Funções Oxigenadas

O oxigênio, depois do carbono e do hidrogênio, é um dos elementos mais frequentemente encontrados em moléculas orgânicas. Veremos agora as funções oxigenadas, ou seja, que têm o oxigênio como componente.

Álcool

Na química orgânica o grupo –OH é conhecido como hidroxila, e quando ligado a um átomo de carbono (C) saturado numa cadeia carbônica, forma um álcool.
O nome dos alcoóis é obtido juntando o prefixo do número de carbonos na cadeia principal com o infixo da ligação e o sufixo ol. Observe o exemplo do etanol:

Et (dos dois C na cadeia) + an (das simples ligações) + ol (sufixo para os alcoóis) = etanol
O etanol, também conhecido como álcool de cereais, é um dos alcoóis mais produzidos. Ele é obtido através da fermentação de carboidratos de cereais, como o milho, tubérculos como a beterraba, e cana-de-açúcar. Grande parte do etanol serve para produção de bebidas alcoólicas por ser o menos tóxico dos alcoóis.

Éter

A ligação característica de um éter é um grupo –O– que conecta dois radicais de hidrocarbonetos, sendo, portanto, um heteroátomo (um átomo é heteroátomo quando está no meio de carbonos numa cadeia, mas não é um carbono nem um hidrogênio).
A nomenclatura dos éteres é dada unindo o nome da cadeia mais simples (prefixo + oxi) + o nome da cadeia mais complexa (prefixo + infixo + o). Veja o exemplo do metoxietano:

met (do C da cadeia da esquerda) + oxi (sufixo da cadeia mais simples) + et (dos 2 C da cadeia da direita) + an (das simples ligações) + o (sufixo da cadeia mais complexa)
Os éteres estão entre os mais perigosos produtos químicos, principalmente devido à sua inflamabilidade e natureza explosiva.

Aldeído

Os aldeídos são caracterizados pela carbonila (grupo composto por um C e um O por dupla ligação) ligada ao H na ponta de uma cadeia.
O nome dos aldeídos é feito usando o número de C juntamente com o infixo do tipo de ligação e o sufixo al.
Ex.: metanal

met (do C ) + an (das simples ligações da cadeia principal) + al (sufixo dos aldeídos)
Os aldeídos são muito utilizados na indústria de cosméticos em geral.

Cetona

O grupo funcional que apresenta uma carbonila entre os carbonos da cadeia principal é chamado de cetona. O nome das cetonas é composto do número de carbonos unido ao infixo das ligações e à terminação ona. Ex.: propanona.

prop (dos 3 C da cadeia principal) + an (das simples ligações) + ona (sufixo das cetonas)
A proapanona é conhecida comercialmente como acetona, uma substância inflamável, volátil, muito usada como solvente de esmaltes.

Ácido carboxílico

O grupo funcional dos ácidos carboxílicos é conhecido como grupo carboxila e é representado por –COOH. Este grupo forma a base dos ácidos orgânicos.
De acordo com o sistema IUPAC, o nome do ácido carboxílico é gerado escrevendo-se ácido e o nome do hidrocarboneto principal com terminação óico. Ex.:

ácido metanóico = ácido + met (um carbono) + an (simples ligações) + óico (sufixo)
Nesse grupo temos vários ácidos de importantes, como o ácido acético, um dos componentes do vinagre, muito importante em reações metabólicas; o ácio cítrico, encontrado nas frutas cítricas; o ácido lático, encontrado no soro do leite, usado na fabricação de queijos; ácido pirúvico, produzido durante a fase anaeróbica da oxidação da glicose; o ácido oxálico, usado para remover manchas de ferrugem e permanganato de potássio em tecidos, venenoso quando ingerido; o ácido tartárico, encontrado em várias frutas como a uva; o ácido salicílico, muito utilizado no tratamento de fungos e também na remoção de verrugas e calos.

Éster

Os ésteres são caracterizados pelo C que faz ligação dupla com o O e uma ligação simples com outro O, que por sua vez está ligado à cadeia carbônica principal. São produzidos através da reação de um ácido orgânico e um álcool.
A nomenclatura é feita usando o prefixo na ligação unido à terminação oato com o nome do radical ligado ao oxigênio com terminação ila. Ex.: metanoato de metila

Metanoato de metila = met (um C ) + an (ligações simples) + oato (sufixo) + met (um C) + ila (sufixo)
Os ésteres encontram-se abundantemente distribuídos na natureza, e muitos deles, são responsáveis pelos perfumes naturais e pelos odores e aromas de frutas.

Fenol

Todo composto que tiver em sua estrutura uma hidroxila ligada a um anel benzênico é chamado de fenol. Geralmente os fenóis são semelhantes aos alcoóis, mas são tratados como uma classe particular de compostos por serem ácidos fracos, diferentemente dos alcoóis.
Para dar nome ao fenol, primeiro é preciso identificar a localização do –OH, em seguida, acrescentar o prefixo hidroxi e o nome do anel benzênico. Ex.: hidroxibenzeno

1 (da posição da –OH) + hidroxi (prefixo) + benzeno (nome do anel benzênico).
O fenol é hoje muito utilizado como desinfetante para instrumentos e utensílios cirúrgicos, roupas, pisos, banheiros e lavatórios, além de ser usado comercialmente na fabricação de corantes e plásticos.
Referências Bibliográficas
LEHMAN, Dennis D., SACKEIM, George I. Química e Bioquímica para Ciências Biomédicas. Manole: Barueri: 2001.

FONTE: INFO ESCOLA

As aminas são uma classe de compostos químicos orgânicos nitrogenados derivados do amoníaco (NH₃) e que resultam da substituição parcial ou total dos hidrogênios da molécula por grupos hidrocarbónicos (radicais alquilo ou arilo – frequentemente abreviados pela letra R).¹ Se substituirmos um, dois ou três átomos de hidrogénio, teremos, respectivamente, aminas primárias (R-NH₂), secundárias(R₁R₂NH) ou terciárias (R₁R₂R₃N).¹

As aminas podem ser classificadas como simples (quando os grupos alquil são iguais) ou mistas (se estes forem diferentes).

Quando se usa os prefixos di e tri, indica-se que a amina é secundária ou terciária, respectivamente, e com grupos radicais iguais. Quando os grupos são diferentes, estes são nomeados sucessivamente, do menor para o maior, terminando o nome do composto com o sufixo “amina”. Algumas vezes indica-se o prefixo amino, indicando, de seguida a posição e o nome do grupo hidrocarbónico.

**Aminas**
Amina primária	Amina secundária	Amina terciária

Índice

Propriedades

A presença de um par de elétrons livres é responsável por propriedades físicas e químicas particulares nas aminas.

Geometria

Tais como a molécula NH₃, da qual são derivadas formalmente, têm uma estrutura piramidal com 3 ligações sp³ e um par de eletróns desemparelhados. Por isso, os orbitais apresentam hibridação sp³ e estão dirigidos em direção aos vértices de um tetraedro. O átomo de nitrogênio localiza-se no centro do tetraedro; as ligações covalentes (com hidrogénio ou com o radical) formarão os vértices da base, a que se oporão os dois eletróns desemparelhados no vértice do topo do tetraedro.

Ponto de fusão e ponto de ebulição

Como o azoto (nitrogênio) é menos eletronegativo que o oxigênio, as ligações N-H apresentam-se menos polares que as ligações O-H (presentes nos álcoois). Por essa razão, as aminas formam ligações de hidrogênio mais débeis que os álcoois com pesos moleculares semelhantes. Como as ligações são mais fracas, compreende-se que os pontos de ebulição das diversas aminas também sejam mais baixos (necessitarão de menos energia para evaporar, porque também estão menos ligadas umas às outras).

Assim, as aminas primárias e secundárias têm pontos de ebulição menores que os dos álcoois, mas maiores que os dos éteres de peso molecular semelhante. As aminas terciárias, sem ligações de hidrogênio, têm pontos de ebulição mais baixos que os das aminas primárias e secundárias de pesos moleculares semelhantes.

Íons do composto	K_a (força do ácido conjugado)
Anilina C₆H₅-NH₂	2.0·10⁻⁵ M
Amônia NH₃	5.6·10⁻¹⁰ M
Etilenodiamina NH₂-CH₂-CH₂-NH₂	1.3·10⁻¹⁰ M
Butilamina CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-NH₂	0.15·10⁻¹⁰ M

Como bases

Como a amônia, as aminas agem como bases razoavelmente fracas (veja a tabela com exemplos de valores de força de ácidos conjugados K_a). O átomo de nitrogênio possui um par de electrões livres que pode receber um ião (íon) H⁺ para formar um ião amônio substituído.

Solubilidade

Os pares de pontos sobre os átomos N nas reações químicas mostradas neste artigo representam o par de electrões livres do nitrogênio das aminas. Estes pares também contribuem para a solubilidade de aminas simples mediante a formação de ligações de hidrogênio com moléculas de água.

Reações

Um haleto pode reagir com uma amina para formar uma amina alquil-substituída correspondente, com liberação de um ácido de halogênio:

Se a amina reagente é uma amina terciária neste tipo de reação, formam-se um cátion de amônio quaternário e um ânion (ou "anião") haleto:

Os compostos com íons emparelhados desta forma são chamados de sais quaternários de amônio. O "X" mostrado nas reações anteriores pode também ser outro tipo de grupo abandonador.

Síntese

Alquilação

As aminas mais significantes industrialmente são produzidas através do processo de alquilação da amônia por um álcool:

ROH + NH₃ → RNH₂ + H₂O

Essas reações necessitam de catalisadores, aparelhos especializados e medidas adicionais de purificação. As mesmas aminas podem ser preparadas pelo tratamento de haloalcanos com amônia e aminas:

RX + 2 R′NH₂ → RR′NH + [RR′NH₂]X

Tais reações, que são mais úteis para iodetos e brometos de alquila, são raramente utilizados devido a dificuldade de controlar o grau de alquilação.²

Redução

Através do processo de hidrogenação, nitrilos são reduzidos a aminas utilizando hidrogênio em presença de um catalisador de níquel. Essa reação é sensível a condições ácidas ou básicas as quais podem causar a hidrólise do grupo -CN. LiAlH₄ é comumente empregado para redução de nitrilos em escala de laboratório. Similarmente, LiAlH₄ reduz amidas a aminas. Muitas aminas são produzidas a partir de aldeídos e cetonas via aminação redutiva, que tanto pode proceder cataliticamente ou estequiometricamente. Anilina (C₆H₅NH₂) e seus derivados são preparados pela redução de compostos nitroaromáticos. na industria, hidrogênio é o redutor mais utilizado, enquanto que no laboratório, estanho e ferro são frequentemente utilizados.

Classes de aminas

Aminas alifáticas

Aminas primárias surgem quando um dos três átomos de hidrogênio na amônia é substituído por um alquil, podendo estas ser chamadas de alquil aminas' ou alquilaminas. Importante alquil aminas primárias incluem metilamina, etanolamina (2-aminoetanol), e o agente tamponador tris.

Aminas aromáticas

Ver artigo principal: Amina aromática

Aminas aromática têm o átomo de nitrogênio conectado a um anel aromático (radical aril) como em anilinas, podendo ser chamadas de aril aminas ou arilaminas.

Exemplos de aminas

Os aminoácidos contêm um grupo amino e um grupo carboxilo ligados ao mesmo átomo de carbono. Os aminoácidos unem-se uns aos outros através da ligação destes dois grupos – que formam um grupo amida – dando origem às ligações peptídicas que estruturam as proteínas.

A degradação de proteínas (por exemplo, quando um pedaço de carne apodrece), leva, pelo contrário, à sua decomposição em aminas distintas. Os odores mais desagradáveis de que geralmente nos lembramos são, provavelmente, devidos à presença de aminas. Por exemplo, a 1,5-pentanodiamina (mais conhecida pelo sugestivo nome de cadaverina, libertada pelos corpos em putrefacção, o escatol, um composto heterocíclico presente nos excrementos, a 1,4-butanodiamina (putrescina – outro cheiro "podre"), etc…

Morfina

Os alcalóides são compostos complexos presentes na constituição das plantas que contêm grupos amina. Podemos citar alguns exemplos mais conhecidos, como a morfina, a nicotina, etc.

A importância das aminas, em termos biológicos, é inegável. A classe de compostos designados por β-feniletilaminas inclui a adrenalina, a noradrenalina, a mescalina, etc. As sulfamidas, que afetam as bactérias ao inibir nelas a produção de ácido fólico, mas que são inócuas para o ser humano, contêm um grupo amino. O neurotransmissor GABA (ácido 4-aminobutanóico) também contém um grupo amino. Alguns derivados do ácido p-aminobenzóico são também usados como anestésicos.

Encontram-se aminas secundárias em alguns alimentos (carne e peixe) ou no fumo do tabaco. Estas podem reagir com os nitritos (presentes nos conservantes utilizados nos produtos alimentares e usados como fertilizante, no caso das plantas, como o tabaco), levando à formação de N-nitrosoaminas secundárias, que são cancerígenas.

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sábado, 14 de dezembro de 2013