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JOÃO MARCOS BARROS DOS SANTOS NOMENCLATURA DE COMPOSTOS ORGÂNICOS Trabalho requisitado pela professora Dra. Jadriane de Almeida Xavier, como obtenção de nota na matéria de Química Orgânica, no curso de Química Licenciatura na Universidade Federal de Alagoas - UFAL. Maceió – AL, 2021 Álcool Os álcoois são compostos orgânicos que apresentam o grupo funcional hidroxila (OH) ligada diretamente ao átomo de carbono saturado, ou seja, ligado ao átomo de carbono que apresenta hibridização sp³ (NETO, pg. 32, 1990). A nomenclatura oficial dos álcoois segue as mesmas regras estabelecidas pela IUPAC para os hidrocarbonetos, com apenas uma diferença: como o grupo funcional é diferente, o sufixo é “ol” no lugar de “o”, que é o usado para os hidrocarbonetos. Segue abaixo alguns exemplos (SOLOMONS, pg 49, 2009). H3C — OH: met + an + ol : metanol H3C — CH2 — OH: et + an + ol : etanol H3C — CH2 — CH2 — OH: propan-1-ol OH | H2C — CH | | : ciclobutanol H2C — CH2 OH | H3C — CH2 — CH2 — CH —CH2 — CH3: hexan-3-ol Os alcoóis são classificados em três grupos: alcoóis primários, alcoóis secundários ou alcoóis terciários. Essa classificação é baseada no grau de substituição do carbono no qual o grupo hidroxila está diretamente ligado. Observa-se abaixo modelos das classificações do grupo. Se o carbono tem apenas outro carbono ligado a ele, o carbono é dito primário. Se o átomo de carbono que sustenta o grupo hidroxila tem também outros dois átomos de carbono ligados a ele, esse carbono é chamado de carbono secundário. Se o átomo de carbono que sustenta o grupo hidroxila tem três outros carbonos ligados a ele, esse carbono é chamado de carbono terciário (SOLOMONS, pg 49, 2009). Éter Éteres são compostos em que o átomo de oxigênio se apresenta ligado diretamente a dois átomos de carbono, ou seja, ligados a dois grupos alquila ou arila. Os éteres têm a fórmula geral R-O-R ou R-O-R’, onde R’ pode ser um grupo alquila (ou fenila) diferente de R (SOLOMONS, pg.59, 2009). Segundo LEMBO (2004) os éteres podem ser considerados derivados da água por substituição dos hidrogênios por grupos de carbono (metil, etil, fenil, etc.). Os éteres são constituídos de moléculas fracamente polares, pois quando o ângulo de ligação não seja de 180º, o momento dipolar resultante será diferente de zero, embora muito pequeno (NETTO, pg. 240, 1989). As moléculas de éter não formam ligações de hidrogênio entre si, mas apresentam esse tipo de atração com moléculas de água. Assim, sua solubilidade em água é semelhante à dos alcoóis com mesmo número de carbonos (LEMBO, pg.85, 2004). A nomenclatura oficial dos éteres, conforme a IUPAC, pode ser feita de duas maneiras. Veja cada uma: 1ª maneira: grupo menor + oxi + grupo maior + infixo + o CH3 — O — CH2 — CH3 → metoxietano CH3 — CH2 — CH2 — O — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3→ propoxipentano Se forem éteres de cadeias fechadas, a nomenclatura será diferente: Óxido de + posição + grupo da cadeia + eno 2ª maneira: consideram-se os dois grupos ligados ao oxigênio como substituintes, sendo indicados por ordem de complexidade com o sufixo ico, ou seja, segue a seguinte regra: éter + 1º grupo + 2º grupo + ico CH3— O —CH2 —CH3→ éter etílico e metílico CH3 —CH2—O —CH2 —CH3→ éter dietílico CH3 —CH2—O —CH2 —CH2 —CH3→ éter etílico e propílico CH3 —CH2 —CH2—O —CH2—CH2 —CH2 —CH2 —CH3→ éter propílico e pentílico Os éteres são usados como anestésicos desde 1842, o éter comum foi obtido pela primeira vez no século XVI na reação do álcool etílico com o ácido sulfúrico (LEMBO, pg.84, 2004). Segundo LEMBO (2004), os éteres são ótimos solventes para a extração de compostos orgânicos de plantas, usadas como essências para perfumes e cosméticos. Cetona As cetonas compõem um dos grupos funcionais orgânicos que contêm o grupo carbonila (C = O) ligado a dois átomos de carbono. Isso significa que o oxigênio estará sempre ligado a um carbono secundário (SOLOMONS, pg. 61, 2009). A fórmula estrutural básica da cetona está mostrada a seguir: Sendo R e R’ cadeias carbônicas ou radicais, que podem ou não ser iguais. A diferença entre as cetonas e os aldeídos, que também apresentam o grupo funcional carbonila, é que nas cetonas a carbonila está sempre ligada a um carbono secundário, enquanto que nos aldeídos ela se encontra sempre ligada a um carbono das extremidades da cadeia. A nomenclatura desses compostos segue as regras estabelecidas pela IUPAC para a nomenclatura dos compostos orgânicos com a terminação “ONA”, que indica o grupo funcional. Sua nomenclatura é dada da seguinte forma: Quantidade de carbonos + Tipo da Ligação + ONA A numeração da cadeia deve começar a partir da extremidade mais próxima do grupo carbonila. Observe os exemplos abaixo: Para a nomeação dos aldeídos insaturados e com ramificações devemos incluir as posições das ramificações, das insaturações e do grupo funcional (C = O), nesta ordem. Exemplos: Outra forma de nomear cetonas é denominando o grupo funcional (C = O) como cetona e considerando seus ligantes como radicais ou grupos orgânicos. Exemplo: Simples = na Dupla = en Tripla = in Aldeído Tanto os aldeídos quanto as cetonas contêm o grupo carbonila - um grupo no qual um átomo de carbono tem uma ligação dupla com o oxigênio. O grupo carbonila de um aldeído está ligado a um átomo de hidrogênio e a um átomo de carbono. O grupo carbonila de uma cetona está ligado a dois átomos de carbono (SOLOMONS, pg. 61, 2009), ou seja, esse grupo sempre vem em uma extremidade como mostrado no exemplo abaixo: A nomenclatura desses compostos segue as regras estabelecidas pela IUPAC para a nomenclatura dos compostos orgânicos com a terminação “al”, que indica o grupo funcional. Sua nomenclatura é dada da seguinte forma: Quantidade de carbonos + Tipo da Ligação + al Não é necessário numerar de onde está saindo o grupo funcional, pois conforme já foi explicado, ele vem somente na extremidade da cadeia. Se a carbonila ocorresse em outro carbono, seria uma cetona, e não um aldeído. Segue abaixo alguns exemplos: H2C = O: met + an + al = Metanal H3C — HC = O: et + an + al = etanal H3C — CH — CH2 —HC = O: prop + an + al = propanal O — CH — CH2 — HC = O: propandial (temos aqui dois grupos aldeídos, em que o sufixo que se usa é o “dial”). H3C4 — CH3 = CH2 — HC1 = O: but-2-enal (note que a numeração colocada para indicar a localização da insaturação [dupla ligação] foi a menor possível). Simples = na Dupla = en Tripla = in Ácido Carboxílico De acordo com Atkins e Jones (2012), os ácidos carboxílicos são compostos orgânicos que se caracterizam pela presença de um ou mais grupos carboxila ligados à cadeia carbônica. A carboxila (abreviadamente, – COOH) é o grupo funcional dos ácidos carboxílicos e consiste num produto da junção dos grupos carbonila e hidroxila. Abaixo segue imagem, representando o grupo funcional. A presença de apenas uma carboxila classifica o composto como monocarboxílico, se houver a presença de duas – COOH, teremos um ácido dicarboxílico, e a presença de três – COOH nos leva ao tricarboxílico (BRASIL ESCOLA, 2012). Para sua nomenclatura, utiliza-se a palavra ácido, seguida do nome da cadeia principal + oico. Ácido 2-metil-butanoico Ácido propanoico. A função orgânica dos ácidos carboxílicos é uma das mais importantes, visto estar presente na maior parte das moléculas contendo funções mistas. No que tange aos ácidos carboxílicos presentes em nosso cotidiano, como: ácido etanóico, ácido etanodióico, ácido 2- hidróxipropano-tricarboxílico, ácido 2-hidróxibenzeno carboxílico,ácido metanóico. Haleto de Alquila Eles podem ser mono, di, tri ou poli-haloalcanos dependendo do número de átomos de halogênio presentes na molécula. Entre eles, os monohaloalcanos também são chamados de halogenetos de alquila. A sua fórmula geral é R - X, onde R pode ser metilo, etilo, propilo, etc. e X representa átomos de halogéneo (F, Cl, Br, I). Monohaloalcanos ou halogenetos de alquila são ainda classificados em halogenetos de alquila primários, secundários e terciários, dependendo do tipo de átomo de carbono que carrega o átomo de halogênio. Em um haleto de aquila primário, o átomo de halogênio está ligado a um carbono que está adicionalmente ligado a um ou nenhum átomo de carbono, por exemplo: CH3—CI → Clorometano CH3—CH2—CI → Cloroetano CH3—CH2—CH2—CI → 1-Cloropropano Haletos de aquila secundários são aqueles em que o átomo de halogênio está ligado a um átomo de carbono que está adicionalmente ligado a dois outros átomos de carbono diretamente, por exemplo, átomo de carbono secundário. 2-Cloropropano 2-Clorobutano Em heletos de alquila terciária, o átomo de halogênio está ligado a um carbono que está adicionalmente ligado a três átomos de carbono diretamente. 2-Cloro-2-metilpropano Os halogenetos de alquila (monohaloalcanos) são nomeados de acordo com a natureza do grupo alquil ao qual o átomo de halogênio está ligado. Por exemplo: Sua nomenclatura de acordo com a IUPAC segue as regras subjacentes: 1. Selecione a cadeia de carbono contínua mais longa e considere que o composto foi derivado dessa estrutura. 2. Numere os átomos de carbono na cadeia de modo que o átomo de carbono que carrega o grupo funcional (F, Cl, Br, I) obtenha o menor número possível. 3. Se o mesmo substituinte alquil ocorrer mais de uma vez na cadeia, o prefixo di, tri e assim por diante são usados antes do nome do grupo alquil. 4. As posições dos substituintes são indicadas pelos números apropriados separados por vírgulas. Se o mesmo substituinte ocorrer duas ou mais vezes no mesmo átomo de carbono, o número é repetido. Exemplos que seguem as regras acima mencionadas: Vale ressaltar que, a nomenclatura usual dos haletos orgânicos é feita por meio de outra regra: Nome do Haleto + de +Nome substituinte com a terminação ila. Segue alguns exemplos abaixo: CH3 — CH — Cl: cloreto de etila CH3 — CH — CH3: brometo de sec-propila | Br CH3 | CH3 — C — CH3: cloreto de terc-butila | Cl Haleto de acila Os haletos orgânicos, haletos ácidos ou haletos de acila podem ser derivados tanto de compostos orgânicos, pela troca de um ou mais hidrogênios por halogênios, ou, ainda, pela substituição da hidroxila (OH) presente no ácido carboxílico por um átomo de halogênio, conforme pode-se ver no esquema abaixo: 1-Cloropropano 2-Clorobutano 2-Bromo-3-metilbutano 2-Bromo-3,4-dimetilpentano 1-Cloro-2-metilpropano 2-Cloro-4-metilpentano 2-Cloro-2-metilpropano 2-Cloro-4-metilexano Para nomear os haletos de ácido, dá-se o nome em função do ácido carboxílico de origem e usando as seguintes regras: • Seu nome da raiz é baseado na cadeia mais longa, incluindo o grupo carbonila do grupo acila. • Como o grupo acila está no final da cadeia, o carbono C = O deve ser C1. • Em sua nomenclatura, o nome do ânion correspondente ao haleto seguido da preposição de e do nome do ácido de origem com a terminação ila ou ilo. O haleto mais comum encontrado é o Fluoreto, cloreto, brometo ou iodeto de (nome do ácido) + ila, portanto, cloretos de acila ou ácido, por exemplo, cloreto de etanoíla. cloreto de butanoil cloreto de etanoil Cloreto de 2-metilpropanoil Cloreto de acetila Éster Ésteres são compostos orgânicos que se originam a partir da substituição do hidrogênio da hidroxila de um ácido por um radical orgânico (INFOESCOLA, 2010). A seguir, é representado a ligação da cadeia dos ésteres. Ésteres constituem uma das classes de substâncias químicas largamente encontradas na natureza. Alguns ésteres, de baixo peso molecular, tendem a apresentar sabor e aroma agradáveis e, por isso, são bastante usados em alimentos e bebidas industrializadas. Os ésteres podem ser sintetizados através da reação entre um ânion carboxilato e um haleto de alquila, ou ainda, pela reação de esterificação de Fischer, que é a esterificação de um ácido carboxílico com um álcool, catalisada por ácido. Esta última tem maior ênfase devido à viabilidade de aplicação industrial, e foi a utilizada no presente trabalho. Segundo a IUPAC, sua nomenclatura é feita escrevendo-se: Hidrocarboneto com a terminação ato + “de” + o substituinte com a terminação ila. Segue a seguir alguns exemplos com a nomenclatura segundo a IUPAC. Devido ao fato de serem derivados de ácidos carboxílicos, existe uma nomenclatura usual (não oficial) para os ésteres, que se refere ao nome usual do ácido, mudando-se apenas a terminação ico por ato. Veja os exemplos a seguir: Amida e aminas são compostos orgânicos obtidos normalmente da reação de um ácido carboxílico e uma amina. Em sua nomenclatura, substitui-se a terminação óico do ácido carboxílico por amida. O grupo funcional amida tem um átomo de nitrogênio ligado a um átomo de carbono carbonil. Se as duas ligações restantes no átomo de nitrogênio estiverem ligadas a átomos de hidrogênio, o composto é uma amida simples. Se uma ou ambas as ligações restantes no átomo estiverem ligadas a grupos alquil ou aril, o composto é uma amida substituída. A ligação carbono-nitrogênio da carbonila é chamada de ligação amida. Essa ligação é bastante estável e é encontrada nas unidades repetitivas das moléculas de proteína, onde é chamada de ligação peptídica (PERUZZO; CANTO, 2006). Amidas primárias simples são chamadas de derivados de ácidos carboxílicos. A terminação -óica do nome da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) do ácido carboxílico é substituída pelo sufixo -amida. No sistema de nomenclatura comum, a terminação -ic do nome comum do ácido carboxílico é substituída pelo sufixo -amida. Os substituintes de nitrogênio adicionais nas amidas secundárias e terciárias são designados pelo prefixo N- antes do nome do grupo, assim como no caso das aminas. Grupo funcional das amidas Amida Primária Amida Secundária Amida Terciária ácido acético /ácido etanóico Acetamida / Etanamida Ácido benzóico Benzamida Já o grupo funcional amida tem um átomo de nitrogênio ligado a um átomo de carbono carbonil. Se as duas ligações restantes no átomo de nitrogênio estiverem ligadas a átomos de hidrogênio, o composto é uma amida simples. Se uma ou ambas as ligações restantes no átomo estiverem ligadas a grupos alquil ou aril, o composto é uma amida substituída. As aminas são compostos orgânicos identificados pelo grupo funcional derivado da amônia (NH3), na qual são classificadas como primárias, secundárias ou terciárias pelo número de grupos de hidrocarbonetos ligados ao átomo de nitrogênio. A nomenclatura das aminas primárias é feita utilizando o sufixo "amina" depois do nome do grupo ligado ao nitrogênio. Em aminas primárias complexas , pode-se considerar o grupo NH2 como sendo uma ramificação, indicando-o pelo prefixo “amino”. Também pode ser utilizado o nome do hidrocarboneto, ao invés do radical: Em aminas secundárias e terciárias o grupo maior ligado ao nitrogênio é citado como grupo principal junto com o sufixo amina. Os outros grupos são citados em ordem alfabética precedidos da letra N. Quando os grupos são iguais pode se usar os prefixos de quantidade: di e tri. Enol Os enóis sãocompostos de cadeia aberta caracterizados pela presença do grupo hidroxila ligado ao átomo de carbono insaturado. │ ─ C ═ CH ─ OH Para realizar a nomenclatura dos enóis, devemos utilizar a seguinte regra: Prefixo do numero de Carbonos + infixo relacionado a dupla ligação (en) +ol H3C─ CH ═ CH ─ OH : prop-1-en-1-ol H3C─ C ═ CH2 : prop-1-en-2-ol │ OH H3C─ CH ═ C ─ CH2 ─ CH3: pent-2-en-3-ol │ OH H3C─ C ═ CH ─ CH3 : but-2-en-2-ol │ OH Referência Bibliográfica Atkins, P.W., Jones, L., Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente 5ª ed., Porto Alegre: Ed. Bookman, 2012. FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Enóis e sua nomenclatura"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/enois-sua-nomenclatura.htm. Acesso em 21 de julho de 2021. LEMBO, A. Quimica: Realidade e Contexto, São Paulo, Editora Ática, v. 3, 2ª edição, pg 48-85, 2004. NETO, C. G. Química. São Paulo, editora scipione, v. 3, 6ª edição, pg 32, 1990. PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L. do. Química na Abordagem do Cotidiano. 4. ed. São Paulo:Moderna, 2006. v. 3. Química Orgânica. SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE. C. B. Química orgânica, volume 1. 10ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
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