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QUÍMICA F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Professor(a): Mariano oliveira assunto: Funções nitrogenadas – 1ª parte frente: QuíMica iii 009.664 - 135563/19 AULAS 13 e 14 EAD – ITA/IME Resumo Teórico Funções Orgânicas Nitrogenadas – 1ª Parte Nomenclatura das aminas complexas As regras de nomenclatura de aminas complexas são válidas apenas quando estas forem primárias. Veja quando uma amina é considerada complexa: • É impossível, através de prefixos para radicais (tais como iso-, sec-, n- etc), indicar a posição do radical amino (NH 2 ); • PREFIXO + INFIXO + AMINA (regra de acordo com a IUPAC); • É impossível ou muito difícil, através de regras de nomenclatura de radicais, indicar o nome do radical ligado ao amino; • O radical ligado ao grupo amino é ramificado ou insaturado e não é possível ou é muito difícil dar seu nome pelas regras de nomenclatura comum; • Caso isto ocorra, o grupo amino é considerado uma ramificação de um hidrocarboneto comum. Neste caso, o Carbono 1 é aquele que estiver mais próximo do grupamento amino. Veja alguns exemplos: C 1 2 3 4 5 6 CHH 3 C CH CH CH 3 CH 3 CH 3 NH 2 Dois Radicais Metil (Carbono 2) + Ligação Dupla (Carbono 4) + Amino (Carbono 3) + 6 Carbonos 3-amino-2-dimetilex-4-eno 1 2 3 4 56 CH 2 –– CH 3NH2 Radical Etil (Carbono 4) + Amino (Carbono 1) + Benzeno 1-amino-4-etilbenzeno ou p-Amino-Etilbenzeno Amino (Carbono 2) + 5 Carbonos 2-Aminopentano 12345 H 3 C –– CH 2 –– CH 2 –– CH –– CH 3 NH 2 Características das aminas • As aminas possuem um caráter básico, pois o nitrogênio pode oferecer um par de elétrons através de uma ligação covalente coordenada; • As aminas alifáticas são mais básicas que as aromáticas porque, nas aromáticas, o par de elétrons livres do nitrogênio tende a entrar em ressonância com os elétrons do anel, o que diminui sua disponibilidade; • São compostos polares e, com exceção das aminas terciárias, podem fazer pontes de hidrogênio entre si; • As aminas que possuem de 1 a 3 radicais metil substituídas também à etilamina são gases à pressão e temperaturas ambientes. As aminas primárias com até 12 carbonos são líquidas, as demais são sólidas; • Apenas as aminas com até 5 carbonos na molécula são solúveis na água. As demais são solúveis em solventes menos polares como o benzeno, etóxi-etano e etanol; • As aminas alifáticas mais simples são menos densas que a água. Aminas aromáticas, como a fenilamina, são mais densas; • As aminas, em geral, são muito usadas na síntese de diversos compostos orgânicos. Entram como ingredientes na fabricação de certos tipos de sabão e na vulcanização da borracha; • As aminas aromáticas, como a fenilamina, são compostos importantes na fabricação de corantes. Amidas As amidas são caracterizadas pelo grupo funcional R 1 R 2 R 3 C O N , em que R1, R2 e R3 podem ser radicais orgânicos (iguais ou não) ou Hidrogênio. Possuem nomenclatura oficial e usual. As amidas que possuem pelo menos um radical orgânico R 2 ou R 3 ligado diretamente ao Nitrogênio são chamadas de amidas substituídas, e os radicais são chamados de radicais substituintes. Aquelas que possuem um radical são as monossubstituídas, e as que possuem dois radicais são as dissubstituídas. As amidas que possuem mais de um radical R 1 -CO não são muito comuns. Nomenclatura oficial das amidas A nomenclatura oficial das amidas utiliza o sufixo amida para dar o nome dos compostos desta função. Veja as regras: • Dar o nome do Hidrocarboneto correspondente ao radical R 1 -CO ligado ao Nitrogênio. Em caso de necessidade de numeração para indicar ligação dupla e/ou insaturação, o Carbono 1 é aquele que está ligado ao Nitrogênio; • Em amidas substituídas, é necessário indicar quais são os radicais, nomeando-os e colocando antes de cada um dos seus nomes o prefixo N-, para indicar que os radicais estão ligados ao Nitrogênio. 2F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Módulo de estudo 009.664 - 135563/19 Veja alguns exemplos: Nomenclatura Prefixo + Infixo + Amida H 3 C –– C NH 2 O H 3 C –– C –– CH 2 –– C H 3 C –– C CH 3 4 3 2 1 CH 3 NH 2 O NH 2 –– CH 2 –– CH 3 O H –– C NH 2 O CH 3 2 Carbonos Etanoamida 2 Carbonos + 2 Radicais Metil (Carbono 3) 2 Carbonos + Radical Etil (Nitrogênio) 1 Carbono + Radicais Metil e Fetil (Nitrogênio)N-etiletanoamida N-etilN-metilmetanoamida 3,3-dimetilbutanoamida H 3 C –– C NH 2 O H 3 C –– C –– CH 2 –– C H 3 C –– C CH 3 4 3 2 1 CH 3 NH 2 O NH 2 –– CH 2 –– CH 3 O H –– C NH 2 O CH 3 2 Carbonos Etanoamida 2 Carbonos + 2 Radicais Metil (Carbono 3) 2 Carbonos + Radical Etil (Nitrogênio) 1 Carbono + Radicais Metil e Fetil (Nitrogênio)N-etiletanoamida N-etilN-metilmetanoamida 3,3-dimetilbutanoamida H 3 C –– C NH 2 O H 3 C –– C –– CH 2 –– C H 3 C –– C CH 3 4 3 2 1 CH 3 NH 2 O NH 2 –– CH 2 –– CH 3 O H –– C NH 2 O CH 3 2 Carbonos Etanoamida 2 Carbonos + 2 Radicais Metil (Carbono 3) 2 Carbonos + Radical Etil (Nitrogênio) 1 Carbono + Radicais Metil e Fetil (Nitrogênio)N-etiletanoamida N-etilN-metilmetanoamida 3,3-dimetilbutanoamida H 3 C –– C NH 2 O H 3 C –– C –– CH 2 –– C H 3 C –– C CH 3 4 3 2 1 CH 3 NH 2 O NH 2 –– CH 2 –– CH 3 O H –– C NH 2 O CH 3 2 Carbonos Etanoamida 2 Carbonos + 2 Radicais Metil (Carbono 3) 2 Carbonos + Radical Etil (Nitrogênio) 1 Carbono + Radicais Metil e Fetil (Nitrogênio)N-etiletanoamida N-etilN-metilmetanoamida 3,3-dimetilbutanoamida Amidas são compostos derivados teoricamente do NH 3 pela substituição de um, dois ou três hidrogênios por radicais acilas: R NH 2 Amida (primária) C O O radical funcional de uma amida primária é: NH 2 C O ou, abreviadamente, –CONH 2 . Ao contrário das aminas, não são comuns amidas com dois ou três radicais acilas no mesmo nitrogênio; no entanto, são comuns amidas com radicais alquilas ou arilas no nitrogênio: R NH –– R’ amida N-monossubstituída C O R N amida N-dissubstituída C O R’’ R’ As amidas podem ser geradas a partir dos ácidos carboxílicos, sendo assim, elas possuem nomenclatura usual parecida com a dos ácidos. Não é comum empregar a nomenclatura usual para amidas ramificadas, mas também é correto usá-la para amidas substituídas. Veja então quais são as amidas que possuem nomenclatura usual: Nome Oficial Nome Usual Estrutura Metanamida Forma mida H NH 2 C O Etanamida Acetamida H3C NH 2 C O Propanamida Propionamida CH2H3C NH 2 C O Butanamida Butiramida CH2 CH2H3C NH 2 C O Pentanamida Valeramida CH2 CH2 CH2H3C NH 2 C O Etanodiamida Oxalamida NH 2 H 2 N CC OO A IUPAC considera oficial essa nomenclatura, exceto a da Valeramida. Nas escolares e vestibulares, entretanto, todos esses nomes são considerados usuais. Deve-se prestar atenção à nomenclatura usual das Oxalamidas substituídas. Quando ocorrerem radicais nos dois Nitrogênios, um deles é denominado N- e o outro N’-. Veja o exemplo: NH ––CH 3 H 3 N –– CH 2 –– HN CC OO Oxalamida Radical Etil e Radical Metil (Nitrogênios diferentes) N-Etil-N’-Metil-Oxalamida Características das Amidas • As amidas possuem um caráter básico muito mais fraco, pois o oxigênio do grupo carbonila atrai elétrons para perto de si, diminuindo a densidade eletrônica do nitrogênio, o que dificulta a adição de prótons; • As amidas são bastante polares, quase tanto quanto os ácidos carboxílicos, e podem fazer pontes de hidrogênio entre si; • Possuem, em geral, pontos de fusão e ebulição elevados; • As amidas mais simples são solúveis em água e em geral todas são solúveis em solventes orgânicos, como o etanol e o etóxi- -etano; • Uma amida bastante conhecida é a ureia, que é usada na produção de fertilizantes agrícolas e medicamentos. Hidrólise de amidas É necessário aquecimentoprolongado em HCl 6 M, solução aquosa de NaOH 40% CH 3 –– C –– NHCH 3 + –OH O CH 3 –– C –– O– + CH 3 NH 2 O H 2 O CH 3 –– C –– NHCH 3 + HCl O CH 3 –– C –– OH + CH 3 NH 2 +Cl– O H 2 O 3 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// 009.664 - 135563/19 Módulo de estudo Lactama: É uma Amida Cíclica Prefixos indicam o tamanho do anel: β-lactama (4 átomos), γ-lactam (5 átomos), δ-lactama (anel de 6 átomos). Essa ordem na nomenclatura é porque beta β, gama γ e delta δ são a segunda, terceira e quarta letras em ordem alfabética do alfabeto grego, respectivamente. Sintese de N-metil-γ-lactama Exercícios 01. Dados os seguintes compostos nitrogenados, em que: R = grupo alquil, Ar= grupo aril e R’ = grupo acil. I. (Ar) 3 N II. R’NH 2 III. RNHR É(são) amina(s) apenas A) I. B) I e II. C) I e III. D) I, II e III. E) III. 02. Dentre as propriedades das aminas está o fato de ser um produto com características básicas. Com relação à metilamina, podemos dizer que A) o seu pOH > 7 em solução aquosa, a 25 ºC. B) forma um precipitado branco ao reagir com uma solução aquosa de ácido clorídrico. C) tem a basicidade menor do que amônia (NH 3 ). D) o nitrato de metilamônio é o sal obtido de sua reação com ácido nítrico. E) não reage com ácido nitroso. 03. Analise o composto A. Com relação ao composto A, são feitas as seguintes afirmativas. I. Amina terciária que apresenta elétrons, pi e livres, conjugados. II. Os grupos ligados ao nitrogênio são isopropil, butil e alil. III. Apresenta ligações de hidrogênio entre suas moléculas. É(são) correto(s) somente: A) I. B) II. C) I e II. D) III. E) I,II e III. 04. A sequência correta da nomenclatura, de acordo com a IUPAC, dos compostos, respectivamente, é: A) Butan-1-amina; hexan-2-amina; hex-4-en-3-amina. B) Butan-4-amina; hexan-5-amina; hex-2-en-4-amina. C) Butilamina; sec-hexilamina; sec-hexenilamina. D) Butilamina; 1-metilpentilamina; 1-etilbteneilamina. E) Butanamina; hexanamina; hexenamina. 05. A indústria química da borracha utiliza várias classes de compostos como antidegradantes, que são antioxidantes e antiozonantes. Esses compostos desempenham uma função importante, porque protegem a borracha natural ou sintética dos efeitos danosos da exposição à atmosfera e à luz do sol. Os antioxidantes retardam a oxidação da borracha. Os antiozonantes também são utilizados em combinação com as borrachas insaturadas para evitar reação com o ozônio da atmosfera, que provoca fissuras na superfície do composto de borracha. Um dos intermediários mais importantes na síntese desses antidegradantes está representado a seguir: Uma nomenclatura que se adequa ao composto apresentado é: A) 4-aminodibenzilamina. B) 4-aminodifenilamina. C) 4-aminodifenilamida. D) 1,4-diaminofenilbenzeno. E) 1-aminodibenzilamina. 06. Recentemente, a ANVISA (Agencia Nacional de Vigilância Sanitária) proibiu a venda de suplementos alimentares que contenham a substância DMAA (dimetilamilamina) por suspeitas desta causar graves danos à saúde. A nomenclatura IUPAC do DMAA é 4-metil- hexan-2-amina. Assinale, dentre as alternativas abaixo, aquela que apresenta a estrutura correta desse composto. A) B) C) D) E) 4F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Módulo de estudo 009.664 - 135563/19 07. Dadas as fórmulas estruturais e seus respectivos nomes abaixo, assinale aquela em que o nome não corresponde à fórmula em questão: A) N-metiletenoamina B) Benzenoamina C) N-dimetil-metanoamina D) N-etil-metanoamina E) Propanamina 08. Substituindo dois hidrogênios da amônia pelos grupos isopropil e isobutil, resultará no composto cuja classificação e a nomenclatura, respectivamente, são: A) amina primária ; N –isopropil- 2-metilpropan-1-amina B) amina secundária; N- isopropil – sec-butilamina C) amina terciária; N-isopropil- 1- metilpropan-2-amina D) amina primária; N- (metil-etil) – 1-etiletanamina E) amina secundária; N-(metil-etil) – 2-metilpropan-1-amina. 09. Observe a reação: R – Cl + 2 NH 3 → R – NH 2 + NH 4 Cl (Em que: R = grupo alquila) Qual dos haletos satisfaz a condição acima? A) P-clorometilbenzeno B) O-bromoetilbenzeno C) 2-iodo-3-metilnaftaleno D) 2-cloro-3-benzil-3-metilpentano E) 3-(m-clorofenil)-hexano 10. Reproduzir artificialmente todo o percurso químico de produção da morfina que acontece nas papoulas é um grande desafio. Em 2015, por meio da modificação genética do fermento, cientistas conseguiram transformar açúcar em reticulina, cuja transformação em morfina, usando fermentos modificados, já era conhecida. Considere as afirmações abaixo, sobre a reticulina e a morfina. I. Ambas apresentam as funções éter e hidroxila fenólica. II. Ambas apresentam uma amina terciária. III. Ambas apresentam dois anéis aromáticos. Quais estão corretas? A) Apenas I. B) Apenas III. C) Apenas I e II. D) Apenas II e III. E) I, II e III. 11. O carmaterol, cuja estrutura é mostrada abaixo, está em fase de testes clínicos para o uso no tratamento de asma. Assinale a alternativa que contém funções orgânicas presentes no carmaterol. A) Ácido carboxílico, éter e fenol. B) Amina, amida e fenol. C) Álcool, éster e fenol. D) Aldeído, amina e éter. E) Álcool, amina e éster. 12. Nucleófilos (Nu–) são bases de Lewis que reagem com haletos de alquila, por meio de uma reação chamada de substituição nucleofílica (S N ), como mostrado no esquema: R – X + Nu– → R – Nu + X ( R = grupo alquila e X = halogênio) A reação de S N entre metilamina e brometo de metila fornece um composto correspondente a um(a) A) amina alifática secundária. B) amida alifática primária. C) nitrila aromática. D) amina heterogênea terciária. E) amida secundária. 13. Dados os compostos: 5 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// 009.664 - 135563/19 Módulo de estudo I. A noradrenalina contém uma hidroxila que não tem caráter ácido. II. Em todos eles há amina, álcool e fenol. III. Os compostos apresentam propriedades anfipróticas. IV. Todos apresentam aminas aromáticas. São corretas somente: A) I e II. B) II e III. C) III e IV. D) I e III. E) I, III e IV. 14. A espermina é uma substância que é encontrada no fluido seminal e está representada abaixo. Na estrutura dessa molécula, tem-se o seguinte: A) duas aminas primárias e duas secundárias. B) duas aminas primárias e duas terciárias. C) duas aminas secundárias e duas terciárias. D) quatro aminas primárias. E) quatro aminas secundárias. 15. No processo de mineração do minério de ferro, aminas de éter são empregadas para separar a sílica do minério de ferro. Dentre as alternativas a seguir, a que contém a fórmula molecular de um éter de amina primária é: A) CH 3 OCH 2 NH 2 B) CH 3 CO 2 CH 2 NH 2 C) CH 3 OCH 2 NHCH 3 D) CH 3 NHCOC 2 H 5 E) CH 3 COCH 2 CH 2 NH 2 16. A seguir, estão listados quatro métodos empregados para a separação de misturas de CH 4 e CO 2 . I. Absorção por água pressurizada: baseia-se na maior solubilidade em água do CO 2 ; II. Criogenia: o resfriamento gradual da mistura faz que o componente com maior ponto de ebulição se liquefaça primeiro; III. Separação por membranas: o componente com menor diâmetro crítico apresenta maior capacidade de permeação; IV. Adsorção física seletiva do CO 2 por sólidos porosos, como os carbonos ativados: a presença de grupos funcionais básicos na superfície do adsorvente (por exemplo, os ilustrados na estrutura abaixo) favorece o processo. Na estrutura apresentada no texto precedente, os grupos funcionais identificados com as letras (a), (b), (c) e (d) podem ser considerados A) todos aminas. B) somente 1 deles é amina. C) apenas 2 deles são aminas, sendo uma primária e outra secundária. D) 2 aminas aromáticas e 1 alifática. E) 2 aminas e 2 amidas. 17. Os aminoácidos são compostos que apresentam caráter anfótero devido à presença dos grupamentos carboxila e amino, sendo a sua estruturasuscetível a mudanças devido a variações de pH em solução aquosa. Um a-aminoácido pode ser representado genericamente por R = radical Considerando um aminoácido que não possua cadeia lateral ionizável em solução aquosa ácida, a forma estrutural predominante é A) B) C) D) E) 18. Recentemente, cientistas sintetizaram um híbrido curcumin- -talidomida. A estrutura desse híbrido está mostrada abaixo, em que a parte à esquerda da ligação em negrito vem do curcumin, e a parte à direita vem da talidomida. Essa combinação permitiu obter um composto muito mais eficaz contra células cancerosas que o curcumin ou a talidomida sozinhos, ou que uma mistura dos dois. As funções orgânicas presentes na estrutura desse híbrido são: A) hidroxila fenólica, éter e cetona. B) amina, éster e hidroxila fenólica. C) amida, éster e cetona. D) amida, hidroxila fenólica e éster. E) ácido carboxílico, amina e cetona. 6F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Módulo de estudo 009.664 - 135563/19 19. Salvinorina A, cuja estrutura é mostrada abaixo, é um dos mais potentes alucinógenos naturais que se conhece. Esse composto é encontrado na Salvia divinorum, uma planta rara do México. A respeito da estrutura da Salvinorina A, considere as seguintes afirmações. I. Contém anéis heterocíclicos. II. Contém carbonos assimétricos. III. Não apresenta carbonos terciários. Quais estão corretas? A) Apenas II. B) Apenas III. C) Apenas I e II. D) Apenas II e III. E) I, II e III. 20. O composto denominado comercialmente por aspartame é comumente utilizado como adoçante artificial, na sua versão enantiomérica, denominada S,S-aspartamo. A nomenclatura oficial do aspartame, especificada pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), é ácido, e sua estrutura química de função mista pode ser vista abaixo. O processo de hidrólise da função amida, presente na molécula de aspartame, resulta na formação de A) um álcool e uma amina secundária. B) um ácido carboxílico e uma amina primária. C) um aldeído e uma amina terciária. D) um ácido carboxílico e um álcool. E) duas aminas primárias. 21. A epidemia de dengue no Brasil, transmitida pelo mosquito Aedes aegypti e mais recentemente os casos de microcefalia, causado pela disseminação do Zikavírus, vem preocupando a população brasileira e principalmente as gestantes. Na tentativa de evitar o contato com o mosquito, os repelentes desapareceram das prateleiras das farmácias, mas a eficácia não está no uso de um repelente qualquer. Os médicos alertam que o repelente eficaz contra o Aedes aegypti deve conter um princípio ativo chamado icaridina. A Organização Mundial de Saúde (OMS) acrescenta também outros princípios ativos eficazes, o DEET e IR3535. Assim, de acordo com as fórmulas estruturais do DEET e da icaridina, abaixo representadas, são feitas as seguintes afirmações: I. O DEET possui três carbonos terciários e um grupo funcional amida; II. A fórmula molecular da icaridina é C 12 H 22 NO 3 ; III. A molécula de icaridina possui função mista; IV. A hidrólise ácida do DEET forma um ácido carboxílico e uma amina secundária. É correto dizer que apenas as afirmações A) II, III e IV são verdadeiras. B) I e II são verdadeiras. C) I, II e III são verdadeiras. D) II e IV são verdadeiras. E) III e IV são verdadeiras. 22. A nomenclatura correta, segundo a IUPAC, para o composto DEET, é A) N,N-dimetil-meta-toluamida. B) N,N-dimetil-3-metilbenzamida. C) Fenilamida N,N-dietil-3-metil. D) Dietil p-toluilamida. E) N,N-dietil-m-metilbenzamida. 23. A nomenclatura, de acordo com a IUPAC, para as seguintes aminas 24. Para cada um dos compostos estabeleça duas nomenclaturas (dois nomes possíveis de identificá-los). H –– C O NH 2 H 3 C –– C O NH –– CH 3 H 3 C –– CH 2 –– C O NH 2 H 3 C –– C O NH 2 C O N(CH 3 ) 2 C O NH 2 camillan Caixa de Texto Essa questão está ok? camillan Notificação 7 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// 009.664 - 135563/19 Módulo de estudo 25. Represente as estruturas dos seguintes compostos nitrogenados. A) aziridina B) pirrol C) pirrolidina D) piridina E) 2-metilpiridina 26. As amidas podem ser obtidas por meio de reações entre os ácidos carboxílicos e amônia ou aminas. Observe o esquema demonstrativo: Determine as estruturas e as respectivas nomenclaturas das amidas formadas a partir de: A) Ácido benzoico + fenilmetanamina. B) Ácido 6-(4-isopropil-fenil)hexanoico + amônia. 27. Uma lactama é a representação de uma amida cíclica. Represente as estruturas de: beta-lactama (β-lactama), gama-lactama (γ-lactama) e delta-lactama (δ-lactama). 28. Com a fórmula molécula C 4 H 11 N represente estruturalmente todas aminas possíveis e determine as suas respectivas nomenclaturas. 29. Assinale, dentre as alternativas, aquela que corresponde às funções orgânicas geradas após a hidrólise ácida total da molécula a seguir: A) Ácido carboxílico, amina, álcool. B) Amina, ácido carboxílico, álcool, aldeído. C) Álcool, cetona, éster, éter. D) Amida, aldeído, cetona. E) Éter, amida, ácido carboxílico. 30. A hidrólise do composto abaixo resulta em ureia e um ácido dicarboxílico. A) Determine as fórmulas estruturais dos produtos resultantes da hidrólise, conforme o descrito anteriormente. B) Dê a nomenclatura do composto ácido obtido após o processo de hidrólise. Gabarito 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 C D A A B B D E D C 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B A D A A C C A C B 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 E E – – – – – – A – – Demonstração. SUPERVISOR/DIRETOR: DAWISON SAMPAIO – AUTOR: MARIANO OLIVEIRA DIG.: RENAN OLIVEIRA – 30/01/2019 – REV.: CAMILLA
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