATURA EXEMPLO Álcool R – OH (ligado a C saturado) Prefixo + IN EN AN + OL CH3 – CH2 – OH Etanol Fenol Ar – OH (ligado a C aromático) Hidróxi+ Hidrocarboneto Aromático OH Hidroxi-benzeno Éter Rm – O – RM Menor radical –il + oxi + hidrocarboneto (maior radical) CH3 – O – CH2 – CH3 Metoxi-Etano Aldeído R – CHO Prefixo + IN EN AN + AL CH3 – CHO Etanal Cetona R – CO – R’ Prefixo + IN EN AN + ONA CH3 – CO – CH3 Propanona Ác. Carboxílico R – COOH Prefixo + IN EN AN + ÓICO CH3 – COOH Ácido etanóico Éster R – COO – R’ Nome do ácido - ico + ato “de” nome do radical CH3 – COO – CH3 Propanoato de metila Sal Orgânico [R – COO]-M+ Nome do ácido - ico + ato “de” nome do cátion CH3 – COONaEtanoato de sódio Cloreto Ácido R – COC� Cloreto “de” Nome do ácido - ico + ila CH3 – COC� Cloreto de etanoíla Amina R – NH2 Nome do radical + amina CH3 – NH2 Metilamina Amida R – CO – NH2 Nome do ácido - óico + amida CH3 – CO – NH2 Etanoamida Figura 4 XI FUNÇÃO GRUPAMENTO FUNCIONAL NOMENCLATURA EXEMPLO Nitrila R - CN Hidrocarboneto + nitrila CH3 – CH2 – CN Propano nitrila Isonitrila R - NC Hidrocarboneto + isonitrila CH3 – CH2 – NC Etano isonitrila Nitro Composto R – NO2 Nitro + Hidrocarboneto CH3 – CH2 – NO2 Nitro-etano Haleto Orgânico R – X (X = F, Br, Cl, I) Nome do halogênio + hidrocarboneto CH3 – CH2 – Br Bromo-etano
Compartilhar