Química A MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE. 1º Semestre /2014. Doutor João Paulo Noronha.

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1 MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE 1º Semestre /2014 Doutor João Paulo Noronha jpnoronha@fct.unl.pt (X) UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA Faculdade de Ciências e Tecnologia

2 Cicloalcanos CICLOALCANOS C n H 2n Esteróide anticoncepcional 2

3 Esteróides Hormonas sexuais Testosterona Estrona Regulam o crescimento e funcionamento dos orgãos reprodutores; estimulam o desenvolvimento das características sexuais secundárias. 3

4 Nomenclatura exemplos 4

5 Cicloalcanos (CH 2 ) n não C n H 2n+2 Nomes: Cicloalcanos Substituintes: Cicloalquilo substituídos: em C1 Cicloalcanos Etilciclobutano (não # necessário) Alquilcicloalcano ou cicloalquilalcano? Ciclopropil-pentano 5

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7 Estereoisómeros cis trans Isómeros geométricos 7

8 Estereoisómeros Os cicloalcanos possuem dois lados: cima, baixo. Com dois ou mais substituintes, novo tipo de isomerismo: Mesmo lado: cis- Lados opostos: trans- Estereoisómeros Br CH 3 CH 3 cis-1,2-dimetil-ciclopropano trans-1-bromo-3-fluorociclo-hexano F 8

9 cis trans Isómeros geométricos 9

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11 Estereoisómero (definição) Possuem a mesma conectividade (não são isómeros constitucionais ou de cadeia), mas diferem no arranjo espacial. Nota: Esta definição inclui todos os rotâmeros (anti, gauche, etc.). Definição prática: Os estereoisómeros devem ser estáveis à T ambiente. Os rotâmeros interconvertem-se rápidamente por rotação, enquanto os isómeros cis/trans requerem a quebra de ligações. 11

12 Cl clorociclopentano halo alcano (cloreto de ciclopentilo) halogeneto de alquilo 2-ciclopropil-hexano Isómeros ~160 ~160 ~160 Entalpias de combustão 12

13 Cicloalcanos Ciclopropano Ciclobutano Ciclopentano Ciclo-hexano 13

14 Tensão de anel 14

15 Análise conformacional em Cicloalcanos (hidrocarbonetos alicíclicos) Conformação em Cadeira Mover C1,

16 Conformação em Barco 6 conformações torsas Mover C1,4 Projecção de Newman >repulsões eletrostáticas 16

17 2 conformações eclipsadas; 4 conformações torsas Tensão transanular A conformação em barco é um estado de transição; cadeira barco +6,9 kcalmol -1 Tensão eclipse 17

18 Confórmeros do Ciclo-hexano - Energia vezes/s 18

19 Como desenhar a cadeira do ciclo-hexano 19

20 Como desenhar a cadeira do ciclo-hexano baixo This end cima e equatoriais a - axiais 20

21 Confórmeros do Ciclo-hexano As duas estruturas são a mesma. Contudo, o que acontece em ciclo-hexanos substituidos? axial? equatorial? 21 Videos

22 + Estável 22

23 Mais estável Menos estável 23

24 Confórmeros axial-equatorial: Moléculas diferentes Anti ao anel Gauche ao anel 24

25 25

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27 Mais estável Menos estável 27

28 Menos estável Mais estável 28

29 tamanho versus comprimento ligação Variação da energia livre (ΔGº) de confórmeros do ciclo-hexano da posição equatorial (<E) para a axial (>E) Problema: Br COOH ΔG =? H 3 C COOH H 3 C Br +1,70+1,41-0,55 = +2,56 29

30 O poder da análise conformacional: ΔG pode ser aditivo. Considerar os dimetilciclohexanos: CH 3 CH 3 1,1-Dimetilciclohexano CH 3 ΔG = 0 H 3 C CH 3 CH 3 CH 3 ΔG = 0 CH 3 Mas: H 3 C cis-1,4-dimetilciclohexano CH 3 trans-1,4-dimetilciclohexano CH 3 ΔG = +3,4! diequatorial CH 3 diaxial 30

31 Isomeria conformacional H H a CH 3 CH 3 H 3 C e CH 3 axial conformação torsa equatorial conformação alterna Aditividade na influência dos substituintes + estável! - estável! 31

32 Isomeria cis-trans (e conformacional) (H 3 C) 3 C e H H e Cl configuração trans H C(CH 3 ) 3 a Cl a H conformação e,e conformação a,a Cl a C(CH 3 ) 3 a (H 3 C) 3 C e H H e Cl H configuração cis H conformação e,a conformação a,e 32

33 Esteróides Membranas celulares (fluidez) Precursor da vitamina D Bilis Hormonas Ácido biliar Digestão gorduras Hormona supra-renal Anti-inflamatório Imunosupressor 33

34 Artéria coronária Placas de colesterol (LDL) 34

35 Esteróides Etinilestradiol pílula do dia seguinte RU-486 (Mifepristona) pílula abortiva Tetrahidrogestrinona (THG) anabolizante - dopante 35

36 Esteróides androgéneo estrogéneo progestagéneo 36

37 Alótropos do Carbono: C n (Gr. allos, other, and tropos, manner) um icosaedro truncado Benzeno Alótropos do carbono: diamante e grafite. Compostos de intercalação de grafite. Fulerenos, hiperfulerenos e nanotubos. 37

38 Formas alotrópicas do carbono 38

39 Nanotubos de Carbono: Novos Materiais para o Futuro Nanotecnologia Electrónica Óptica Arquitetura Resistência Propriedades eléctricas Condução térmica sp x mais resistente que o aço; superbaterias; tratamento de doenças 39