FRENTE III – QUÍMICA ORGÂNICA AULA 1 – Classificação das Cadeias Carbônicas Classificação das cadeias carbônicas Cadeia carbônica é o conjunto de átomos de carbono e átomos de outros elementos que constituem a molécula de um composto orgânico. Existem vários critérios para classificar as cadeias carbônicas, conforme descrito a seguir: 1. Classificação quanto à forma - Cadeias Abertas ou Acíclicas Apresentam pelo menos duas extremidades livres e nenhum ciclo ou anel. Quando percorremos os carbonos num sentido, a cadeia aberta tem fim. Possuem sempre carbonos primários (terminais), podendo ocorrer também os secundários, terciários e quaternários. Exemplos: Butano Propanona (gás de cozinha) (acetona) 2. Classificação quanto à disposição do átomo de carbono - Normal, reta ou linear Uma cadeia reta não precisa estar, necessariamente, desenhada de maneira reta. Entretanto, deve possuir apenas carbonos primários e secundários em sua composição. Exemplo: n-octano. - Ramificada Possui, além de carbonos primários e secundários, pelo menos um terciário ou quaternário. Apresentam, no mínimo, 3 extremidades e seus átomos não estão dispostos em uma única sequencia. Exemplos: Metilpropano (gás cozinha) - Cadeias Fechadas ou Cíclicas Quando percorremos os carbonos num sentido, as cadeias fechadas não tem fim, não apresentando extremidades. Os átomos originam um ou mais ciclos (anéis) de no mínimo 3 carbonos, possuindo carbonos secundários. Podem ser subdivididas em: • No caso de cadeias fechadas com pequenas ramificações, classificamos as mesmas como “cadeia fechada ramificada”. Exemplo: 1,1-dimetilciclopentano. Mononucleares - Cadeias compostas por apenas um ciclo. Exemplos: Ciclopropano • 3,7-dimetil-2,6-octadienal (Citral) Furano Polinucleares - Cadeias compostas por dois ou mais ciclos, podendo os mesmos ser: Condensados: Benzopireno Isolados: Bifenil Naftalina 3. Classificação quanto ao tipo de ligações - Saturadas Essa classificação refere-se à quantidade de átomos de hidrogênio que uma cadeia pode ter. Por exemplo, uma cadeia com 2 carbonos pode conter no máximo, 6 átomos de hidrogênio. Caso ela apresente os 6 hidrogênios, será classificada como saturada de hidrogênios. Para que isso aconteça, os carbonos deverão apresentar apenas ligações simples entre si. Exemplo: molécula do gás etano. Benzofenona - Insaturadas Os carbonos apresentam pelo menos uma ligação dupla entre si, sendo a cadeia classificada como insaturada de hidrogênios. Exemplo: molécula do gás etileno. - Cadeias Mistas Essa classificação é aplicável nos seguintes casos: • cadeias abertas, presas a uma parte fechada (ou cíclica). Exemplo: Adrenalina. 4. Classificação quanto aos átomos que compõe a cadeia - Homogênea É uma cadeia constituída apenas por átomos de carbono. Sendo cíclica, pode ser chamada de homocíclica. Exemplos: • cadeias com vários ciclos, condensados e isolados juntos. Ciclopentano Ácido Acrílico Página 1 FRENTE III – QUÍMICA ORGÂNICA AULA 1 – Classificação das Cadeias Carbônicas - Heterogênea É uma cadeia constituída por pelo menos 1 heteroátomo (átomo diferente do carbono) no meio da cadeia. Sendo cíclica, pode ser chamada de heterocíclica Exemplos: Acetato de etila (comp. de fragrâncias) Pirrol (comp. moléculas complexas hemoglobina, vit. B12, nicotina) 5. Classificação quanto à aromaticidade - Aromáticas São compostos por ciclos de 6 carbonos com 3 ligações duplas intercaladas por 3 ligações simples, em virtude do fenômeno da ressonância (deslocalização de elétrons). Aromaticidade do Benzeno a) cadeia carbônica cíclica e saturada. b) cadeia carbônica aromática e homogênea. c) cadeia carbônica mista e heterogênea. d) somente átomos de carbonos primários e secundários. e) fórmula molecular C17H16ONF. 3. (UFF-RJ) A estrutura dos compostos orgânicos começou a ser desvendada nos meados do séc. XIX, com os estudos de Couper e Kekulé, referentes ao comportamento químico do carbono. Dentre as idéias propostas, três particularidades do átomo de carbono são fundamentais, sendo que uma delas refere-se à formação de cadeias. Escreva a fórmula estrutural (contendo o menor número de átomos de carbono possível) de hidrocarbonetos apresentando cadeias carbônicas com as seguintes particularidades: a) acíclica, normal, saturada, homogênea; b) acíclica, ramificada, insaturada (lig. dupla), homogênea; c) aromática, mononuclear, ramificada. Exercícios Extras 4.(PUC-RJ) Um grupo de compostos, denominado ácidos graxos, constitui a mais importante fonte de energia na dieta do Homem. Um exemplo destes é o ácido linoleico, presente no leite humano. A sua fórmula estrutural simplificada é: - Alifáticas São as cadeias que não possuem sistema aromático (núcleo benzênico) em sua estrutura, aberta ou fechada. 1-buteno Trietanolamina Sua cadeia carbônica é classificada como: a) Aberta, normal, saturada e homogênea. b) Aberta, normal, insaturada e heterogênea. c) Aberta, ramificada, insaturada e heterogênea. d) Aberta, ramificada, saturada e homogênea. e) Aberta, normal, insaturada e homogênea. 5. (PUCCAMP-SP) Preocupações com a melhoria da qualidade de vida levaram a propor a substituição do uso do PVC pelo tereftalato de polietileno ou PET, menos poluente na combustão. Esse polímero está relacionado com os compostos: Quando a cadeia é alifática e também cíclica, é também chamada de alicíclica. Ciclohexeno Pirano Exercícios 1.(FEI-SP) O ácido acetil salicílico com fórmula abaixo, é um analgésico de diversos nomes comerciais (AAS, Aspirina, Buferin e outros). Ele apresenta cadeia carbônica: a) acíclica, heterogênea, saturada, ramificada; b) mista, heterogênea, insaturada, aromática; c) mista, homogênea, saturada, alicíclica; d) aberta, heterogênea, saturada, aromática; e) mista, homogênea, insaturada, aromática. 2. (PUC-RS) A fluoxetina, presente na composição química do Prozac, apresenta fórmula estrutural: Com relação a este composto, é correto afirmar que apresenta: É correto afirmar que I e II têm, respectivamente, cadeia carbônica: a) alicíclica e acíclica. b) saturada e insaturada. c) heterocíclica e aberta d) aromática e insaturada. e) acíclica e homogênea. 6. (UEL-PR) O 1,2- benzopireno, mostrado na figura adiante, agente cancerígeno encontrado na fumaça do cigarro é um hidrocarboneto a) aromático polinuclear; c) alifático saturado; e) alicíclico polinuclear. b) aromático mononuclear; d) alifático insaturado; 7. (UERJ-RJ) Na fabricação de tecidos de algodão, a adição de compostos do tipo N-haloamina confere a eles propriedades Página 2 FRENTE III – QUÍMICA ORGÂNICA AULA 1 – Classificação das Cadeias Carbônicas biocidas, matando até bactérias que produzem mau cheiro. O grande responsável por tal efeito é o cloro presente nesses compostos. A cadeia carbônica da N-haloamina acima representada pode ser classificada como: a) homogênea, saturada, normal b) heterogênea, insaturada, normal c) heterogênea, saturada, ramificada d) homogênea, insaturada, ramificada 8. (UFPE-PE) Segundo as estruturas dos compostos descritos a seguir, quais deles não são aromáticos? a) Naftaleno e fenantreno c) Benzeno e fenantreno e) Cicloexeno e benzeno b) Cicloexeno e ciclobuteno d) Ciclobuteno e fenol 9. (UFRS-RS) A (-)-serricornina, utilizada no controle do caruncho-do-fumo, é o feromônio sexual da 'Lasioderma serricorne'. Considere a estrutura química desse feromônio: III. Entre todos os óleos citados, o de girassol é o que possui a maior porcentagem de ácidos graxos com duas ou mais duplas ligações. IV. Entre todos os óleos citados, o de canola e o de oliva são líquidos a −12ºC. Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas. a) I e II b) II e III c) III e IV d) I, II e IV e) I, III e IV 11. (MACKENZIE) A molécula que apresenta a menor cadeia alifática, insaturada e que contém um carbono quaternário é: a) C6H12 b) C5H12 c) C2H4 d) C5H10O e) C5H10 12. (UFRS) Algumas cadeias carbônicas, nas questões de química orgânica, são desenhadas na sua forma simplificada apenas pelas ligações entre seus carbonos. Alguns átomos ficam, assim, subentendidos. O limoneno é um composto orgânico natural existente na casca do limão e da laranja, representado a seguir. Sobre essa molécula, é correto afirmar que: a) b) c) d) e) É aromática; Apresenta formula molecular C10H15; Possui cadeia carbônica insaturada, mista e homogênea; Apresenta 2 carbonos quaternários; Possui somente 2 ligações duplas e 8 ligações simples. 13. Considere os compostos: A cadeia dessa estrutura pode ser classificada como: a) acíclica, normal, heterogênea e saturada. b) alifática, ramificada, homogênea e insaturada. c) alicíclica, ramificada, heterogênea e insaturada. d) acíclica, ramificada, homogênea e saturada. e) alifática, normal, homogênea e saturada. 10. (UEL-PR) Os triglicerídeos são substâncias orgânicas presentes na composição de óleos e gorduras vegetais. O gráfico a seguir fornece algumas informações a respeito de alguns produtos usados no cotidiano em nossa alimentação. Observe o gráfico e analise as afirmativas. Gás mostarda a) b) Acetona Qual dele s apresenta cadeia carbônica heterogênea? Escreva a fórmula molecular de cada composto. 14. (PUC-RS) O ácido etilenodiaminotetracético, conhecido como EDTA, utilizado como antioxidante em margarinas, de formula: Apresenta cadeia carbônica: a) Acíclica, insaturada, homogênea; b) Acíclica, saturada, heterogênea; c) Acíclica, saturada, homogênea; d) Cíclica, saturada, heterogênea; e) Cíclica, insaturada, homogênea. Respostas: 1b 2c 4e 9d 10b 11ª b)C4H8SCl2 e C3H6O 3 5d 12c 14b 6a 7c 8b 13 a)gás mostarda I. Todos os óleos vegetais citados no gráfico são substâncias puras. II. Entre todos os produtos citados, o de coco está no estado sólido a 20 ºC. Página 3