1.0 QUÍMICA ORGÂNICA BÁSICA (CONCEITOS BÁSICOS E INTRODUÇÃO)

"É o estudo dos compostos de carbono, suas reações e propriedades, utilizando o conhecimento de ligações químicas para determinar os tipos de ligações possíveis para o elemento e sua hibridização em cada caso, bem como sua capacidade de encadeamento e seu comportamento dentro das moléculas orgânicas."

Nesta seção também estudamos a classificação das cadeias de carbono e os princípios básicos de nomenclatura de cadeias.. A primeira utilização de compostos orgânicos pelo homem foi na descoberta do fogo. Em resumo, toda a vida é baseada no carbono, desde o combustível que queimamos, até a constituição do nosso próprio corpo. Cerca de 60% da massa corpórea de um indivíduo é de compostos orgânicos (desconsiderando-se a água). A diversidade dos compostos orgânicos existentes também é grande, cerca de 20 milhões, entre naturais e sintéticos.

Cadeias carbônicas

A cadeia carbônica representa o conjunto de todos os carbonos e demais elementos presentes em um composto orgânico.

As cadeias carbônicas podem ser abertas, fechadas ou mistas:

• Cadeias carbônicas abertas, acíclicas ou alifáticas: são aquelas que possuem duas ou mais extremidades livres.
• Cadeias carbônicas fechadas, cíclicas ou acíclicas: são aquelas em que não há extremidades livres, ou seja, forma-se um ciclo.
• Cadeias carbônicas mistas: são aquelas que possuem uma porção com extremidade livre e outra porção fechada.

As cadeias carbônicas podem ainda ser homogêneas, heterogêneas, saturadas e insaturadas:

• Cadeias carbônicas homogêneas: as que possuem apresentam átomos de carbono e hidrogênio.
• Cadeias carbônicas heterogêneas: as que apresentam heteroátomo.
• Cadeias carbônicas saturadas: apresentam apenas ligações simples entre os átomos de carbono.
• : apresentam alguma ligação dupla ou tripla entre os átomos de carbono.

Historia da química orgânica

       Entre o final do século XVIII e início do século XIX os cientistas começaram a dedicar tempo para entender a química dos organismos vivos, isolando e identificando substâncias presentes nos corpos. Nessa época, acreditava-se na Teoria da Força Vital de Berzelius, que postulava que os compostos orgânicos só poderiam ser produzidos por organismos vivos, daí o termo ‘química orgânica’. Alguns anos mais tarde, em 1828, Friedrich Wöhler conseguiu sintetizar em laboratório a substância ureia a partir de um composto inorgânico, derrubando a Teoria de Berzelius. Hoje, a química orgânica é a área que estuda os compostos de carbono com propriedades características, suas diferentes funções, comportamento espacial e reações.

Friedrich Wöhle

Funções químicas:

Hidrocarboneto	H, C
Álcool	‒OH
Fenol	Ar‒OH Ch Aromático
Éter	‒O‒
Aldeído
Cetona
Ácido carboxílico
Éster
Haleto orgânico	‒X (F,Cl, Br, I)
Haleto de ácido	(F, Cl, Br, I)
Amina	‒
Amida
Nitrocomposto	‒
Nitrila	‒CN
Ácido sulfônico	‒
Composto de Grignard	‒MgX (F, Cl, Br, I)

• Funções Nitrogenadas: Composto formado de nitrogênio na cadeia carbônica, são eles: Aminas, Amidas, Nitrilas e Nitrocompostos.
• Funções Oxigenadas: Composto formado de oxigênio na cadeia carbônica, são eles: Aldeídos, Cetonas, Ácidos carboxílicos, Ésteres, Éteres, Fenóis, Álcoois.
• Funções Halogenadas: Composto formado por haletos, são eles o Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br), Iodo (I) e Astato (At).
• Funções Hidrogenadas: Composto formado por carbono e hidrogênio, os chamados por hidrocarbonetos (Alcanos, Alcenos, Alcinos, Alcadienos, Cicloalcanos, Cicloalcenos).

Propriedades dos compostos orgânicos

Estuda as propriedades inerentes a cada classe de funções e como estas interagem entre si. Dentre as propriedades estudadas estão temperatura de fusão, temperatura de ebulição, solubilidade, acidez e basicidade. A isomeria é o fenômeno onde duas ou mais substâncias diferentes apresentam a mesma fórmula molecular e possuem diferentes fórmulas estruturais. Este ramo da química estuda as semelhanças entre cadeias carbônicas e funções, bem como seu comportamento espacial.

Reações orgânicas: As reações orgânicas ocorrem tanto em processos orgânicos quanto industriais, sendo assim, é importante o seu estudo para entendermos a bioquímica, os processos metabólicos e interações que ocorrem nos seres vivos.

Reações de substituição: É uma reação de dupla troca onde um átomo ou grupo de átomos é substituído.

Reações de adição: é a reação onde dois ou mais reagentes se unem para formar um só produto. Ocorre geralmente em compostos insaturados ou cíclicos.

Reações de eliminação: É o oposto da reação de adição. Neste caso, um único reagente sofre um processo onde a molécula é quebrada em duas ou mais moléculas menores. Geralmente ocorre com utilização de um catalisador ou calor.

Polímeros

Polímeros são macromoléculas formadas após uma reação de polimerização entre monômeros.

Existem polímeros naturais, como as proteínas, a celulose e o látex, e existem polímeros sintéticos, que são sintetizados em laboratório de forma a “copiar” os naturais. Exemplos de polímeros sintéticos são os plásticos, o isopor e o nylon.

Dentre os polímeros sintéticos temos dois tipos: polímeros de adição e de condensação.

Polímeros de adição: os monômeros utilizados na produção desses polímeros devem apresentar pelo menos uma dupla ligação entre carbonos. Durante a polimerização, ocorre a ruptura da ligação π e a formação de duas novas ligações simples.

Exemplos: PET, PVC, PVA e borrachas sintéticas.

Polímeros de condensação: são formados pela polimerização de dois monômeros diferentes, liberando uma molécula pequena (geralmente a água) durante a condensação. Não é necessário que haja dupla ligação em um dos monômeros, mas é preciso que os dois sejam de funções diferentes.

Exemplos: poliéster, silicone, fórmica (baquelite).

Bioquímica

Neste ramo da química orgânica estudamos com mais aprofundamento as moléculas responsáveis pela constituição e manutenção da vida dos seres vivos.

Carboidratos: são polissacarídeos (açúcares), como a glicose e a frutose. Tem como função principal a de fornecer energia ao nosso organismo.

Proteínas: são polímeros de condensação naturais formados de até 20 aminoácidos diferentes. Tem como função constituir fibras musculares, cabelo e pele. Algumas funcionam como catalisadores em reações do organismo, sendo chamadas de enzimas.

Lipídios: são formados a partir da reação de um ácido graxo com o glicerol. Os mais importantes são os óleos e as gorduras. O triglicerídeo é um lipídeo que possui três grupamentos éster na sua estrutura.

Petróleo

O petróleo possui em sua composição principalmente hidrocarbonetos e seus componentes são de grande importância econômica. Aproximadamente 85% dos materiais obtidos a partir do petróleo são usados como combustíveis e os outros 15% na indústria petroquímica, como por exemplo, na produção de plásticos e asfalto. Por ser um material de tamanha importância, o estudo de seu processo de refino e craqueamento é um dos ramos de estudo da química orgânica.