06/07/2021

Conheça o livro: Caracterização espectroscópica e química de compostos orgânicos

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06/07/2021 - José Agustín Quincoces Suárez

A caracterização estrutural de compostos orgânicos sempre será uma atividade de grande importância para todos aqueles profissionais que trabalham com substâncias orgânicas, os quais precisam saber qual é a estrutura do produto orgânico que foi isolado de fontes naturais ou sintetizado para as diferentes aplicações dessas substâncias na vida atual.

Este livro está destinado para aquelas pessoas que necessitam empregar todas as ferramentas disponíveis para realizar a caracterização estrutural de moléculas orgânicas, mas que apresentam lacunas em sua formação em Química Orgânica e nos Métodos Espectroscópicos básicos. Porém, não pretendemos substituir os excelentes livros já existentes no mercado destinados às aplicações dos métodos espectroscópicos ou da Análise Orgânica Clássica.

Como professor que trabalha há mais de 40 anos nesse campo, em diversos países, e que já ministrou aulas na pós-graduação em Universidades públicas e privadas no Estado de São Paulo, fico preocupado quando recebo alunos já formados nos cursos de Química e de Farmácia que apresentam muitas dificuldades para determinar a estrutura de um composto orgânico, o que se deve superar em curto prazo para poder assimilar de forma eficaz todas as novas tecnologias que estão sendo colocadas à disposição dos analistas para caracterizar moléculas orgânicas, cada vez mais complexas, com ajuda de todos os Métodos de Análise em Química Orgânica.

Além disso, outro problema que detectamos nos alunos de Química e de Farmácia recém graduados é que, mesmo recebendo aulas de Química Orgânica ao longo do todo o curso, não mostram domínio das técnicas e metodologias que brinda a Análise Orgânica Clássica para caracterizar uma molécula orgânica com o auxílio de ensaios de solubilidade, de classificação de grupos funcionais orgânicos, seleção e preparação de derivados úteis, entre outras possibilidades de caracterizar quimicamente um produto orgânico. A falta de uma disciplina em Química Orgânica que integre os conhecimentos e empregue todos os métodos de caracterização, bem como desenvolva as habilidades práticas para identificar compostos orgânicos, dificulta a consolidação de experiências para diferenciar cada grupo orgânico existente numa molécula e deixa muito a desejar na formação científica de profissionais em Química e em Farmácia, que já deviam sair das salas de aulas da graduação com esses conhecimentos e habilidades no processo de dilucidação de estruturas orgânicas.

Talvez esse problema esteja justificado, em parte, pela não existência no mercado de um livro que relembre as bases teóricas de todos esses métodos, bem como ensine o aluno a empregar todas essas ferramentas disponíveis e exercite, com uma abordagem integral, a caracterização estrutural com emprego combinado de técnicas da análise orgânica clássica e de métodos espectroscópicos.

Existem no mercado muitos livros de alta qualidade, dedicados ao estudo de técnicas clássicas de Análise Orgânica ou ao estudo de Modernos Métodos Espectroscópicos de Análise, mas nenhum deles emprega de forma combinada ambos os campos no processo de identificar uma substância orgânica, pois hoje em dia os métodos espectroscópicos são suficientes para garantir esse objetivo, ficando ausentes a maioria dos experimentos da Análise Orgânica Clássica.

 Consideramos essa ausência uma deficiência na formação dos futuros profissionais da Química e da Farmácia no Brasil, pois deixam de aprender a observar a natureza e a relacionar as propriedades físicas e químicas com a estrutura da matéria. Por exemplo, quando se enfrentam com um pó branco de natureza orgânica, cuja estrutura devem caracterizar, não sabem os passos que devem dar até a conclusão exitosa da tarefa, não sendo capazes de justificar teoricamente cada dado físico, químico ou espectroscópico obtido a partir dessa determinada substância, o que limita muito a preparação de um bom relatório científico.  

Este é o objetivo central que pretendemos alcançar com este livro: fornecer somente as bases teóricas principais de cada método, ressaltando as informações estruturais que cada técnica de análise oferece, bem como as limitações analíticas de cada método, para que não perca tempo na espera de “milagres”. Este livro também será de grande utilidade para professores de Química Orgânica, já que no capítulo de Análise Orgânica existe um número apreciável de experimentos descritos sobre propriedades físicas e químicas de compostos orgânicos, que poderiam ser utilizados pelos docentes para a montagem de aulas práticas de qualquer uma das disciplinas de Química Orgânica, podendo ser ministradas no ensino médio e superior, para elevar a qualidade da docência.

Neste livro, encontrarão os seguintes capítulos:

Capítulo 1. Análise Orgânica.

Nesse primeiro capítulo, explicam-se as oito etapas de trabalho até chegar à caracterização de moléculas orgânicas não complexas. Nessas etapas, o aluno apreende a relacionar seu composto orgânico problema com o estado físico da amostra, sua cor e odor. Determina as constantes físicas, realiza o teste de combustão, prova de Beilstein, comprova a existência dos elementos carbono, hidrogênio e de heteroátomos que formam parte dos compostos orgânicos. Classifica sua substância problema levando em consideração sua solubilidade em água, éter dietílico (determinação da polaridade da molécula) e a relação com outros solventes e meios (determina as propriedades ácido-base da amostra problema). Executa ensaios para a identificação de determinados grupos funcionais orgânicos e sintetiza derivados desses compostos problemas, que apresentam pontos de fusão relatados na literatura, combinando todos esses resultados físicos e químicos para propor a estrutura da substância desconhecida.

Além disso, nesse capítulo o aluno encontrará os procedimentos experimentais para executar todos esses ensaios, além das tabelas por famílias de compostos, contendo os pontos de fusão de um número apreciável de derivados úteis para a sua caracterização estrutural. 

Para consolidar a aprendizagem desse importante capítulo, o aluno encontrará vários exercícios com explicações e respostas, com o objetivo de aprofundar as bases teóricas da Análise Orgânica Clássica. A seguir, enfrentará um número apreciável de exercícios de Análise Orgânica Clássica somente com as respostas e, finalmente, outro conjunto de exercícios sem respostas.

Capítulo 2. Espectroscopia UV-VIS;

Capítulo 3. Espectroscopia IV;

Capítulo 4. Espectroscopia RMN-1H;

Capítulo 5. Espectroscopia RMN-13C;

Capítulo 6. Espectrometria de Massas;

Capítulo 7. Caracterização de substâncias orgânicas combinando a aplicação de métodos espectroscópicos com a Análise Orgânica Clássica.

Em cada um desses capítulos (2 ao 6), apresentamos as bases teóricas principais de cada método espectroscópico, destacando principalmente as informações estruturais que cada um fornece, bem como as limitações analíticas que apresentam no processo de caracterização estrutural, empregando muitos espectros para objetivar e facilitar a compreensão das características de cada método. Encontrarão, a seguir, as tabelas com informações estruturais em que aparecem as principais bandas, sinais e íons fragmentos. Em cada capítulo, poderão encontrar exercícios com dados físicos e de análise orgânica clássica, acompanhados somente dos espectros do método espectroscópico estudado, com explicações e respostas. De forma similar, o aluno contará com um número suficiente de exercícios com respostas e outros, ao final de cada capítulo, sem respostas.

No capítulo 7, não se encontrará uma “receita” rígida de passos que não podem ser alterados no processo de caracterização de substâncias orgânicas combinando a aplicação de métodos espectroscópicos com a Análise Orgânica Clássica. Cada aluno selecionará a sequência de passos nesse processo de elucidação estrutural de acordo com a complexidade de cada substância problema, levando em consideração a experiência pessoal nesse tipo de trabalho. Porém, de forma similar, colocaremos vários exercícios de caracterização estrutural que contarão com suas respostas e devidas explicações para que o aluno consolide a metodologia científica e possa se aprofundar nas bases teóricas de todos os métodos tratados. Posteriormente, contará com um número apreciável de exercícios com respostas, mas sem explicações, e no final, somente exercícios sem respostas.

Conheça as obras do autor nestes links: 1 e 2

 


 

 

 

 

José Agustín Quincoces Suárez: possui vários pós-doutorados realizados, 62 artigos publicados e 65 patentes de invenção aprovadas na Alemanha, Cuba e Brasil. Realizou doutorado em Síntese Orgânica na Universidade de Rostock, Alemanha. Mestrado em Química Analítica e químico pela Universidade de Merseburgo na Alemanha. Atualmente, é professor de pós-graduação nível stricto sensu na Universidade Anhanguera de São Paulo, onde trabalha com síntese de novas substâncias bioativas para o tratamento de câncer.
E-mail: quinco99@hotmail.com