Noções gerais de química orgânica

Farmácia

18/02/2013

A bioquímica é uma ciência que visa estudar as formas e as funções biológicas a partir de termos químicos. E dentre os elementos químicos presentes nos organismos vivos o carbono é o que permite uma maior versatilidade de ligações, o que poderia explicar o porquê de termos evoluído utilizando este elemento químico para a formação de moléculas de diferentes tamanhos e formas.

As biomoléculas são formadas a partir da ligação covalente entre átomos de carbonos, formando cadeias lineares, ramificadas e/ou estruturas cíclicas. A esta cadeia carbônica podem ser adicionados “grupos funcionais”, compostos por outros átomos, por exemplo, o oxigênio e o nitrogênio, que conferem propriedades químicas específicas às moléculas.

A estrutura do carbono, unidade fundamental dos compostos orgânicos, começou a ser estudada no final do século XIX por Archibald Scott Couper e Friedrich August Kekulé, e suas propriedades hoje são descritas pelos postulados de Couper-Kekulé:

1) O átomo de carbono é tetravalente: isso significa que o carbono pode formar até quatro ligações covalentes, possibilitando uma grande variedade de compostos derivados dele. Os quatro pares eletrônicos disponíveis no carbono permitem que essas ligações sejam realizadas com diversos outros elementos:

2) As quatro valências do carbono são iguais: isso significa que se, por exemplo, temos um carbono ligado a um átomo de cloro, temos o composto clorometano independente de qual seja a posição do cloro:

3) Encadeamento: essa ligação direta entre átomos de carbono permite formar as cadeias carbônicas, que são a base para a formação de uma variedade de compostos orgânicos, como o composto da figura abaixo:

Agora que você já conhece um pouco mais sobre o carbono, vamos passar às funções orgânicas. O nome “funções” é dado para compostos que possuem estrutura química semelhante, apresentando como consequência comportamento químico também semelhante.

As 11 principais funções orgânicas, hidrocarbonetos, que são as estruturas mais simples existentes, constituídas somente por átomos de C e de H. Muitos combustíveis têm em sua composição os hidrocarbonetos. Outras funções são a dos alcoóis, que são as cadeias de hidrocarbonetos ligadas a uma ou mais hidroxilas (OH), a dos fenóis, que também apresentam o OH, porém ligados a uma cadeia carbônica fechada, dita aromática, e a dos éteres, que é composta por moléculas contendo um átomo de O que liga duas cadeias carbônicas.

Continuando nossa apresentação sobre as funções orgânicas, temos os ácidos carboxílicos, que são cadeias carbônicas ligados ao grupo COOH, chamado de grupo carboxílico. Muito semelhante a eles são os ésteres, que onde o H do grupo carboxílico é substituído por uma cadeia carbônica, as cetonas, que possuem o grupo OH substituído por uma cadeia carbônica, e os aldeídos, que possuem o grupo OH substituídos por um H.

Ainda temos as amidas, que diferem do ácido carboxílico pela substituição do grupo OH por N, as aminas, que apresentam de uma a três cadeias carbônicas ligadas pelo N, e os haletos orgânicos, que são compostos contendo um halogênio (cloro, bromo e iodo):

Agora que você já conhece as principais funções orgânicas, faremos alguns comentários para que você possa conhecer um pouco mais sobre algumas delas. Os hidrocarbonetos apresentam uma propriedade comum: eles se oxidam facilmente liberando calor e por isso são utilizados muitas vezes como combustíveis. São formados a grandes pressões no interior da Terra (abaixo de 150 km de profundidade) e depois são trazidos para zonas de menor pressão pelos processos geológicos, sendo acumulados na forma de petróleo, gás natural e carvão.

Os aldeídos são irritantes quando apresentam peso molecular baixo. Os de maior peso molecular (que apresentam entre oito e 12 átomos de carbono) são muito utilizados na indústria de cosméticos para fabricação de perfumes. Já os ácidos carboxílicos, de odor característico, são utilizados pelos cães, que apresentam olfato bastante aguçado, para o reconhecimento de pessoas pelo cheiro, já que o metabolismo entre os indivíduos se difere em alguns aspectos, produzindo uma composição diferente de ácidos carboxílicos para cada indivíduo.

Para finalizar estas apresentações, os esteres são muito utilizados na produção de flavorizantes em refrescos, doces e xaropes, além do seu uso na produção de sabões, medicamentos, perfumes, biocombustíveis entre outras inúmeras aplicações. O acetato de amila, por exemplo, é utilizado como essência de banana. Na natureza são encontrados em óleos e gorduras, nas essências de frutas, de madeiras e de flores, nas ceras (carnaúba e de abelhas) e nos fosfatídeos (em ovos e no cérebro).

Passamos agora a outro tópico importante: as biomoléculas! Estas são os compostos químicos apresentados anteriormente, com uma diferença fundamental, são sintetizadas pelos seres vivos. As biomoléculas compõem a estrutura e participam do funcionamento dos organismos. De agora em diante até o final do Módulo 2 vamos estudar as definições, nomenclaturas, propriedades e importâncias biológicas de cada classe de biomoléculas, para podermos entender ao final do curso como estas participam dos processos metabólicos que ocorrem no ser humano.

As biomoléculas são formadas a partir de “unidades monoméricas”, que são compostos mais simples que se juntam para formar as macromoléculas. Mas você pode estar se perguntando: existem milhares de tipos de moléculas diferentes, e agora? E eu tenho uma boa notícia. Existem milhares de tipos de moléculas diferentes, mas acontece que elas vão se organizando nestas unidades monoméricas que eu citei acima, resultando em compostos de propriedades similares, facilitando o entendimento dos processos bioquímicos.