Quí. Professor: Allan Rodrigues Monitora: Thamiris Gouvêa
Funções orgânicas: Amina e Amida 29 ago RESUMO Estas duas funções orgânicas têm em comum um átomo de nitrogênio na cadeia carbônica, o que lhes confere a depender do composto: Capacidade de fazer LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO entre si e com outras funções; SOLUBILIDADE EM ÁGUA, no caso de substâncias com cadeias carbônicas pequenas (até 4 ou 5 carbonos), devido às ligações de hidrogênio que fazem; POLARIDADE, visto que o átomo de nitrogênio é muito eletronegativo e tende a possuir dipolo negativo; PONTOS DE FUSÃO E EBULIÇÃO geralmente ALTOS, motivo pelo qual costumam ser sólidas ou líquidas (quando possuem cadeias carbônicas menores) à temperatura ambiente. I. Amina DEFINIÇÃO: A cadeia carbônica pode ser aberta ou fechada, normal ou ramificada, saturada ou insaturada, homogênea ou heterogênea, contanto que seja a estrutura da amônia com pelo menos 1 de seus hidrogênios substituídos por um radical orgânico. Exemplos: NOMENCLATURA: Baseia-se, como sempre, em 2 partes: prefixo e infixo. O prefixo é o nome do radical orgânico da cadeia (metil, etil, isopropil, tercbutil, fenil, etc), e o infixo é sempre AMINA. Exemplos: etilamina radical etil + amina ciclopentilamina radical ciclopentil + amina triisopropilamina 3 radicais isopropil + amina
benzilamina radical benzil + amina etildimetilamina 2 radicais metil e 1 radical etil (ordem alfabética) + amina CLASSIFICAÇÃO: AMINAS PRIMÁRIAS: Formadas pela substituição de apenas 1 átomo de hidrogênio na amônia, portanto por 1 radical ligado ao mesmo átomo de nitrogênio. AMINAS SECUNDÁRIAS: Formadas pela substituição de apenas 2 átomos de hidrogênio na amônia, portanto por 2 radicais ligados ao mesmo átomo de nitrogênio. AMINAS TERCIÁRIAS: Formadas pela substituição dos 3 átomos de hidrogênio na amônia, portanto por 3 radicais ligados ao mesmo átomo de nitrogênio. IMPORTANTE À BEÇA: Assim como a amônia possui CARÁTER BÁSICO, segundo o critério de Lewis, as aminas também possuem. Tal critério consiste na cessão de um par eletrônico do átomo de nitrogênio a outros compostos (considerados ácidos por Lewis). Como ligantes acíclicos aumentam a capacidade de o nitrogênio ceder par eletrônico e aromáticos reduzem, as aminas acíclicas são mais básicas do que a amônia e as aminas aromáticas. No entanto, devido à conformação espacial das aminas terciárias, os ligantes do nitrogênio acabam impedindo a cessão do par eletrônico, diminuindo a basicidade destas aminas. Ordem crescente de basicidade dos compostos: Aminas aromáticas terciárias < aminas secundárias aromáticas < aminas primárias aromáticas < amônia < aminas terciárias < aminas primárias < aminas secundárias opa, IMINAS São compostos nitrogenados formados pela reação de amônias ou aminas primárias com aldeídos ou cetonas, havendo perda de água. Possuem fórmula geral
OBS: Iminas cíclicas são formadas pela imersão de moléculas com carbonilas e aminas primárias em meio ácido, com desidratação. opa, AMINOÁCIDOS São compostos que possuem, ao mesmo tempo, grupo funcional dos ácidos carboxílicos e das aminas. Além disso, são monômeros (unidades formadoras de polímeros) das proteínas, nutrientes essenciais aos seres vivos. Possuem fórmula geral II. Amida DEFINIÇÃO: A cadeia carbônica pode ser aberta ou fechada, normal ou ramificada, saturada ou instaurada, contanto que tenha carbonila ligada a um átomo de nitrogênio. Exemplos: CLASSIFICAÇÃO: AMIDAS PRIMÁRIAS: O único ligante do nitrogênio é o que contém a carbonila.
AMINAS SECUNDÁRIAS: Além do que contém carbonila, o nitrogênio possui 1 outro radical orgânico. AMINAS TERCIÁRIAS: Além do que contém carbonila, o nitrogênio possui 2 outros radicais orgânicos. NOMENCLATURA: Baseia-se em 2 partes: prefixo e infixo. O prefixo se refere ao hidrocarboneto ligado à carbonila (metano, etano, benzeno, ciclopenteno...), o infixo é a palavra amida. Exemplos: metanamida metano + amida benzamida benzeno + amida 2-metilpropanamida 2-metilpropano + amida prop-3-enamida prop-3-eno + amida OBS: Em se tratando de aminas SECUNDÁRIAS ou TERCIÁRIAS, os ligantes do nitrogênio devem ser postos no início do nome do composto, indicados por -. Exemplos: N-etil-N-metilpropanamida ligantes do nitrogênio etil e metil (ordem alfabética) + propano + amida N-fenilpropanamida ligante do nitrogênio fenil + propano + amida
N,N-dietil-2-metilpropanamida ligantes do nitrogênio etil + 2-metilpropano + amida EXERCÍCIOS DE AULA 1. A xilocaína é uma substância sintética muito utilizada como anestésico local em tratamentos dentários e pequenas cirurgias. Observando sua estrutura abaixo: pode-se afirmar que: a) apresenta uma função amida e uma função amina secundária. b) apresenta uma função cetona, uma função amina secundária e uma função amina terciária. c) apresenta uma função cetona e duas funções aminas secundárias. d) é um aminoácido. e) apresenta uma função amida e uma função amina terciária. 2. A sulfa (p-amino benzeno sulfonamida), testada como medicamento pela primeira vez em 1935, representou, e ainda representa, uma etapa muito importante no combate às infecções bacterianas. A molécula da sulfa é estruturalmente semelhante a uma parte do ácido fólico, uma substância essencial para o crescimento de bactérias. Devido a essa semelhança, a síntese do ácido fólico fica prejudicada na presença da sulfa, ficando também comprometido o crescimento da cultura bacteriana. a) Escreva a fórmula estrutural e a fórmula molecular da sulfa, dado que o grupo sulfonamida é: SO 2NH 2. A estrutura do ácido fólico é: b) Escreva a fórmula estrutural da parte da molécula do ácido fólico que é estruturalmente semelhante à molécula da sulfa.
3. O náilon é um polímero obtido pela reação entre ácido hexanodióico e 1,6-diaminoexano. As fórmulas moleculares do ácido dicarboxílico e da diamina são, respectivamente: a) C 4H 8O 2 e C 4H 6N 4 b) C 5H 10O 3 e C 6H 6N c) C 6H 8O 2 e C 6H 8N 2 d) C 6H 10O 4 e C 6H 16N 2 e) C 8H 12O 2 e C 6H 14N 2 4. O ácido barbitúrico e seus derivados são indicados como tranqüilizantes para reduzir a ansiedade e induzir o sono. A síntese desse ácido pode ser resumida pela seguinte equação: a) Identifique a função orgânica presente no ácido barbitúrico e apresente a estrutura em bastão do ácido carboxílico derivado do malonato de etila. b) Com base nos valores de eletronegatividade indicados na tabela de classificação periódica, determine os números de oxidação dos átomos de carbono indicados por 1 e 2 na molécula do ácido barbitúrico. 5. Quando um dos hidrogênios do NH 3 é substituído por um radical acila, o composto resultante pertence à função: a) amida. b) amina. c) nitrilo. d) imida. e) imina. 6. A estimativa da Petrobras é que as reservas de Tupi, Bacia de Santos, variem entre 5 bilhões de boe (barris de óleo equivalente; 1 boe = 159 litros) e 8 bilhões de boe. O petróleo dessas reservas é considerado de excelente qualidade, pois apresenta 28 ºAPI. O grau API, escala higrométrica idealizada para medir a densidade relativa de líquidos, é calculado pela expressão: onde é a densidade relativa a 15,6ºC. Classificação do petróleo: ºAPI > 30: Petróleo de base parafínica 22 ºAPI 30: Petróleo de base naftênica ºAPI < 22: Petróleo de base aromática Considere os seguintes compostos orgânicos: I. CH 3CH 2OH II. CH 3COOH III. CH 3CH 2COOH
IV. CH 3CH 2NH 2 V. Nomeie aquele que possui o maior caráter básico e diga qual característica ele possui para justificar sua resposta. EXERCÍCIOS DE CASA 1. Aminas primárias e secundárias reagem diferentemente com o ácido nitroso: A liberação de N 2(g), que se segue à adição de HNO 2, permite identificar qual dos seguintes aminoácidos? Explique sua resposta. 2. O princípio ativo dos analgésicos comercializados com nomes de Tylenol, Cibalena, Resprin é o paracetamol, cuja fórmula está representada a seguir. Os grupos funcionais presentes no paracetamol são: a) fenol, cetona e amina. b) álcool, cetona e amina. c) álcool e amida. d) fenol e amida. e) éster e amina.
3. Há quatro aminas de fórmula molecular C 3H 9N. a) Escreva as fórmulas estruturais das quatro aminas. b) Qual dessas aminas tem ponto de ebulição menor que as outras três? Justifique a resposta em termos de estrutura e forças intermoleculares. 4. No inicio de 1993, os jornais noticiaram que quando uma pessoa se apaixona, o organismo sintetiza uma substância (etilfenilamina) responsável pela excitação característica daquele estado. A classificação e o caráter químico desta amina são, respectivamente: a) amina primária ácido. b) amina primária básico. c) amina secundária neutro. d) amina secundária ácido. e) amina secundária básico. 5. Os aminoácidos são indispensáveis ao bom funcionamento do organismo humano. Dentre os essenciais, destacam-se leucina, valina, isoleucina, lisina, fenilalanina, meteonina e triptofano, cujas principais fontes são as carnes, o leite e o ovo. Já entre os não essenciais, que podem ser sintetizados a partir dos alimentos ingeridos, destacam-se alanina, asparagina, cisteína, glicina, glutamina, hidroxilisina, tirosina, dentre outros. Escreva a fórmula estrutural dos aminoácidos citados a seguir. a) Leucina: Ácido 2 - amino -4- metil - pentanóico. b) Tirosina: Ácido 2 - amino-3- (p - hidroxifenil) propanóico. c) Glicina: Ácido 2 - amino - etanóico. d) d- Fenilalanina: Ácido 2 - amino - 3 - fenil - propanóico. 6. Fenobarbital e diazepan são fármacos que atuam sobre o sistema nervoso central. Considerando as fórmulas dessas substâncias, todas as alternativas estão corretas, exceto: a) Possuem grupo amídico nas suas constituições. b) São substâncias sólidas na temperatura ambiente. c) Possuem grupo aldeído nas suas constituições. d) Possuem grupo alifático nas suas constituições. e) Possuem grupo aromático nas suas constituições.
7. O oseltamivir (Tamiflu ) é um antiviral isolado da planta asiática Illicium verum e empregado no tratamento da gripe aviária. a) Indique o nome da função orgânica no tamiflu que possui o par de elétrons livres mais básico. b) Determine a composição centesimal (uma casa decimal) de I considerando-se a sua massa molar um número inteiro. 8. Nossos corpos podem sintetizar onze aminoácidos em quantidades suficientes para nossas necessidades. Não podemos, porém, produzir as proteínas para a vida a não ser ingerindo os outros nove, conhecidos como aminoácidos essenciais. Assinale a alternativa que indica apenas funções orgânicas encontradas no aminoácido essencial fenilalanina, mostrada na figura acima. a) Álcool e amida. b) Éter e éster. c) Ácido orgânico e amida. d) Ácido orgânico e amina primária. e) Amina primária e aldeído. QUESTÃO CONTEXTO A vitamina B1 foi o primeiro destes essenciais nutrientes reguladores descobertos pela ciência. Por possuir grupos amina (a vitamina B1) foi que substâncias de mesma função no organismo foram classificadas e não possuem esta função orgânica foram descobertas, mas sua classificação como nutriente se manteve. Observe a estrutura química da vitamina B1 e diga quantos grupos amina ela possui, classificando-os.
GABARITO Exercícios de aula 1. e 2. a) Estrutural: b) Molecular: C 6H 4SO 2(NH 2) 2 3. d 4. a) Amida. Ácido derivado do malonato de etila: b) NOX do carbono 1: +4 NOX do carbono 2: +3 5. a 6. Etilamina. Possui um par de elétrons livres no átomo de nitrogênio. Exercícios de casa 1. Tirosina, pois, dentre os aminoácidos listados, é o único que contém amina primária em sua estrutura. 2. d
3. a) 4. e 5. b) Trimetilamina, pelo fato de ser mais ramificada com ligantes hidrocarbônicos e não ser capaz de realizar ligações de hidrogênio entre si. 6. c 7. a) Amina. b) A fórmula molecular de I é C 16H 28N 2O 4, e sua massa molar é 312. Logo, a sua composição centesimal é: C (61,5%), H (9,0%), N (9,0%), O (20,5%). 8. d Questão contexto 1 amina primária, 2 aminas secundárias e 1 amina terciária.