Grupos funcionais

RKA5GM - Vimos em vídeos anteriores algo sobre hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos são interessantes se quisermos que algo entre em queima, mesmo quando nós falamos de combustíveis. Vamos ver outros assuntos interessantes e adicionar outros tipos de átomos aos hidrocarbonetos. O que vamos adicionar são os chamados "grupos funcionais". Vamos escrever aqui: grupos funcionais. E vamos ver os grupos funcionais mais frequentes, que são unidos aos hidrocarbonetos e que interessam muito à Biologia. O primeiro grupo que vamos estudar é o "OH" ou a hidroxila. O grupo "OH", que também é conhecido como hidroxila, e quando ligado a um átomo de carbono saturado na cadeia carbônica, forma um álcool, onde o carbono saturado é aquele que possui somente ligações simples. Note que o radical hidroxila deve ser ligado a um carbono saturado, mas outros carbonos da cadeia podem ser insaturados, ligações duplas ou ligações triplas. O "OH" ligado ao carbono, temos um álcool. Vamos escrever aqui: álcool. E para este caso particular, onde temos dois átomos de carbono na cadeia principal, chamamos de "et", que significa 2 carbonos na cadeia principal, "an", que significa ligações simples, "ol", sufixo para os álcoois, ou seja, "et" + "an" + "ol", etanol. E sobre essas características, temos o oxigênio, que é bastante eletronegativo, ligado a um átomo de carbono e ligada a um átomo de hidrogênio. O oxigênio é bem mais eletronegativo que o hidrogênio, portanto, há uma carga parcial negativa desse lado e uma carga positiva nessa outra parte. O carbono é menos eletronegativo que o oxigênio também, mas o hidrogênio é menos eletronegativo até mesmo que o carbono, então a hidroxila ligada ao carbono tem polaridade e chamamos as moléculas polares devido à presença do grupo funcional, de OH⁻, a hidroxila. Nesse caso, a popularidade aumenta pela presença das ligações com hidrogênio. E, por serem polares, apresentam solúveis em solventes polares como a água, devido à associação decorrente das ligações de hidrogênio, e, portanto, são hidrofílicas e podem fazer ligações com átomos de hidrogênio. Um grupo similar está colocado aqui. O tiol é uma função orgânica caracterizada pela ocorrência da função ou do grupo funcional "SH". O enxofre está no grupo 6, tanto quanto o oxigênio, ou seja, os dois necessitam de 2 elétrons para preencher sua camada de valência, e por isso, os dois podem fazer ligações simples, uma com o carbono e outra com o hidrogênio. Temos, então, o grupo chamado "sulfidrilo", que pode ser comparado quimicamente com a função álcool. A diferença entre ambos é que um tem a hidroxila, "OH", e outro tem o tiol, "SH". Outra diferença é que o enxofre é eletronegativo, mas menos eletronegativo que o oxigênio. O sulfidrilo ainda vai ter uma parte negativa e outra parte positiva, porém, a polaridade é menor do que a hidroxila. Então, quando temos um sulfidrilo ligado a uma cadeia de carbonos, e o "R" aqui significa a cadeia de carbonos, por exemplo, se quero apresentar uma cadeia de carbonos ligado à hidroxila, posso fazer "ROH", então "R" é a maneira de escrever uma forma simples de toda essa estrutura molecular aqui, mas não estou dizendo que representa essa estrutura sempre, especificamente. Focando no sulfidrilo colocado aqui, temos um grupo que está ligado a uma cadeia de carbonos, é polar, mas não tão polar quanto o grupo das hidroxilas ligadas às cadeias carbônicas. E, olhando aqui, temos uma cadeia de carbonos em uma estrutura molecular mais complexa, mas que você vê no seu dia a dia. Esse é o açúcar chamado de "frutose". E essa cadeia não é cíclica, e se for colocado em contato com a água, raramente formará um anel. E por ser uma cadeia desse tipo, é simples identificar as hidroxilas ligadas ao carbono. Temos aqui quatro hidroxilas ligadas a um determinado carbono. Aqui temos uma hidroxila, aqui temos outra hidroxila, outra aqui e mais uma bem aqui. E bem aqui temos um átomo de carbono com a ligação dupla com um átomo de oxigênio, e chamamos este grupo de carbonila, que é o carbono com a ligação dupla com o oxigênio. Então, na frutose, temos uma cadeia de átomos de carbono, em todos os átomos do carbono, com exceção desse aqui, temos uma hidroxila ligada, e neste átomo especificamente, temos uma carbonila e, na carbonila, sendo o oxigênio bastante eletronegativo, mais eletronegativo que o carbono, temos uma dupla ligação com oxigênio e temos uma carga negativa parcial aqui e outra carga parcial aqui. Portanto, essa ligação é polar. Na realidade, toda molécula é polar, pois possui todas essas hidroxilas aqui também. Mas essa polaridade feita pela carbonila atrai mais átomos para fazer ligações com esse carbono, deslocando par de elétrons de ligação para o átomo de oxigênio e ficando livre para fazer uma nova ligação com outros átomos. Mas esse tipo de ligação, vamos estudar em vídeos futuros, quando falarmos de bioquímica e os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos. O mais importante aqui é conhecer que temos grupos hidroxila nessa cadeia tanto quanto grupo carbonila aqui. E essa molécula é um aminoácido. Os aminoácidos apresentam uma estrutura geral que consiste no grupo amino, um grupo carboxílico, e uma cadeia lateral "R", de dimensões e características variáveis, ligados a um carbono saturado. A leocina é um dos aminoácidos codificados pelo código genético, sendo, portanto, um dos componentes das proteínas dos seres vivos. Aqui temos uma carbonila ligada a esse carbono, também como uma hidroxila ligada ao mesmo. Quando temos esse tipo de ligação com a dupla ligação com o oxigênio de um lado e uma ligação simples com uma hidroxila do outro, chamamos de "carboxila". Portanto, temos um grupo carboxila ligado a esta cadeia de carbonos, que podemos apresentar pela letra "R", como vimos anteriormente, e que não se restringia apenas àquela situação especificamente vista anteriormente. E sendo o oxigênio bastante eletronegativo, pode tirar o elétron do hidrogênio dessa dupla ligação, o que configura ser um ácido. Um aminoácido tem um carbono central, que está ligado a um grupo carboxila de um lado e um radical "R" variável do outro lado oposto, a ligação com grupo carboxila é responsável pelo nome "ácido", de aminoácido, e a ligação com grupo amina, dá o nome amino à molécula. O grupo amina aqui faz parte do nome "aminoácido", tem nitrogênio, que possui um par de elétrons isolados e que podem fazer uma ligação com o íon de hidrogênio. E nesse grupo amina, pode ser vista como tendo características de uma base. A leocina é um aminoácido encontrado como elemento estrutural no interior das proteínas e enzimas. Levando-se em consideração que essa aqui seja a cadeia principal dos carbonos, temos um grupo chamado de metil, metila ou metilo, que é constituído de apenas um carbono ligado diretamente a três hidrogênios, devido à tetravalência do carbono. O prefixo "met" significa um único átomo de carbono, e este grupo é hidrofóbico, não existe nenhuma polaridade aqui e não vai se dissolver em água. Outra estrutura que vemos muito em Biologia é esta colocada aqui. Vemos esse tipo de estrutura na ATP. No DNA, este é o grupo fosfórico. Temos um grupo fosfórico ligado a uma cadeia de carbono desse lado, e há dois átomos de hidrogênio dessa forma. Sendo o oxigênio bastante eletronegativo, esse tem o poder de roubar os elétrons desses hidrogênios. Representado pela fórmula química H₃PO₄, o ácido fosfórico é um composto líquido incolor e solúvel em água. Trata-se do mais importante dos ácidos de fósforo. Com a ajuda deste vídeo, você pode agora identificar uma variedade de grupos. Você pode olhar para uma cadeia carbônica e identificar uma hidroxila, uma carboxila, ver se a molécula é polar ou apolar, se ela é hidrofílica ou não e verificar que diferentes partes da molécula têm diferentes funções.