1. introduÇÃo · web viewo organismo vivo é um mar de moléculas quirais. a maioria de...

ÍNDICE

1. Introdução..............................................................................................................................2

1.1. Objectivos...........................................................................................................................2

1.1.1. Objectivo geral.................................................................................................................2

1.1.2. Objectivos específicos......................................................................................................2

1.2. Metodologia........................................................................................................................2

2. Justificativa............................................................................................................................3

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA...............................................................................................4

3.1. RESOLUÇÃO ENATIÔMERICA.....................................................................................4

3.1.1. Introdução........................................................................................................................4

3.1.2. Método De Pasteur...........................................................................................................4

3.1.3. Uso de Cromatografia com uma coluna quiral................................................................5

3.1.4. Uso de agentes quiraís/Cristalização diasteroisomérica..................................................5

3.1.5. Resolução por enzimas ou resolução cinética..................................................................6

3.2. Importância Da Resolução Enatiômerica............................................................................7

3.2.1. Introdução........................................................................................................................7

3.2.2. Drogas Quiraís E Consequências Da Sua Ingestão Na Forma De Enatiômeros..............8

3.2.3. Aditivos Quiraís E O Sentido Do Odor..........................................................................11

4. CONCLUSÃO.....................................................................................................................13

5. Bibliografia..........................................................................................................................14

Gerço Djesse Sitoe([email protected]) Página 1

1. INTRODUÇÃOResolução enatiômerica é um processo que consiste na separação de enatiômeros. Uma vez

os enatiômeros tem solubilidades idênticas em solventes comuns, mesmos pontos de

ebulição, consequentemente os uso de métodos convencionais para a separação dos

compostos orgânicos, tais como a destilação não são aplicáveis para a separação destes. Dos

métodos usados para a separação de enatiômeros destacam-se a resolução via cristalização

diastereosomérica, o método de Pasteur, o uso da cromatografia e uso de agentes quiraís. O

presente trabalho de pesquisa bibliográfica fala da importância da resolução enatiômerica na

síntese, não fugindo de dar a essência do próprio processo de resolução enatiômerica bem

como os principais métodos utilizados para levar a cabo este processo.

1.1. OBJECTIVOS

1.1.1. Objectivo geral

Fazer uma pesquisa bibliográfica sobre a importância da resolução

enatiômetrica na síntese orgânica;

1.1.2. Objectivos específicos

Fazer uma pesquisa bibliográfica sobre os principais métodos de resolução

enatiômerica;

Falar do mecanismo de acção das drogas quiraís e o do seu metabolismo pelo

organismo;

Falar da relação entre a quiralidade e o sabor e aroma dos alimentos.

1.2. Metodologia

A metodologia para elaboração deste trabalho baseou-se na pesquisa bibliográfica em

manuais, seguida da compilação e síntese da informação e posterior elaboração do

documento final.


2. JUSTIFICATIVAO organismo vivo é um mar de moléculas quirais. A maioria de comprimidos são quirais, e

na maioria dos caso eles precisam interagir com receptores quirais ou enzimas quirais para a

sua efectividade. (1) Normalmente apenas uma forma de imagem especular de um

comprimido fornece o efeito desejado, a outra forma de imagem é geralmente inactiva, ou na

melhor das hipóteses, menos activa e em alguns casos pode apresentar efeitos colaterais

indesejados. (2 e 3) Nosso sentido de paladar e olfacto também depende da quiralidade.

Assim sendo, na área da síntese orgânica é de extrema importância a aplicação da resolução

enatiômerica para evitar os efeitos colaterais. (3)


3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1. RESOLUÇÃO ENATIÔMERICA

3.1.1. Introdução

Resolução enatiômerica é um processo que consiste na separação de enatiômeros. Uma vez

os enatiômeros tem solubilidades idênticas em solventes comuns, mesmos pontos de

ebulição, consequentemente os uso de métodos convencionais para a separação dos

compostos orgânicos, tais como a destilação não são aplicáveis para a separação destes. Dos

métodos usados para a separação de enatiômeros destacam-se a resolução via cristalização

diastereosomérica, o método de Pasteur, o uso da cromatografia e uso de agentes quiraís. Este

capítulo descreve os métodos de separação de enatiômeros supra-citados.

3.1.2. Método De Pasteur

Este método consiste em adicionar um composto que em interacção com os dois enatiômeros

forme com cada um dos dois cristais diferenciáveis que seja possível separa-os

mecanicamente. Essa técnica tem nome método de Pasteur por ter sido pela primeira vez

demonstrado por este, quando conseguirá separar os enatiômeros R,S do acido tartárico por

cristalização, veja os enatiômeros R,S do acido tartárico na figura-1. Este método não é

bastante usado para a separação de enatiômeros por não proporcionar uma boa separação. (2

e 3)

Figura- 1: Formação de sal diastereomeros ácido tartárico. (1)


3.1.3. Uso de Cromatografia quiral

A separação pelo uso de colunas quiraís consiste no uso de fase quiral para a separação de

enatiômeros, separação a qual se baseia-se na diferença de interacção com as fases

estacionária e móvel, alguns interagem fortemente com a fase estacionária e fracamente com

a fase móvel e consequentemente se movem lentamente na coluna, outros interagem

fracamente com a fase estacionária e fortemente com a fase móvel e consequentemente

movimentam-se rapidamente sobre a coluna. (1) Os enantiômeros e seus derivados são

passados através de uma coluna contendo uma fase quiral onde será romovida a separação,

este metodo é frequentemente mais usado pela facilidade de operação.

Geralmente as colunas Quiraís usadas contem pequenas pérolas micro porosas de sílica,

quimicamente ligadas a superfície das pérolas esta um grupo quiral como o que se ilustra a

figura-2.

figura- 2: Exemplo de uma fase estacionária quiral.(4)

3.1.4. Uso de agentes quiraís/Cristalização diasteroisomérica

Quando uma mistura Racémica é tratada com um enatiômero de um outro composto, o

resultado da reacção produz um par de diasteômeros (segundo mostra o exemplo ilustrado na

fig-3). (1) E os diasteroisômeros, uma vez que tem diferentes pontos de fusão e ebulição, bem

como diferentes solubilidades, podem ser separados por meios convencionais. (2 e 4) Os

agentes de resolução quiral mais comummente usados estão resumidos na tabela-1.

Tabela-1:Agentes de resolução quiral comummente usados

BASES QUIRAÍS ÁCIDOS QUIRAÍS

α-Metilbenzilamina Acido málico

α-Metil-p-bromobenzilamina Acido Mandélico

2-Aminobutano Acido Tartárico

Efidrina 2-acidocetogulanico

Cincronidina Acido α-Metoxyfenilacetico

Cincronina Acido α-metil-α-trifluorometilfenilaçetico

Quinina Acido 2-pirolidona-5-carbolico


NB: Geralmente os agentes de resolução quiral ácidos são usados para a resolução de

Enatiômeros bases, e os agentes de resolução quiral bases são usados para a resolução de

enatiômeros ácidos.

Figura- 3: Exemplo do uso de agentes quiraís na resolução de Enatiômeros.

3.1.5. Resolução por enzimas ou resolução cinética

Neste método usa-se uma enzima que converte selectivamente um dos enatiômeros de uma

mistura racémica em outro composto, após o enatiômero que não reagiu e o novo composto

são separados por métodos convencionais. (3 e 1) algumas enzimas como o caso das lipazes e

as esterases são actualmente consideradas como os padrões e agentes rotineiros agentes de

resolução por enzimas em síntese orgânica. Comparando com a resolução diasteomerica este

método apresenta maior selectividade. (6)


Um exemplo desse tipo de resolução (resolução por enzimas), consiste no uso da enzima

lípase, segundo ilustra a figura-5.(3)

Figura- 4: Reacção de hidrólise de esteres.

Na reacção apresentada n figura-4, se o Éster de partida é quiral e esta presente como uma

mistura dos seus elastómeros, a enzima lípase reage selectivamente com um enatiômero,

enquanto o outro enatiômero do Éster permanece inalterado ou reage muito mais lentamente.

O resultado é uma mistura que consiste predominantemente em um estereoisômero do

reagente e um estereoisômero do produto, que podem normalmente serem separados com

base nas diferenças nas suas diferentes propriedades físicas, o exemplo de uma resolução

cinética com lípases esta ilustrado na figura-5.

Figura- 5: Exemplo do uso das lípases como enzimas biológicas para separação de

enatiômeros. (3)

3.2. IMPORTÂNCIA DA RESOLUÇÃO ENATIÔMERICA

3.2.1. Introdução

Um objecto quiral, é aquele que tem uma imagem especular no espelho e não são

sobreponíveis, a maioria de moléculas quiraís apresentam centros estereoisomericos ou

quiraís (átomo de carbono com 4 grupos substituintes diferentes). Enantiômeros são

moléculas que são imagens no espelho uma da outra e não são superponíveis, esses

apresentam semelhanças nas suas propriedades, quando dois enatiômeros reagem com uma

molécula aquiral, eles reagem da mesma maneira, mas quando reagem com uma molécula

quiral formam um produto diferente.


Usando uma análise diária, veja o que acontece quando seguras um objecto aquiral como a

caneta e um objecto quiral como uma luva da mão directa. a mão directa e a esquerda são

enatiômeros, mas as duas podem pegar numa caneta aquiral do mesmo jeito; mas para o caso

da luva, apenas a mão directa pode encaixar dentro da luva, e não a mão esquerda. A

ilustração da importância da resolução enatiômerica passa por ilustração do mecanismo da

metabolização de moléculas quiraís pelo organismos, e consequências do uso de enatiômeros,

uma vez que os enatiômeros podem ter: (2 e 4)

Mesma atividade biológica;

Diferentes graus da mesma atividade;

Um dos enantiômeros de uma droga pode bloquear o sítio receptor,

diminuindo a atividade do outro enantiômero;

Actividade completamente diferente;

Efeito cinergico.

O presente capitulo através de exemplos ilustra a importância da resolução enatiômerica,

trazendo ao espelho as consequências do uso de moléculas quiraís, tendo se limitado em

drogas e aditivos alimentares (tendo se limitado nos responsáveis pelo sabor e gosto da

comida).

3.2.2. Drogas Quiraís E Consequências Da Sua Ingestão Na Forma De

EnatiômerosA maioria das drogas são quirais, e várias vezes eles precisam de interagir com o receptor

quiral ou enzima para serem efectivos, segundo mostra a figura-6. Se um dos enatiomero de

uma droga pode tratar uma certa doença, é um engano pensar que o seu par enatiomerico

pode também apresentar o mesmo efeito, pois este pode apresentar um efeito maléfico ou ser

inactivo ou mesmo menos reactivo que o outro.


Fígura- 6: Demonstração da interacção entre receptores biológicos e compostos quiraís.

(5)

Os exemplos abaixo ilustram as consequências da ingestão de drogas quiraís na forma de

enatiômeros, e obviamente a importância da resolução enatiômerica.

Exemplos:

1. As drogas hibrofren e fluoxentina, cada um existe como um par de enatiomeros,

mas apenas cada um dos enatiomeros destes exibe uma actividade biológica.

Figura- 7: Enatiômeros de Hibrofen. (2)


Figura- 8: Enatiômeros de Fluoxentina.(2)

2. O enatiômeros de naproxeno, é um activo agente anti-inflamatório, mas o enatiômero (R) é

uma toxina forte para o fígado. Alterando a orientação de dois dos substituintes no carbono

quiral para formar a sua imagem pode alterar a sua actividade biológica e produzir um efeito

indesejado, os dois enatiômeros R,S de Naproxeno estão representadas na figura-8. .(2)

Figura- 9: Enatiômeros de naproxeno

3. Nos finais da década de 1950 a talidamida (fig-10a) foi usado na forma racêmica para

aliviar a náusea matinal e insônia em mulheres grávidas e como resultado cerca de 12.000

crianças a diquriram deformações congênitas, segundo se pode ver na fig-10b! Agente

teratogênico é tudo a quilo capaz de produzir dano ao embrião ou feto durante a gravidez. (4)


Figura- 10: Enatiômeros da Talidamida e ilustração dos efeitos negativos do agente

teratogênico. (5)

Nota: Nem sempre o uso de enatiomeros é desnecessário ou prejudicial, mas ha casos emque

o uso de enatiomeros apresenta uma vantagem, isso no caso enque a combinação dos 2 tem

como resultado um efeito sinérgico , como é o caso dos enatiomeros de indacrinona (figura-

11):

R-Indacrinona: agente diurético. Efeito colateral: retenção de ácido úrico;

S-Indacrinona: reduz o nível de ácido úrico;

Solução encontrada: mistura enriquecida com o isômero (R). (5)

Figura- 11:R,S- indacrinona (*,indica o centro quiral).(5)

3.2.3. Aditivos Quiraís E O Sentido Do Odor

O odor e o sabor de moléculas particulares é muitas das vezes determinado pela geometria e

por fim pela presença de um grupo funcional particular. Porque os enatiômeros interagem

com os receptores quiraís do cheiro, alguns Enatiômeros terão odores ou sabores diferentes.


(2) Sabe se que para que composto tenha cheiro deve libertar um certo composto para o ar, os

quais são responsáveis pelo cheiro que nos chega aos sentidos, veja os exemplos nas figuras-

12 e 13. (1) Se fossemos comer alimentos que de alguma forma fossem constituídos de

moléculas com a forma de imagem especular não natural, provavelmente passaríamos fome

porque as enzimas em nossos organismos são quiraís e reagem preferencialmente com a

forma de imagem especular natural de seus substratos, reveja a figura-5. (3)

Exemplos:

Figura- 12: Exemplo ilustrativo da relação entre o cheiro e a quiralidade, usado

enatiômeros R,S de carvona. (2)

Figura- 13: Exemplo ilustrativo da relação entre o cheiro e a quiralidade, usado

enatiômeros R,S de limoneno.


4. CONCLUSÃO

O organismo humano é composto por uma serie de moléculas quiraís, a maioria das drogas

por sua vês são quiraís, e várias vezes elas precisam de interagir com o receptor quiral ou

enzima para serem efectivos nos organismos onde são injectados. Nesta ordem de ideia, se

um dos enatiômero de uma droga pode tratar uma certa doença, é um engano pensar que o

seu par enatiômerica pode também apresentar o mesmo efeito, pois este pode apresentar um

efeito maléfico ou ser inactivo ou mesmo menos reactivo que o outro. Assim sendo se

recomenda se o uso de compostos enatiômericamente puros para evitar a ocorrência de

efeitos colaterais, salvo o caso em que existe um efeito sinérgico entre os dois enatiômeros

(como é o caso dos enatiômeros de Indacrinona ).


5. BIBLIOGRAFIA

1. Klein, D.(2012).Organic Chemistry.John Wiley and Sons, inc;

2. Smith, J.G. (2011).Organic Chemistry. Third Edition, Mc Graw Hill;

3. Salomons, T.W, e Fryhle. (2005). Química orgânica. Volume 1. Oitava edição, LTC;

4. Salomons, T.W. (2006). Química orgânica. Volume 2. Oitava edição, LTC;

5 .Silva, L.F. (2012).Estrutura e Propriedades De Compostos Organicos.Volume unico.S.E;

6. Ager, D. (2006). Handbook of Chiral Chemicals. Second Edition, LLC.


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