Unidade 5

Os hábitos, a cultura e a política de um povo são interdependentes e podeminterferir no desenvolvimento científico de uma nação.

As últimas décadas foram marcadas por fenômenos biológicos importantes.A inseminação artificial, a reprodução in vitro, a clonagem e os estudos de

genética e células-tronco forneceram novas possibilidades à sociedade, abalandocódigos éticos e dogmas religiosos de modo semelhante às descobertas de Galileu.

O conhecimento de reações químicas orgânicas contribuiu para o domínio detécnicas de fecundação de óvulos e para manter a divisão celular fora do organismo.

Várias tecnologias foram introduzidas no cotidiano de pessoas e profissionais,como o exame de DNA, reconhecido como prova pelo Poder Judiciário nos casosde determinação de paternidade, identificação de pessoas e autoria de crimes. Osmétodos anteriores eram menos conclusivos e também menos seguros.

A clonagem de animais espantou o mundo com os possíveis usos dessa prática,como a seleção de raças seguindo atributos físicos, econômicos e culturais. Oanúncio da realização de clonagem em humanos por um médico italiano levouvários países a reverem os limites do que poderia ser experimentado.

Um caso típico é o de pesquisas com células-tronco embrionárias, que no Brasilsão restritas devido à forte influência religiosa na sociedade, que proíbe a pesquisacom células de embriões. Os estudos podem aumentar o arsenal de tratamentospara o câncer, cuja cura continua sendo o grande desafio da humanidade.

Pesquisadores de países com as mesmas restrições que o Brasil têm procuradonações onde as pesquisas são permitidas, para continuar seus trabalhos.

Com tantos aspectos envolvidos em todas essas atividades, a ética passou a serdiscutida e a internet popularizou o debate garantindo acesso à informação queantes se restringia apenas a grupos de profissionais.

Talvez as novas terapias vindas dessas pesquisas sejam absorvidas e utilizadaspelos vários ramos da Ciência, como a medicina, a psiquiatria, a biologia e apsicologia, e revertidas em desenv~lvimento da sociedade.

Na história da humanidades conhecimento proporciona desenvolvimento, e alimitação de um implica a limitação de ambos.

Fecundação in vitro, técnica que proporcionou a milhões de casais a oportunidade de terem filhos.Técnica prepara amostra com bactéria para estudo de resistência a antibióticos. Amostras de sangue paraestudo da série branca. Preparação de amostras para estudo de fagocitose para tratamento de câncer.

191

Origem du ridoEm 1924, o bioquímico russo Alexandr Ivanovich

Oparin (I894-1980) começou a pesquisar sobre aconstituição química dos mares logo após a formaçãodo planeta Terra e admitiu que neles poderiam ter-seacumulado compostos orgânicos em quantidadeabundante e de complexidade crescente, a quechamou "sopa pré-biótica".

Segundo Oparin, foi isso que culminou no apare-cimento dos primeiros seres vivos. -

Em 1929, o geneticista inglês John Burdon San-derson Haldane (I892-1964) procurou demonstrarque a atmosfera primitiva da Terra deveria ter tido

••• constituição e propriedades químicas totalmentediferentes das da atmosfera atual.

Segundo a hipótese de Haldane, as condiçõesexistentes em nosso planeta algum tempo após a suaformação eram as seguintes:.:. uma atmosfera redutora composta principalmente

de gases como metano, amônia e vapor de água;.:. a existência de um oceano e de fontes de energia

como a luz ultravioleta proveniente do Sol;.:. descargas elétricas na atmosfera.

Esses compostos inorgânicos nas condições des-critas poderiam produzir compostos orgânicos deimportância biológica e formas de vida primitivas.

Para Haldane, na atmosfera primitiva ou pelomenos durante a sua evolução, deve ter ocorridouma atividade química muito intensa com formaçãode inúmeros compostos orgânicos.

Em 1951, o químico americano Stanley LloydMiller (1930-) era um estudante de doutorado daUniversidade de Chicago e estava presente a umaaula ministrada por seu orientador acadêmico, oastroquímico americano Harold Clayton Urey (1893-1981), que, em 1934, havia recebido o Prêmio Nobelde Química por ter descoberto a água pesada, 020, eisolado o deutério (isótopo do hidrogênio).

Nessa aula, Urey sugeriu a realização de umexperimento que simulasse as condições numa Terraprimitiva para se verificar a possibilidade da forma-ção de compostos orgânicos; algo que simulasse,dentro de um laboratório, a Terra primordial imagina-da por Oparin e Haldane. .

Miller, que àquela época procurava por um temapara a sua tese de doutorado, após assistir a essa aulapropôs a Urey a realização do experimento, poisacreditava que este seria um bom tema para seutrabalho de doutorado.

A princípio Urey tentou dissuadir Miller de realizá-10, pois temia que talvez o experimento não produ-

••• zisse resultados em um prazo de tempo razoável.

192 I

Miller, sendo aluno, tinha um tempo limitado paraobter resultados pata a sua tese. No entanto, Ureyconcordou que Miller tentasse trabalhar nesse experi-mento por um prazo de seis meses; se ao fim desseperíodo Miller não obtivesse resultados interessantes,ele deveria procurar por outro tema.

Em vez de meses, em questão de semanas Millerobteve resultados que revolucionariam a exobiologia.

A aparelhagem utilizada, conhecida como "apa-relho de Miller", encontra-se esquematizada nailustração abaixo.

tcondensador

amostrapara análise

O balão A continha água que simulava o oceanoe, por aquecimento, produzia vapor de água.

O vapor de água era conduzido através de umtubo de vidro para um outro balão B que simulava aatmosfera primitiva.

Para compor essa atmosfera, foi retirado todo o ardo sistema e, em seguida, introduzida uma mistura degás hidrogênio, H2(g),gás nitrogênio, N2(g),gás amônia,NH3(g),gás sulfeto de hidrogênio, H2S(g), e vapor deágua, H20CV).

No balão B foram instalados ainda dois eletrodosde tungstênio, destinados à produção de uma des-carga elétrica contínua que simularia as tempestadeselétricas, os raios e os trovões, que se acredita teremocorrido intensamente no início dos tempos.

As descargas elétricas e a presença de vapor deágua proveniente do balão A provocavam "chuvas"no balão B, além de reações entre os gases presentesna atmosfera, formando novos compostos.

Para recolher as águas das "chuvas" e os com-postos formados, o balão B era ligado a um conden-sador que resfriava a mistura e que, por sua vez,estava ligado a um tubo em U conectado ao balão A.

Assim, os compostos mais complexos formados naatmosfera (balão B) iam se acumulando nos mares(balão A), onde também poderiam reagir.

Os primeiros resultados do experimento de Urey-MilIer foram publicados em 1953.

O experimento foi iniciado com a produção deuma descarga elétrica contínua que durou aproxima-damente sete dias.

Após esse tempo, MilIer observou que um mate-rial de coloração laranja-avermelhada começou a seacumular no interior da aparelhagem.

Para surpresa de MilIer e Urey, a análise mostrouque esse material era uma mistura de compostosorgânicos como ácidos graxos, açúcares e noveaminoácidos, sendo quatro do tipo o.-aminoácido(formadores de proteínas).

Cerca de 10% a 15% do carbono havia sido con-vertido em compostos orgânicos, e 2% do carbonoestava na forma de aminoácidos. As implicaçõesdesses resultados eram enormes.

O experimento de Miller-Urey demonstrou a facili-dade com que substâncias orgânicas, inclusive osaminoácidos (constituintes fundamentais de proteí-nas e enzimas), podem ser formadas por processostotalmente abióticos.

Em seguida, o experimento foi repetido, porémpassou-se a recolher diariamente amostras paraanálise. Observou-se então que durante o primeirodia houve a produção de uma mistura de cianeto dehidrogênio, HCN, e aldeídos.

O cianeto de hidrogênio é um composto abun-dante nos planetas fora do Sistema Solar e fora da ViaLáctea.

Alguns aminoácidos também já foram encon-trados em meteoritos que caíram sobre aTerra,porém ainda não foram observados fora do SistemaSolar, o que pode ser explicado tanto pela falta demeios de observação como pela dificuldade em iden-tificar compostos tão complexos.

No segundo e no terceiro dia, a quantidade dessescompostos manteve-se constante, mas foi detectadaa formação de aminoácidos enquanto a pressãoparcial do gás amônia, NH3(g), diminuía.

No final do quarto dia, as concentrações decianeto de hidrogênio e de aldeídos também come-çaram a diminuir até se tornarem praticamentedesprezíveis no final do experimento.

Esses resultados levaram os cientistas à conclusãode que os aminoácidos se formaram a partir dereações entre o cianeto de hidrogênio e os aldeídos(que por sua vez foram formados à partir dos gasesque compunham a atmosfera primitiva), ativadaspelas descargas elétricas forneci das pelos eletrodos.

O experimento de Urey-Miller foi repetido, modifi-cando-se ligeiramente a composição da atmosfera.Em todos os casos, foram obtidos aminoácidos emmaior ou menor quantidade, inclusive a partir deuma atmosfera de monóxido de carbono, CO(g),ridrogênio, HZ(g),e nitrogênio, NZ(g).

Também procurou-se modificar a forma de ener-gia fornecida, utilizando-se luz ultravioleta ou ondasde choque no lugar das descargas elétricas, paraativar a mistura de gases. •

Nesse caso, também foram obtidos aminoácidos,além de outros compostos.

Isso mostra que, durante um período muito longoda evolução da Terra, houve sempre grande quan-tidade de aminoácidos nos oceanos e no subsolo.

Atualmente esses experimentos são realizados emaparelhos semi-automáticos em que misturas degases de composição variável são submetidas acondições de ativação e os produtos imediatamenteanalisados.

A ativação por descarga elétrica foi substituídapor efeitos que simulam as auroras boreais - quehoje se acredita terem sido mais comuns nos pri-meiros tempos. -

.Aurore borealA aurora polar é um fenômeno luminoso que ocorre nas camadas su-periores da atmosfera, em latitudes próximas dos pólos de ambos oshemisférios (aurora boreal no hemisfério Norte e aurora austral nohemisfério Sul). As auroras acontecem exclusivamente nos pólosporque nessas regiões ocorre a reunião das linhas de força do campomagnético da Terra.

Os resultados dos experimentos têm permitidoobter uma idéia mais clara sobre a produção deaminoácidos e outros compostos em atmosferas pré-bióticas.

Um resultado, porém, tem permanecido inalte-rado: dos cerca de vinte o-amínoácídos que formamas proteínas que constituem os seres vivos, apenas do-ze puderam ser obtidos por meio desses experimentos.

Os demais ou são muito complexos para seremsintetizados em condições relativamente simples, ounão são estáveis o bastante para suportarem ascondições enérgicas desses experimentos.

Esse fato levou alguns cientistas a proporem umateoria segundo a qual as proteínas dos primeiros seresvivos teriam sido constituídas apenas por esses dozeo-eminoácidos.

Os outros oito u-aminoácidos restantes teriamsurgido ao longo do tempo ou por reações de síntese .envolvendo um ou mais desses doze o-aminoácidos eoutros compostos pré-bióticos ou então por reaçõesmetabólicas; nesse caso, seriam um produto daevolução dos seres vivos.

193

ercÍci05 em pauta

~ 588. (UnB-DF) Existem várias hipóteses científicas paraexplicar como a vida surgiu na Terra. A hipótese com o maiornúmero de evidências favoráveis é a de que a primeira formade vida surgiu da matéria bruta e era um organismoheterótrofo. Essa hipótese baseia-se na suposição de quemoléculas orgânicas formaram-se a partir dos gases quecompunham a atmosfera primitiva. Para investigar quais oscompostos orgânicos que poderiam ter existido antes dosurgimento da vida, Harold Urey e Stanley Miller, em 1953,construíram um aparelho que permitiu a reprodução dasuposta condição da atmosfera primitiva, isolada do meioexterno, conforme ilustra esquematicamente a figura abaixo.

atmosferaprimordial

águaemebulição

condensador

fonte de calor ~==A coletade amostra

Os pesquisadores mantiveram o aparelho em funciona-mento durante uma semana. Após esse período, a análise dolíquido marrom que se formou indicou a presença desubstâncias diferentes dos gases inseridos inicialmente. Entreas substâncias formadas, foram identificados dois aminoácidosencontrados nos seres vivos, a glicina e a alanina, cujasestruturas moleculares são representadas a seguir.

H H O H H O"'" I ~ "I ~N-C-C N-C-C

H/ I "OH H/ I "OHH OH

glicina alaninaConsiderando as informações do texto, julgue os itens a

seguir.V01. A equação abaixo representa corretamente a reação de

síntese de glicina que pode ter ocorrido no interior doaparelho de Urey e Miller. .NH3(g) + 2 H20(g) + 2 CH4(g) ~ C2Hs02N(aq) + 5 H2(g)

V02. No balão indicado por I, no aparelho de Urey e Millerilustrado,a formação de bolhas deve-se à mudança defase da água.

F03. A presença de condutores metálicos e faíscas elétricas nobalão 11 indica que a síntese de aminoácidos se dá poreletrólise.

F04. Não pode haver crescimento de seres vivos com oscomponentes referidos na figura e no texto, pois não hácarboidratos para serem usados como fonte de energia.

VOS. A alanina apresenta cadeia carbônica aberta, saturada,homogênea e normal.

F06. O grupo amina presente nos aminoácidos é o responsável••• pela acidez, principal característica dos aminoácidos.

194 I

V07. Os resultados obtidos no experimento de Urey e Millersão suficientes para se concluir que substâncias orgânicaspodem ser obtidas a partir de substâncias inorgânicas.

589. Modelos recentes da evolução atmosférica indicamque muito provavelmente a atmosfera primordial de nosso·planeta era constituída principalmente de gases estáveis comoCO2(g), N2(g) e H20(g); gases redutores como CH4(g)e NH3(g) sãofacilmente destruídos pela luz solar.

Em condições não muito redutoras, é mais difícil ocorrer asíntese de compostos orgânicos observada por Miller e Urey.

Outra objeção diz respeito à existência de descargaselétricas na atmosfera primitiva de nosso planeta. Ainda queelas fossem extremamente comuns, talvez não ocorressemcom a freqüência necessária para a produção em grandequantidade de compostos orgânicos. Apesar desses problemasde ajuste às condições existentes na Terra primitiva, oexperimento de Miller-Urey representa um grande avanço noestudo da origem da vida. Seus resultados básicos são válidos.Experimentos mais modernos, com base na idéia original deMiller e Urey, mostram que compostos orgânicos de importân-cia biológica podem ter sido formados, com relativa facilidade,a partir de matéria inorgânica. Com o experimento de Miller-Urey, o estudo da origem da vida deixou de ser teórico etornou-se uma ciência experimental.

Quais os resultados básicos do experimento de Miller-Urey?

590. (UFG-GO) Miller realizou, em 1953, um experi-mento para testar a hipótese de Oparin, o qual afirmou serpossível o surgimento de moléculas orgânicas complexas apartir de moléculas simples, simulando as condições da Terraprimitiva. Qual dos excertos, a seguir, está relacionado aoexperimento de Miller?a) Deus, quando quis fazer o homem não foi buscar / A argila

de que o fez num único lugar. (Raimundo Correa)b) Faça-me o obséquio de trazer reunidos / Cloreto de sódio,

água e albumina / Ah! Basta isto, porque isto éque origina /A lágrima de todos os vencidos! (Augusto dos Anjos)

c) O senhor Deus formou, pois, o homem do barro da terra,e inspirou-lhe nas narinas um sopro de vida e o homem setornou um ser vivente. (Gênesis, 2. 4 - 7)Eu, filho do carbono e do amoníaco / [ ... ] Na frialdadeinorgânica da terra! (Augusto dos Anjos)

e) Numa dança de fogo, envolta em gases / A desagregaçãotremenda que espedaça / A matéria em 'energia materiais!(Vinícius de Moraes)

~ 591. (Unicamp-SP) Ainda hoje persiste a dúvida de comosurgiu a vida na Terra. Na década de 1950, realizou-se um ex-perimento simulando as possíveis condições da atmosfera pri-mitiva (pré-biótica), isto é, a atmosfera existente antes de origi-nar vida na Terra. A idéia era verificar como se comportariamquimicamente os gases hidrogênio, metano, amônia e o vaporde água na presença de faíscas elétricas,' em tal ambienteApós a realização do experimento, verificou-se que se haviaformado um grande número de substâncias. Dentre elas, de-tectou-se a presença do mais simples a-aminoácido que existe.a) Sabendo-se que este aminoácido possui dois átomos de

carbono, escreva sua fórmula estrutural.b) Este aminoácido poderia desviar o plano da luz polarizada 7c) Escreva a fórmula estrutural da espécie química forrnad,

quando este aminoácido é colocado em meio aquoso ácidc

33 BiomoléculiôlS e iniciiôlfÇjoiôllipfdioSDDcerfdeos

A Bioquímica estuda os processos químicos queocorrem nos organismos vivos, animais e vegetais, oscompostos bioquímicos e sua importância industrial.

De um modo simplificado, para efeito de estudo,dividimos os compostos bioquímicos em três classesprincipais:·:·lipídios: são ésteres (ceras) ou triésteres (óleos e

gorduras);.:. hidratos de carbono ou carboidratos: são açúcares

simples ou monossacarídeos (como glicose e fru-tose) e até os mais complexos ou polissacarídeos(como amido e celulose);

.:. proteínas: são poliamidas, formadas pela conden-sação de o.-aminoácidos (como a albumina daclara de ovo ou a caseína do leite). O símbolo a,em nomenclatura, indica carbono 2, isto é, o grupoamino está ligado ao carbono 2 da cadeia do ácidocarboxílico.Normalmente os compostos bioquímicos apresen-

tam massa molar elevada como é o caso, por exem-plo, dos álcoois graxos e dos ácidos graxos.

Álcoois graxosOs álcoois graxos são álcoois primários com mais

de 8 átomos de carbono na cadeia, que geralmente élinear.

Compostos com essas características, que apre-sentam 16 ou mais átomos de carbono na cadeia, sãodenominados álcoois graxos superiores.

Em condições ambientes, os álcoois graxos quepossuem de 8 a 11 átomos de carbono são líquidosoleosos e os que possuem acima de 11 átomos de car-bono são sólidos.

Os álcoois graxos satura dos mais importantes são ooctílico, CSH170H, o decílico, COHZ10H, o laurílico,C12HZ30H,o miristílico, C14Hz90H, o cetílico, C6H330H,e o estearílico, C1sH370H.

Os álcoois graxos insaturados comercialmenteimportantes são: o oléico ou octadec-9-en-I-ol,C18H3SOH,o linoléico ou octadec-ç.rz-díen-r-ol,C8H330H, e o linolenílico ou octadec-9,I2,IS-trien-1-01, CSH310H.

Os álcoois graxos são usados como solventes paragraxas, ceras, gomas, pomadas de uso farmacêutico,aditivos para óleos lubrificantes e como tensoativosnão-íônícos formando emulsões de óleo em água.

.. Emu/sães .São dispersões coloidais em que tanto o dis-pergente como o disperso se apresentam na faselíquida.

A palavra emulsão vem do latim emulsu, quesignifica ordenhado, devido à aparência leitosa damaioria das emulsões.Trata-se de um sistema formado pela mistura dedois líquidos imiscíveis, de tal forma que um deles- o que se apresenta em maior quantidade - fazo papel de dispergente, enquanto o outro sedistribui em gotículas bem pequenas difundidasem suspensão no primeiro, fazendo o papel dedisperso.As emulsões são instáveis, porém certas substân-cias podem agir como emulsificantes, dandoestabilidade às emulsões; é o caso dos álcooisgraxos (tensoativos não-iônicos).Os cremes cosméticos são constituídos de umaemulsão base ·na qual são incorporadas outrassubstâncias (ingredientes ativos) para as maisdiversas finalidades.A fase dispergente da emulsão base deve seradequada ao tipo de pele do consumidor, à suaidade e ao' clima onde o cosmético será utilizado.Por exemplo, em países de clima úmido e quentecomo o nosso são mais adequadas as emulsões dotipo óleo em água (O/A), nas quais o disperso, quese encontra em menor quantidade, é o óleo, e odispergente (maior quantidade) é a água, comoocorre, por exemplo, nas loções hidratantes.Já em países de clima seco e frio são mais ade-quadas as emulsões do tipo água em óleo (AIO),nas quais o disperso, que se encontra em menorquantidade, é a água, e o dispergente (maiorquantidade) é o óleo, como ocorre, por exemplo,nos cremes mais consistentes.É por isso que não vale a pena pagar por umcosmético importado, não climatizado.

Emulsãoo béquer à esquerda contém água e óleo, e ° da direita, umaemulsão dessas substâncias.

Essa propriedade está ligada ao fato de a cadeiados álcoois graxos apresentar uma extremidade polar(grupo - OH) que não se ioniza, mas liga-se às molé-culas de água por meio de ligações de hidrogênio eoutra extremidade praticamente apoIar que estabeleceligações intermoleculares com moléculas de óleo. • ••

195

.:. ácido linolenílico ou ácido eis-9-eis-12-eis-15-octa-decatrienóico: ácido poliinsaturado (três ligaçõesduplas) encontrado nos óleos de linhaça e decanola. Conhecido por ômega-3 (It1).

.:. ácido araquidônico ou ácido eis-5-eis-8-eis-ll-eis-14-eicosatetraenóico: ácido poliinsaturado (quatroligações duplas) encontrado em vegetais (IV).O ácido eis-3-eis-5-eis-8-eis-ll-eis-14-eicosapen-

tenóico - que possui cinco ligações duplas -, .conhecido pela sigla EPA, é encontrado em peixesgordurosos como salmão, sardinha, arenque e cava-linha ou no óleo de fígado de bacalhau.

O consumo desses alimentos é recomendado paradiminuir o risco de doenças coronárias.

Observe que os ácidos graxos essenciais para anutrição animal, de ocorrência natural, são todosisômeros geométricos de configuração eis.

Os isômeros trans dos ácidos graxos (V) ocorremnos animais em pequenas quantidades e não ocor-rem naturalmente nos vegetais.

No processo de fabricação das margarinas a partirde óleos vegetais líquidos (ver página 200), porém,ocorre a formação de ácidos graxos de configuraçãotrans, numa quantidade que varia entre 3% e 7% dagordura total no produto final.

Ácidos graxos com ligações duplas em configura-ção trans, ao contrário dos isômeros eis de ocorrêncianatural, elevam os níveis de colesterol no sangue,aumentando os riscos de doenças no coração.

Agora existe uma lei que obriga o fabricante demargarinas e produtos afins a discriminar o conteúdodos ácidos graxos trans no rótulo, basta ficar atento.

A seguir estão relacionadas as fórmulas estruturaisde alguns ácidos graxos citados no texto.

O ------------,H2 H2 11

I HC-C-C-C-ç-C-C-C~ /C-C-C-C-C-C-C-C• 3 H2 H H H H H C= C H2 H2 H2 H2 H2 H2 \

2 H/ ~H OH

Ácidos graxosDe um modo genérico, são denominados ácidos

graxos todos os ácidos obtidos a partir de óleos egorduras animais ou vegetais. .

Os ácidos graxos são compostos monocarbo-xílicos, ou seja, que apresentam um único grupo- COOH, terminal (na extremidade da cadeia), comum total de 4 a 22 átomos de carbono (geralmenteum número par de átomos de carbono, incluindo odo grupo carboxila).

Em condições ambientes, podem ser encontradosnas fases líquida, semi-sólida (pastosa) ou sólida.Também podem ser saturados ou insaturados.

Os ácidos graxos satura dos mais importantes são obutírico, C4HsOz, encontrado na manteiga rançosa, oláurico, C1zH240Z, encontrado na árvore do louro, o.palmítico, C16H3Z0Z,encontrado na palma ou pal-meira, e o esteárico, ClsH360Z,cujo nome significagordura dura.

Os compostos dessa classe que possuem mais de10 átomos de carbono, isto é, do ácido láurico emdiante, são chamados de ácidos graxos superiorese são utilizados como lubrificantes e na fabricação defármacos e cosméticos.

Os ácidos graxos insaturados mais importantes -essenciais para a nutrição animal- são:.:. ácido oléico ou ácido eis-9-octadecenóico: ácido

monoinsaturado que constitui 83% do óleo deoliva O).

.:. ácido linoléico ou ácido eis-9-eis-12-octadecadie-nóico: ácido poliinsaturado (duas ligações duplas)encontrado nos óleos de cártamo, de soja e demilho. Conhecido por ômega-ô (Il),

..•. - --

OH ~ 11Z CH C-C-C-C-C-C-C-Cn. HC-C-C-C-C~ / 2~ -: H H H H H H \

3 H H H C=C C= C 2 2 2 2 2 22 2 2 / <, -: <, OH

H H H H

OH H2 112 CH CH C- C-C-CIV HC- C- C- C- C<, -: CH2<, / 2 <, -: 2 <, _ -: H H \

3 H H H C=C C=C C=C C-C 2 22 2 2 H/ <, H H-: <, H H-: <, H H/ <, H OH

196

o espermacete contém, além do éster palmitato decetila, os álcoois cetílico e estearílico, que lhe pro-porcionam a propriedade de reter água (por meiode ligações de hidrogênio).É um sólido branco, quase inodoro, insolúvel emágua, mas solúvel em álcool etílico fervente. Apre-senta propriedades emolientes (suavizantes) e éutilizado na fabricação de cremes e pomadas. _

----------------------------------------------------------~~ I197

LipídiosOs lipídios são altamente energéticos (fornecem

8,98 kcal/g ou == 38 kJ/g) e pouco solúveis, por issoconstituem a maior forma de armazenamento deenergia do organismo.

O tecido adiposo (gorduroso) ajuda a manter osórgãos e os nervos no lugar, protegendo-os contrachoques e lesões traumáticas. A camada subcutâneade gordura isola o organismo, preservando o calor docorpo e mantendo a temperatura constante. Os lipídiosainda auxiliam no transporte e na absorção de vita-minas lipossolúveis (A, D e E), amenizam as secreçõesgástricas e produzem sensação de saciedade.

As fontes de lipídios na alimentação são óleos,azeites, manteiga, margarina, maionese e alimentosgordurosos como nozes, amendoim, abacate, coco echocolate.

Quimicamente define-se:

Lipídio é todo éster que, ao reagir com a água(sofrer hidrólise), forma um ácido graxo superior eum mono álcool graxo superior ou um poliálcool(glicerina) e, eventualmente, outros compost~

Conforme os produtos formados na hidrólise, oslipídios são classificados em quatro grupos principais:cerídeos, glicerídeos, fosfatídeos ou cerebrosídeos.

São conhecidos como ceras e podem ser deorigem animal ou vegetal.

I Os cerídeos são ésteres formados a partir de umácido graxo superior e de um álcool graxo superior. I

São usados na fabricação de cosméticos, velas,sabões, graxas de sapato e ceras de assoalho, entreoutras aplicações.

Os exemplos a seguir mostram a formação decerídeos encontrados em ceras naturais..:. Palmitato de merissila (encontrado nos favos de

cera de abelha)O

11H3Ci~í\ +

z 14 OHácido palmítico álcool merissílico ou melíssico

O11H3Cict C +Hz 14 \ O- Ci' Ct CH3

a, n, Z9

palmitato de merissila

A cera de abelhas é obtida dos favos construídospelas abelhas. Contém 72% de ésteres, 13,5% deácidos livres e 12,5% de hidrocarbonetos. É usadana fabricação de pomadas e, na presença de umasubstância alcalina (bicarbonato de sódio ou hidró-xido de sódio), torna-se um agente emulsionante.

água

.:. Cerotato de merissila (encontrado na carnaúbaextraída da Copernicia prunifera)

O-liH3Cic+ C +Hzlz4 \ OH

ácido cerótico ãlcool merissílico ou melíssico

cerotato de merissila água

A cera de carnaúba é extraída da Copernicia pruni-fera, uma planta palmácea carnaubeira.Apresenta-se como um sólido de ponto de fusãoentre 82°C e 85°C, pouco solúvel em solvêntesapoiares. Dissolve-se bem em acetona aquecida eem álcool etílico a 82°C. É usada como veículoexcipiente (para o transporte de princípios ativos) •••na fabricação de cremes e pomadas.

.:. Palmitato de cetila -(encontrado no espermaceteextraído do crânio dos cachalotes)

O11

H3Ci~+\ +zt OHácido palmítico

1

álcool cetílico

O11

----? H3Cictcn, 14 \ O - C-+ Ct CH3Hz \ H, 14

palmitato de cetila água

O espermacete é a parte solidificável do óleocontido nas cavidades cartilaginosas do crânio doscachalotes, uma espécie de baleia.A cabeça do cachalote representa mais de 1/3 desua massa corporal, e 90% da massa da cabeçacorresponde ao órgão do espermacete. A função _dessa massa oleosa é manter a densidade docachalote igual à densidade da água ambiente, quevaria muito conforme a profundidade.

espermacete

Exercícios em au Ia592. A classede compostos utilizada na indústria química

como solventes para graxas, na fabricação de ceras, gomas,pomadas de uso farmacêutico e aditivos para óleos lubrifican-tes e como tensoativos não-iônicos para obtenção de emulsõesde óleo em água é a dos:a) ácidos graxos.c) lipídios.e) hidratos de carbono.

b) hidrocarbonetos.álcoois graxos.

-593. (UEPG-PR)A estrutura a seguir representa:

CH3- (CH2)7- CH = CH - (CH2h- COOHa) um aminoácido. b) um hidrato de carbono.c um ácido graxo. d) uma vitamina.e) um alceno.

~ 594. (Fuvest-SP) Os ácidos graxos podem ser saturadosou insaturados. São representados por uma fórmula geralRCOOH, em que R representa uma cadeia longa de hidrocar-boneto (saturado ou insaturado).

Dados os ácidos graxos a seguir, com os seus respectivospontos de fusão,

Ácido graxo Fórmula

Linoléico C17H29COOH

Erúcico C24H41COOH 34

Palmítico C1sH31COOH 63

temos, à temperatura ambiente de 20°(, como ácidoinsaturado na fase sólida apenas o:a) linoléico. erúcico. c) palmítico.d) linoléico e o erúcico. e) erúcico e o palmítico.

~ 595. (Fuvest-SP)A tabela a seguir traz a % em moi deácidos graxos na porção ácida obtida da hidrólise de óleosvegetais:

Ácidograxo

Óleo desoja

Óleo demilho

Comparando-se quantidades iguais (em moi) das porçõesácidas desses dois óleos, verifica-se que a porção ácida doóleo de milho tem, em relação à do óleo de soja, quantidade(em moi) de:

ácidos saturados ligações duplasa) igual maiorb) menor igualc igual menord) menor maiore) maior menor

596. O ácido esteárico, C18H3602,é um dos ácidos graxosmais importantes industrialmente. O produto vendido nocomércio é na verdade uma mistura de 50% de ácidoesteárico, 45% de ácido palmítico, C16H3202,e 5% de ácidooléico, ClsH3402. É utilizado como lubrificante, aditivo paraalimentos, na composição da borracha e na fabricação deprodutos farmacêuticos e cosméticos.

_ Em relação a esse assunto, responda:

198 I

a) Qual a diferença entre um ácido graxo e um ácido graxosuperior?

b) Dos ácidos mencionados, quais são saturados e quais sãoinsaturados?

597. Observe a origem do nome de alguns ácidos graxos:O ácido mirístico: vem do latim Myristica, gênero da noz-

moscada;O ácido oléico: vem do latim oleum, óleo;O ácido linoléico: vem do grego linum, linho.

Em relação a essa classe de compostos, explique:a) Quais as principais aplicações dos ácidos graxos saturados

superiores?b) Quais as aplicações dos ácidos graxos insaturados

superiores?c) O que é mais indicado para consumo humano: ácido graxo

insaturado cis ou trans? Por quê?

598. (UFRGS-RS)É costume tratar-se manteiga rancifi-cada com bicarbonato de sódio para torná-Ia aproveitável.Nesse processo ocorre:a) uma reação de esterificação.. a neutralização de ácidos graxos.c) a liberação de glicerina.d) a regeneração dos glicerídeos.e) a liberação de ácidos graxos.

599. (UCSal-BA) Um dos componentes da cera de abelhaé a substância abaixo que pode ser obtida a partir de:

O11

H3C- (Cf12)24- C\

0- (CH2)27- CH3a) dois ácidos carboxílicos.b) um aldeído e um álcool.c) uma cetona e um álcool.d) um aldeído e um ácido carboxílico.

um álcool e um ácido carboxílico.

j Exacício lesoluidoExistem no mercado alguns xampus que lavam e

desembaraçam os cabelos ao mesmo tempo.Essesprodutos são chamados 2 em 1 porque possuem

em sua formulação um tensoativo anfótero, ou seja, quefaz simultaneamente o papel de tensoativo aniônico e detensoativo catiônico.aA função dos tensoativos aniônicos ou sabões é a de

emulsificar a gordura limpando os cabelos.aA função dos tensoativos catiônicos é neutralizar as

cargas negativas deixadas pelo tensoativo aniônicopermitindo desembaraçar os fios.

a o tensoativo anfótero - como o anfótero betaínico oucoco-betaína esquematizado a seguir - possui em suafórmula as duas cargas, negativa e positiva, e, portanto,faz simultaneamente os dois papéis.

OII CH3 OC I 11

H3CiC-l ~Nl+-C-CH2110 I H2 \

01-CH3

O nome coco-betaína vem do radical do 'ácido láuricoque forma o grupo amida, o principal ácido graxo do coco.

Esse composto é usado na formulação de xampus suaves(ou infantis), xampus 2 em 1, banhos de espuma, saboneteslíquidos, condicionadores e proporciona maciez à pele e aocabelo.

Em relação a esse assunto, indique o grupo funcionalmais comum dos tensoativos relacionados abaixo e por queeles são classificados dessa maneira.a) Tensoativo aniônico. b) Tensoativo catiônico.c) Tensoativo não-iônico.

';Mi·iiiMa) Tensoativo aniônico: são sais de ácidos graxas.

São classificados assim porque a parte ativa do compostopossui uma extremidade praticamente apoiar, que dissolvea gordura, e outra polar - um ânion -, que se dissolvena água.

oli

C17H35-C\0'-

apoiar polar

b) Tensoativo catiônico: são sais de amônia quaternário.São classificados assim porque a parte ativa do composto(que neutraliza as cargas negativas deixadas pelotensoativo aniônico) é um cátion.

octadecanoato de sódio

'+

cloreto de benzil-octadecil-dimetilamónio (ou cloreto de benzil-estearil-dimetilamónio)

c) Tensoativo não-iônico: são élcoois graxas superiores.São classificados assim porque a molécula possui, umaextremidade praticamente apoiar, que dissolve a gordura,e outra polar, que estabelece ligaçôes de hidrogênio coma água. O composto age como emulsificante, porém nãosofre ionização.

H3C- (C ) - C = C - (C ) - C - OHH2 7 H H H2 7 H2

álcool oléico

~Exerácios complementares~ 600. (UnB-DF) Os xampus para cabelos são mater.iaisque contêm diversas substâncias em suas formulações. Arelação abaixo mostra uma composição típica de um xampucomercial, bem como a função de cada um dos componentesdesse produto. .

O Solvente: 60,0% em massa, H20

O Detergente: 32,0% em massa,(OH - CH2- CH2hN'+ 1-0350 - (CH2),1- CH3

O Ajuste de pH: 4,0% em massa,CH3- (CH2),2- COOH

O Acondicionador: 2,0% em massa,CH3- (CH2) - CH --.:...CH - (CH2h- CH20H

O Perfume: 1,0% em massa,

(C6Hs) ~ CH2 - CH20H

U Conservante: 0,5% em massa, CH20

O Diversas: 0,5% em massa, outros aditivos.Com relação aos dados dessa tabela- julgue os itens que

se seguem.F1. O detergente usado no xampu pode ser obtido por sapo-

nificação de uma gordura animal.V2. A substância usada para ajustar o pH é um ácido fraco.V3. O agente acondicionador apresenta isomeria cis-trans.V4. O perfume utilizado é o 2-feniletanol.F5. A geometria molecular do conservante de xampu é tetraé-

drica.

601. (Efoa-MG) Dodecilsulfato de sódio (SDS) é umdetergente i6nico, freqüentemente encontrado em xampuse pasta de dentes. Com relação a esse detergente, assinale aaIternativa incorreta:

A cadeia carb6nica é a parte polar do SDS.b) O ânion do SDS é carregado negativamente.c) SDSé um sal.d) SDSpossui uma cadeia com 12 átomos de carbono ligada

ao grupo sulfato.e) O ânion do SDS contém 4 átomos de oxigênio.

602. O espermacete é uma mistura de ceras de triacilgli-ceróis extraída da cabeça do cachalote. A função dessa massaoleosa é manter a ·densidade do cachalote igual à densidadeda água ambiente, que varia muito conforme a profundidade.Na superfície do oceano, as águas são mais quentes e menosdensas e vão se tornando mais frias e mais densas à medidaque se tornam mais profundas. Quando o cachalote mergulhaa cerca de 1 000 metros de profundidade ou mais, à procurade lulas, seu principal alimento, o espermacete cristaliza(solidifica) em função da diminuição da temperatura da águae sua densidade aumenta, igualando-se à densidade das águasprofundas. Quando o cachalote retorna à superfície, o esper-macete funde (fica líquido), devido ao aumento de tempera-tura, diminuindo de densidade.

Um dos principais componentes do espermacete é opalmitato de cetila, cuja fórmula é dada a seguir:

Oli

H3C 1c+cH21'4 \

01 CtCH3H2 IS

Em relação a essa substância, pede-se:a) o grupo funcional que possui.b) a classe de lipídios a que pertence.c) a reação de hidrólise com a fórmula e o nome dos compos-

tos obtidos.

-

603. O álcool cetílico, C,sH3ICH20H, é um sólido brancode aspecto ceroso, combustível, que apresenta ponto de fusãoigual a 49,3 0(, ponto de ebulição igual a 344°C e densidadeigual a 0,8176 (a 49,5 °C). É parcialmente solúvel em álcool eéter e é insolúvel em água. É usado na fabricação decosméticos, produtos farmacêuticos e como estabilizante deespuma em detergentes.

O ácido cerótico, CH3(CH2)24COOH,apresenta-se na formade cristais brancos e inodoros. Possui densidade relativa iguala 0,8198 e ponto de fusão igual a 87,7 "C. É insolúvel emágua mas solúvel em álcool etílico, benzeno, éter e acetona.É combustível.

Forneça a reação de formação do cerotato de cetila,principal componente da lanolina, substância extraída da lãdo carneiro e utilizada na fabricação de cosméticos, cremes,pomadas e pastas. -1199 '