Reis Química

. Acesso em: 7 dez. 2015.

Reprodução/Polícia Civil, Mato Grosso

Campanha de prevenção ao consumo e venda de bebidas alcoólicas a menores de 18 anos, desenvolvida pelo projeto “De bem com a vida”, da polícia judiciária civil de Mato Grosso, 2013.

Funções oxigenadas e nitrogenadas 85
=PG=86=

JeffreyRasmussen/Shutterstock/Glow Images

Modelo de bolas e varetas da molécula de benzenol (nome IUPAC), também conhecida por fenol ou hidroxibenzeno (nomes usuais).

Lembre-se de que não há outras posições possíveis para a valência livre no naftaleno que não sejam as posições  ou . Por isso, só existem o  -naftol e o  -naftol.

O resorcinol e a hidroquinona são muito utilizados por médicos dermatologistas para tratar marcas da pele decorrentes de problemas de acne, de manchas de sol ou de envelhecimento precoce. A aplicação de uma dessas substâncias na pele, denominada peeling (feita em consultório médico, sob anestesia), provoca a descamação completa da pele existente e a formação de um novo tecido sem as marcas que havia anteriormente.

Fenóis

A palavra fenol deriva de feno, que significa ‘benzeno’ em alemão, e ol é indicação do grupo hidróxi ou hidroxila, — OH. O fenol mais simples é aquele em que um hidrogênio do benzeno foi substituído por um grupo — OH.

Fenol é todo composto orgânico que possui um grupo — OH (hidróxi) ligado a um carbono que pertence a um anel aromático.

Grupo funcional:

Como para qualquer aromático, a nomenclatura dos fenóis é considerada à parte das regras estudadas; no entanto, podemos considerar o seguinte esquema para os fenóis:

localização do grupo — OH + hidróxi + nome do aromático

Observe os exemplos a seguir:

• hidroxinaftaleno ou naftol • hidroxinaftaleno ou naftol

Propriedades dos fenóis

Os fenóis apresentam propriedades descritas a seguir. Forças de interação molecular

Todos os monofenóis (que apresentam apenas 1 grupo — OH ligado ao anel aromático) possuem moléculas polares com o vetor resultante no senti do do átomo de oxigênio (mais eletronegativo).

Alguns difenóis com 2 grupos — OH nas posições 1,4, como a hidroquinona, são considerados molé culas apolares. As moléculas dos fenóis estabe lecem ligações de hidrogênio entre si.

Temperaturas de fusão e de ebulição

Os fenóis pos suem temperaturas de fusão e de ebulição bem mais elevadas que as dos hidrocar bonetos de massa molecular próxima, em razão das ligações de hidrogênio.

Capítulo 4
=PG=87=

Os fenóis possuem um cheiro forte característico. São tóxi cos e altamente irritantes.

O benzenol (conhecido apenas como fenol ou fenol comum) é utilizado diretamente ou como intermediário na fabricação de diversos produtos, como resinas, inseticidas, corantes, conservantes, desinfetantes, tintas germicidas, agentes de impregnação de madeiras, explosivos, tintas para impressão em tecidos, fibras têxteis, xampus, aditivos para óleos lubrificantes, ácido acetilsalicílico (um analgésico muito conhecido).

Estados de agregação

Os monofenóis mais simples, como o hidroxiben zeno, são líquidos ou então sólidos de baixo ponto de fusão. Os demais fenóis são sólidos.

Densidade

São mais densos que a água; o benzenol (hidroxibenzeno), por exemplo, possui densidade igual a 1,071 g/mL a 25 °C.

Solubilidade 

O benzenol é relativamente solúvel em água (9 g de benzenol por 100 g de H₂O a 25 °C), em virtude da formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas de benzenol e as moléculas de água. Os demais monofenóis são praticamente insolúveis.

Reatividade

Os fenóis são compostos facilmente oxidáveis e também possuem um fraco caráter ácido. O fenol comum também é chamado de ácido fênico e pode sofrer ionização na água, como mostra a equa ção a seguir:

O caráter ácido dos fenóis pode ser explicado pela ressonância do anel aromático. Os elé trons ressonantes dão certa estabilidade ao car bono do anel ligado ao grupo — OH durante a formação do ânion fenóxido. Essa característica dos fenóis é utilizada em laboratórios de análise química qualitativa para diferenciá los dos álcoois. Os fenóis (por causa do caráter ácido) reagem com bases fortes, como hidróxido de sódio, NaOH, e hidróxido de potás sio, KOH, formando sal orgânico e água. Já o caráter ácido dos álcoois é tão fraco que eles não reagem com bases.

Exemplos:

Aplicações práticas

O benzenol ou fenol comum é utilizado na produção de desinfetan tes e de medica men tos. O 2,4,6trinitrofenol ou ácido pícrico, por exemplo, entra tanto na fabri cação de po madas para queimadu ras (picrato de bu tambeno) como na fabricação de detonadores de ex plosivos. É usado também na fabricação de baquelite.

Jochen Tack/Alamy/Other Images

O benzenol ou fenol é utilizado para a fabricação de picrato de butambeno, princípio ativo de pomadas para queimaduras.

Funções oxigenadas e nitrogenadas 87
=PG=88=

Saúde e sociedade

Seja vivo. Não use drogas!

Como a maconha age no organismo humano?

Maconha ou marijuana é o nome comum da planta Cannabis sativa , conhecida há pelo menos

5 000 anos, cujas folhas e flores secas eram utilizadas tanto para fins medicinais como para

“produzir o riso”. Desde 1925 a maconha é taxada como droga ilícita.

O tetra-hidrocanabinol (THC) é o princípio ativo responsável pelos efeitos da maconha e

sua quantida de na planta depende de fatores como solo, clima, estação do ano, etc., logo os

efeitos podem variar bastante de uma planta para outra.
6,6,9-trimetil-3-pentil -6H-dibenzo[b,d]piran-1-ol ou THC (nome oficial IUPAC)
Embora o THC seja o princípio ativo mais potente da maconha, ele não é o único. A maconha

contém várias outras substâncias (canabinoides) capazes de causar mudanças fisiológicas

em seres humanos.

O THC é uma droga alucinógena, ela não diminui nem aumenta a atividade cerebral,

mas a modifica. O THC inibe a percepção de tempo e espaço, causa delírios e alucinações.

Interfere na capa cidade de aprendizagem e de memorização.

A maconha deixa os olhos vermelhos e a boca seca, aumenta os batimentos cardíacos, afeta

temporariamente a visão e prejudica o sistema imunológico. Pode causar acessos de paranoia

ou ataques de pânico. O uso contínuo pode causar tolerância e dependência psicológica.

O DL50 (dose letal 50%, ou seja, dose capaz de matar 50% dos indivíduos de uma amostra) para

o THC é igual a 730 mg/kg via oral e 42 mg/kg se inalado (esses dados são obtidos com animais e

extrapolados para seres humanos).

A maconha também provoca a sín drome amotivacional . O usuário não tem vontade de fazer mais nada, tudo perde o valor e fica sem graça, sem im portância.

Há provas de que o THC diminui em até 60% a quantidade de testosterona, hormônio sexual

masculino fabricado pelo organismo.

O haxixe e o skank são como uma maconha potencializada, ou seja, com uma quantidade de

THC bem maior que a maconha comum.

O skank , por exemplo, é uma variedade da planta obtida por cruzamento e seleção natural,

que apresenta uma quantidade de THC de 20% a 30% maior que a maconha comum.

Portanto, com efeitos mais intensos e avassaladores.

E o mito de que a maconha é a porta de entrada para outras drogas é verdadeiro?

Segundo o Centro Brasileiro de Informações sobre Drogas Psicotrópicas (Cebrid), esse mito

não é necessariamente verdadeiro. O que ocorre geralmente é que o álcool e o cigarro atuam

como porta de entrada para a maconha, que, entre as drogas ilícitas, é a mais barata e mais

disponível. Tendo experimentado essas três drogas, a pessoa pode ser levada a querer experimentar outras.

Em relação ao THC, responda:

1. Quais os grupos funcionais que você identifica na fórmula?

2. Trata-se de um composto aromático ou alifático?

3. O THC é um composto saturado ou insaturado?

4. Como você classifica a cadeia carbônica desse composto?

88

Capítulo 4
=PG=89=

Éteres

Os éteres são compostos de cadeia heterogênea.

Éter é todo composto que possui o oxigênio entre dois carbonos, como heteroátomo.

Fotos: Sérgio Dotta/Arquivo da editora

Grupo funcional:

O nome IUPAC de um éter segue o esquema:

nome da cadeia mais simples + nome da cadeia mais complexa prefixo + oxi prefixo + infixo + o

Observe os exemplos a seguir:

Observação: compostos cíclicos que apresentam a estrutura a seguir são denominados epóxidos.

Epoxietano ou óxido de etileno 1,2-epoxipropano ou óxido de propileno

Modelo de bolas e varetas (A) e modelo Stuart (B) da molécula do metoximetano, C₂H₆O, o éter mais simples. 

Além da nomenclatura IUPAC dos éteres, há também outro sistema de nomenclatura denominado radicofuncional, segundo o qual tudo o que estiver ligado ao grupo — O — é considerado um substi tuinte, e os dois substituintes são indicados em ordem de complexidade com a terminação –ico, precedidos pela palavra éter. Exemplos:

• metoxietano: éter metílico e etílico.

• etoxipropano: éter etílico e propílico.

• etoxietano: éter dietílico.

Propriedades dos éteres

As propriedades dos éteres estão descritas a seguir. 

Forças de interação molecular

As moléculas dos éteres são levemente polares por causa de sua geometria angular, como mostra o esquema ao lado.

Embora os éteres não estabeleçam ligações de hi drogênio entre si, podem fazêlo com moléculas de outros compostos, como a água ou o etanol. 

Temperaturas de fusão e de ebulição

Comparando compostos de massa molar próxima, observamos que as temperaturas de fusão e de ebulição dos éteres se aproximam das temperaturas dos alcanos e são bem mais baixas que as dos álcoois e dos fenóis (já que as moléculas desses compostos estabe lecem ligações de hidrogênio entre si). 

Estados de agregação

Os éteres mais simples, como o metoximetano e o metoxietano, são gases. Os demais são líquidos, normalmente voláteis. 

Densidade

Em geral são compostos menos densos que a água.

Funções oxigenadas e nitrogenadas 89
=PG=90=

Solubilidade

Os éteres de menor massa molar apresentam uma discreta solubilidade em água, provavelmente porque suas moléculas podem estabelecer ligações de hidro gênio com as moléculas de água. 

Propriedades organolépticas

A maioria dos éteres possui cheiro agradável, toxidez moderada e é altamente inflamável. 

Reatividade

Os éteres, como os alcanos, são compostos pouco reativos. 

Aplicações práticas

São muito utilizados como solventes inertes em reações orgâ ni cas e na extração de essências, óleos e gorduras de fontes naturais. O éter mais importante é o etoxietano. Esse com posto é conhecido por uma série de outros nomes: éter comum, éter dietílico, éter etílico ou éter sulfúrico, pois sua obtenção industrial envolve o ácido sulfúrico, H₂SO₄(aq):

Curiosidade

Anestésicos

Embora há muito tempo já se usasse o álcool etílico e outros produtos para combater a dor du rante a cirurgia, a utilização de substâncias anesté sicas começou de fato em 1799, quando Sir Humphry Davy (1778-1829) sugeriu o uso de óxido nitroso ou gás hilariante, N₂O(g).

O problema com o óxido nitroso é que sua ação anestésica é branda e o gás pode causar asfixia antes que o paciente fique anestesiado.

O éter etílico, descoberto em 1540 pelo botânico alemão Valerius Cordus (1515-1544), tinha ação anes tésica mais potente e começou a ser usado para esse fim em 1842, nos Estados Unidos.

Até essa época a cirurgia estava limitada a opera ções essenciais, como amputação de membros. A anestesia permitiu uma série de operações, tais como cirurgias invasivas de remoção de órgãos, que nunca poderiam ser feitas em doentes conscientes.

O éter etílico, porém, é volátil e muito inflamável e pode explodir quando exposto ao calor (os limites de inflamabili dade no ar situam-se entre 1,85% e 48%). Além disso, o éter etílico reage com o oxigênio do ar formando um peróxido orgâ nico que pode atuar deto nando a explosão:

, onde R e R’ são dois substi tuintes orgâ nicos iguais ou diferentes.

Assim, em 1847, o obstetra Sir James Young Simpson (1811-1870), de Edimburgo, introduziu o clorofórmio, CHCℓ₃, como substituto para o éter etílico, e usou-o em obstetrícia e em cirurgia geral.

O clorofórmio, por sua vez, pode causar necrose hepática (por ação direta) e necrose renal (após ser metabolizado pelo organismo). Além disso, pode causar em algu mas pessoas a síncope do clorofórmio, ou seja, parada cardíaca súbita, logo no começo da adminis tração do anestésico.

O desenvolvimento de novos anestésicos gerais ocorreu de modo experimental, por tentativa e erro, baseado na experiência médica.

Os anestésicos mais importantes desenvolvidos foram os compostos da classe do halotano, C₂ HF₃BrCℓ, utilizados por via inalatória, a descoberta da anestesia por via intravenosa com o tiopental, um barbitúrico, e os anestésicos intravenosos não barbitúricos, como o etomidato e o propofol.

A evolução dos conhecimentos do mecanismo exato de ação dos anestésicos gerais, contudo, continua até hoje sem grandes avanços.

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Capítulo 4
=PG=91=

Saúde e sociedade

Drogas inalantes

Os inalantes – substâncias que podem ser introduzidas no organismo por meio da aspiração pelo nariz ou pela boca – normalmente são solventes voláteis encontrados em diversos produtos comerciais. Esses produtos contêm, em geral, uma mistura de solventes.

As substâncias mais comuns utilizadas como solventes são:

Um inalante clandestino muito conhecido no Brasil e preparado unicamente para ser utilizado como droga é o cheirinho da loló.

Seja vivo. Não use drogas!

Trata-se de uma mistura feita, em princípio, à base de clorofórmio e éter etílico. Sabe-se, porém, que, na falta de uma dessas subs tân cias, os “fabrican tes” misturam qual quer outra coisa que estiver dispo nível, o que torna bastante difícil tratar os casos de intoxicação aguda.

Os efeitos da droga, após a inalação, são sentidos em pou cos segundos (ou minutos) e desaparecem em no máximo 40 minutos; assim o usuário repete a inalação várias vezes, para que as sensações perdu rem, o que pode gerar tolerância.

A inalação de solventes no início traz sensação de euforia, tonturas e perturbações audi tivas e visuais (alucinações). Mas logo em seguida essas sensações evoluem para depressão, confusão mental, palidez, alucinações e convulsões, podendo levar ao coma.

Os efeitos dos solventes no organismo são muito parecidos aos provocados pelo álcool etílico. A única dife rença é que o álcool não causa alucinações.

Se uma pessoa inala um solvente e logo em segui da passa por uma situação de medo ou esforço físico, seu coração pode entrar em colapso, pois vai bater de forma exageradamente intensa. A literatura médica des creve vários casos de morte de adolescentes por síncope car díaca ocorridos dessa maneira.

A inalação crônica de solventes pode levar à destruição de neurônios (células cerebrais), causando lesões irreversíveis no cérebro. Pessoas que inalam solventes são apáticas, têm dificuldade de concen tração e deficit de memória.

Os sintomas da síndrome de abstinência são ansiedade, agitação, tre mores, cãibras e insônia.

Em relação aos solventes utilizados como drogas, responda:

1. Quais os grupos funcionais que você identifica em cada substância?

2. Classifique essas substâncias em saturadas ou insaturadas.

3. Como você classifica a cadeia carbônica desses compostos?

Funções oxigenadas e nitrogenadas 91
=PG=92=

Exercício resolvido

2 O halotano ou 2bromo2cloro1,1,1trifluoretano, C₂HF₃CℓBr, é um anestésico bem tolerado, de ação vasodilatadora (pode ser utilizado por asmáticos) e elevada ação hipnótica. Começa a agir em 1 a 4 minutos depois de ter sido inalado e seu efeito dura até 16 minutos. Apresenta potencial teratogênico e, por isso, não é indicado para mulheres grávidas, mas é amplamente usado em pacientes pediátricos em países como a África e a Índia por ter baixo custo. Utilizando seus conhecimentos de Química geral, indique um provável motivo para o uso desse anestésico ter sido abandonado na Europa e nos Estados Unidos.

Resolução 

O halotano faz parte da classe dos CFCs (clorofluorocarboneto), compostos que tiveram seu uso abandonado por terem sido relacionados à destruição da camada de ozônio. Segundo essa teoria, os átomos de bromo possuem um poder catalítico na reação de decomposição do ozônio cerca de 40 vezes maior que o do cloro, assim, mesmo que a quantidade de bromo na atmosfera seja menor, os efeitos negativos dos dois halogênios se equiparam. Provavelmente, essa foi uma das razões que justificam o abandono do uso desse anestésico em países mais favorecidos.

Exercícios

3 (UnicampSP) O tetrahidrocanabinol (THC) vem sendo utilizado, mediante controle legal, como coadjuvante para o tratamento de náuseas, enjoos e ânsia de vômito de pacientes que se submetem a tratamento quimioterápico; para interromper ou reverter a perda de peso de portadores de Aids e para combater o aumento da pressão ocular (glaucoma). Essa substância é encontrada na planta Cannabis sativa, conhecida popularmente como maconha. O skank, um tipo de maconha cultivada em laboratório, pode apresentar até 17,5% em massa de THC, enquanto a planta comum contém 2,5%.

a) De acordo com o texto, o THC é um agente que combate o vírus da Aids? Responda sim ou não e justifique.

b) Para aviar uma receita, um farmacêutico decidiu preparar uma mistura de vegetais, composta por 1/3 de skank, 30 g de maconha e 1/5 de matéria vegetal sem THC, em massa. Qual é a massa total da mistura? Mostre os cálculos.

c) Qual é a porcentagem em massa de THC na mistura sólida preparada pelo farmacêutico? Mostre os cálculos.

4 (UFMG) Considere as estruturas moleculares do naftaleno e da decalina, representadas pelas fórmulas a seguir:

Naftaleno Decalina 

Substituindo, em ambas as moléculas, um átomo de hidro gênio por um grupo hidroxila (OH), obtêmse dois compos tos que pertencem, respectivamente, às funções:

a) álcool e fenol.

b) fenol e fenol.

X c) fenol e álcool.

d) álcool e álcool.

ATENÇÃO! Não escreva no seu livro!

5 (UFRGSRS) O ortocresol, presente na creolina, resulta da substituição de um átomo de hidrogênio do hidroxibenzeno por um radical metila. A fórmula molecular do ortocresol é:

a) C₇H₈O.

b) C₇H₉O.

c) C₆H₇O.

d) C₆H₈O.

e) C₆H₉O.

6 Explique qual a principal diferença entre álcoois e fenóis que torna possível distinguir duas substâncias dessas classes em um laboratório de química.

7 Forneça o nome oficial e o nome usual dos éteres relacionados abaixo.



8 (Uerj) Para que a “cola de sapateiro” não seja utilizada como droga e também devido à presença de uma substância cancerígena, o tolueno (metilbenzeno), uma das propostas sugeridas foi a adição de pequena quantidade de formol (ou solução aquosa a 40% de metanal), que, em virtude de seu cheiro forte e irritante, desestimularia a inalação do produto. As substâncias orgânicas citadas, o tolueno e o metanal, apresentam, respectivamente, as seguintes fórmulas moleculares:

a) C₇H₁₀ e CH₃O.

b) C₇H₁₀ e CH₂O.

c) C₇H₈ e CH₃O.

d) C₇H₈ e CH₂O.

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Capítulo 4
=PG=93=

Aldeídos

Os aldeídos fazem parte de um conjunto de grupos funcionais classificados como carbonílicos, ou seja, que apresentam a carbonila em sua constituição.

Aldeído é todo composto orgânico que possui o grupo carbonila ligado a um hidrogênio.

Sérgio Dotta/Arquivo da editora

Grupo funcional: O

carbonila hidrogênio grupo aldoxila

Modelo de bolas e varetas da molécula de etanal, C₂H₄O.

A união do grupo carbonila com o hidrogênio forma o grupo aldoxila ou metanoíla, que é o grupo funcional dos aldeídos.

O nome oficial (IUPAC) de um aldeído segue o esquema:

Prefixo + infixo + al

Como o carbono do grupo aldoxila já possui 3 ligações preenchidas, faltando apenas uma ligação para completar 4, esse grupo estará sempre na(s) extremidade(s) da cadeia, não sendo necessário numerála para indicar sua localização.

Observe os exemplos a seguir.

Propriedades dos aldeídos

Forças de interação molecular

Em virtude da presença do grupo carbonila, suas molé cu las são polares, mas não fazem ligações de hidro gênio entre si, ou seja, são unidas por forças de dipolo permanente. 

Temperaturas de fusão e de ebulição

As temperaturas de fusão e de ebulição dos aldeídos são mais altas que as dos compostos apolares e que as dos éteres e são mais baixas que as dos álcoois e que as dos ácidos carboxílicos, comparandose compostos com a massa molar correspondente. 

Estados de agregação

Os aldeídos com 1 e 2 carbonos na molécula são gases; os demais são líquidos; a exceção se faz apenas para os que possuem valor de massa mole cular elevado, que são sólidos.

A vanilina foi isolada pela primeira vez a partir de vagens de baunilha, uma especiaria típica do estado do Pará. A indústria obtém o composto 3-metóxi-4-hidroxibenzenocarbaldeído (essência de vanilina ou baunilha idêntica à natural) da oxidação do eugenol (4-alil-2-metoxifenol) extraído do cravo-da-índia.

Simon Rawles/Alamy/Other Images