Química orgânica e biológica

Apresentação em tema: "Química orgânica e biológica"— Transcrição da apresentação:

1 Química orgânica e biológica
Química da vida: Química orgânica e biológica Prof. Élcio Rodrigo Ramos 13913 Filipe Ewerton 13901 EHD

2 Tópicos - Características gerais - Alcanos
- Hidrocarbonetos insaturados - Alcoóis - Éteres - Grupos carboxílicos - Introdução à bioquímica - Proteínas - Carbohidratos - Ácidos nucléicos

3 Importância - A vida na Terra depende dos compostos de carbono
- Combustíveis - Roupas - Alimentos - Petróleo - poliméricos - compósitos resistentes - Para entender uma importante parte do cotidiano é necessário estar familiarizado com a química desse elemento.

4 Características gerais das moléculas orgânicas
- “Força Vital” - compostos encontrados nos seres vivos só poderiam se formar por sua intervenção (suposição) - Síntese em laboratórios – séc XIX - Ligações C -H - Grupos funcionais – características diferentes

5 Composto somente por C e H Ligações simples CnH2n+2
Alcanos Composto somente por C e H Ligações simples CnH2n+2

6 Isômeros estruturais

7 Nomenclaturas Cadeia maior Numere a cadeia
Dê o nome e forneça a localização dos grupos substituintes

8 Observações sobre a nomenclatura
Para vários substituintes, relaciona-se em ordem alfabética Para dois ou mais no mesmo ligante, usa-se a denominação “di”, “tri”...

9 Cicloalcanos Anéis ou ciclos

10 Hidrocarbonetos insaturados: Alcenos
Apresentam ligação dupla

11 Isômeros geométricos Cis, trans

12 Alcinos Apresentam ligação tripla HC≡CH C2H2

13 Reações de adição - Presença de ligações carbono-carbono duplas ou triplas - Causa o aumento da reatividade química - Reação mais característica: adição

14 Hidrocarbonetos Aromáticos
- Exemplo: benzeno - Muitos estáveis

15 Simetria dos aromáticos
- orto- - meta- - para-

16 - Características próprias
Grupos funcionais - Características próprias

17 Grupos funcionais

18 Alcoóis R-OH - Derivados de hidrocarbonetos
- H substituídos por grupo funcional -OH - Ligação -OH é polar, por isso são muito mais solúveis que os hidrocarbonetos em solventes polares como a água - Nomencaltura: _ol. Ex.: metanol, etanol, fenol

19 Éteres R-O-R' - Nomenclatura: _ oxi _ Ex.: metoxietano
- Formados a partir de duas moléculas de álcool que liberam uma molécula de água - Desidatração – catalisada pelo ácido sufúrico que absorve a água para removê-la do sistema - Usados como solventes

20 Grupo Carbonílico É o grupo funcional que contém a ligação dupla C=O e define vários grupos funcionais importantes. Nos aldeídos o grupo carbonílico têm no mínimo um átomo de carbono ligado, já nas cetonas o grupo carbonílico ocorre no interior de uma cadeia carbônica estando ladeado por átomos de carbono. Os aldeídos e cetonas podem ser preparados pela oxidação parcial de alcoóis, com a utilização de agentes como ozônio (O3) e o peróxido de hidrogênio (H2O2). - Aromatizantes como a baunilha e a canela são aldeídos naturais, por outro lado as cetonas são menos reativas e usadas extensivamente como solvente, sendo a acetona a mais utilizada.

21 Grupo Carbonílico - Os ácidos carboxílicos contêm geralmente a carboxila escrita como COOH. São ácidos fracos e comumente encontrados em produtos de consumo, como o vinagre (ácido acético), a vitamina C (ácido ascórbico), entre outros. As aminas são bases orgânicas e têm fórmula geral R3N, onde R pode ser H ou um grupo hidrocarboneto, como nos exemplos: CH3CH2NH2 (etilamina), (CH3)3N (trimetilamina). Já as amidas são formadas da condensação de aminas contendo um hidrogênio ligado ao nitrogênio com os ácidos carboxílicos.

22 Introdução à Bioquímica
- A bioquímica estuda de modo mais específico os vários tipos de grupos funcionais abordados anteriormente. - Muitas das grandes moléculas nos sistemas vivos são polímeros de moléculas menores. Esses biopolímeros podem ser classificados em três categorias abrangentes: proteínas, polissacarídeos (carbohidratos) e ácidos nucleicos.

23 Ácidos Nucleicos - São biopolímeros que carregam a informação genética necessária para a reprodução da célula; eles também determinam o desenvolvimento da célula pelo controle da síntese de proteínas. Existem dois tipos de ácidos nucleicos, o ácido ribonucleico (RNA) e os ácido desoxirribonucleico (DNA). As unidades fundamentais desses biopolímeros são os nucleotídeos, que são formados a partir das seguintes unidades: 1- Uma molécula de ácido fosfórico, H3PO4. 2- Um açúcar de cinco carbonos. 3- Uma base orgânica contendo nitrogênio. - O componente de açúcar do RNA é a ribose, enquanto o de DNA é a desoxirribose.

24 Ácidos Nucleicos O polímero DNA é uma hélice de dupla fita mantida unida pelas ligações de hidrogênio entre bases orgânicas emparelhadas entre as duas fitas. As duas fitas de DNA desenrolam-se durante a divisão da célula, e novas fitas são construídas nas fitas separadas, formando assim duas estruturas de dupla hélice idênticas. Esse processo de replicação permite que a informação genética seja transmitida, quando as células se dividem.

25 Carbohidratos Os carboidratos (hidratos de carbono) ao contrário do nome, são na verdade aldeídos e cetonas poliidroxílicos São os principais constituintes estruturais dos vegetais e são as fontes de energia tanto para os vegetais quanto para os animais. A glicose e a frutose são os monossacarídeos mais comuns ou açúcares mais simples. Monossacarídeos podem se tornar um dissacarídeo por meio de condensação. Os polissacarídeos são carbohidratos complexos constituídos de muitas unidades de monossacarídeos unidas.

26 Carbohidratos O amido é um grupo de polissacarídeos encontrado nos vegetais e funciona como principal método para armazenar alimentos em sementes e tubérculos. É a principal fonte de energia alimentar para os humanos. O glicogênio é uma substância sintetizada no corpo semelhante ao amido, agindo como uma espécie de banco de energia. Concentra-se nos músculos e fígado. A celulose forma a principal unidade estrutural dos vegetais. A madeira contém aproximadamente 50% de celulose; as fibras de algodão são quase inteiramente celulose. É formada por uma cadeia não-ramificada de unidades de glicose.

27 Grupo Carbonílico Os ésteres se formam da condensação dos ácidos carboxílcos com os alcoóis, de forma que o OH do grupo carboxílico seja substituído por um grupo alcóxido. Quando tratados com ácido ou base em solução aquosa, são hidrolizados, isto é, a molécula é divida em seus componentes de álcool e ácido. Geralmente tem cheiro agradável, quase sempre são responsáveis pelos aromas das frutas.

28 Proteínas São substâncias macromoleculares presentes em todas as células vivas. Aproximadamente 50% da massa seca de nosso corpo é proteína. É o principal componente estrutural dos tecidos animais; são parte fundamental da pele, das unhas, das cartilagens e dos músculos. Algumas catalisam reações, transportam oxigênio, funcionam como hormônio para regular processos específicos do corpo e realizam outras tarefas. Independente de sua função, todas são quimicamente similares, sendo compostas das mesmas unidades fundamentais, os aminoácidos.

29 Proteínas Os aminoácidos, que são as unidades fundamentais de todas proteínas, têm o grupo amino localizado no átomo de carbono imediatamente adjacente ao grupo carboxílico. Normalmente, na maioria das proteínas são encontrados 20 aminoácidos, sendo que nosso corpo pode sintetizar dez desses 20 em quantidades suficientes para nossas necessidades. Os outros dez devem ser ingeridos e são chamados aminoácidos essenciais porque são componentes necessários de nossa dieta. Os aminoácidos, por possuirem em sua molécula um carbono que tem quatro grupos diferentes ligados a ele, são considerados quirais.

30 Proteínas Os aminoácidos são unidos pelos grupos amida, cada um desses grupos é chamado ligação peptídica quando for formado pelos aminoácidos. Uma ligação peptídica é formada por uma reação de condensação entre o grupo carboxílico de um aminoácido e o grupo amina de outro. Os polipeptídeos são formados quando um grande número de aminoácidos é unido por ligações polipeptídicas. A sequência dos aminoácidos ao longo de uma cadeia protéica é chamado estrutura primária. Essa estrutura fornece à proteína sua identidade única. Uma variação em apenas um aminoácido pode alterar as características bioquímicas da proteína.

31 Proteínas Uma das mais importantes classes de proteínas é a das enzimas – moléculas grandes de proteína que funcionam como catalisadores. As enzimas normalmente catalisam apenas reações muito específicas. A estrutura terciária delas em geral determina que apenas certas moléculas de substrato podem interagir com o sítio ativo da enzima.

32 Referências Bibliográficas
- Brown, Theodore L., LeMay, H. Eugene, Bursten, Bruce E. e Burdge, Julia R. Química: A Ciência Central  9ª edição. Pearson, São Paulo. - Richey Jr., Herman G. - Química orgânica Pretice-Hall, Rio de Janeiro.