2Forcas Intermoleculares e Estereoquimica

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Forças Intermoleculares e 
Estereoquímica
Prof. Me. Carlos Renato Nogueira 
Mestre em Psicofarmacologia (UFC)
Introdução
Para que entendamos as forças intermoleculares, ou seja, que tipo de 
força atrai uma molécula à outra em uma substância química, 
precisamos saber que esse tipo de atração molecular é dependente do 
surgimento de cargas elétricas, ou seja, de diferenças de 
eletronegatividade entre os átomos que a constituem.
Da mesma forma, a força que atrairá, com maior ou menor intensidade 
um fármaco ao seu receptor também dependerá dessas atrações 
eletrostáticas.
Polaridade de moléculas
Com relação às diferenças de eletronegatividades (tendência em 
atrair elétrons) entre os átomos de uma molécula, podemos classifica- 
la como uma molécula polar (quando houver pólo positivo e negativo) 
ou seja, quando existe diferença de eletronegatividade entre seus 
átomos, ou apolar, quando não há diferença de eletronegatividade 
entre os átomos que a constituem.
Compostos iônicos
Se a substância é originada por ligação iônica (entre um metal e um 
ametal), quer dizer que ela é formada por íons (cátion e ânion). Assim 
sendo, essa substância automaticamente apresenta moléculas polares, 
já que os íons possuem cargas positivas e negativas. (NaCl, MgCl2)
Por outro lado, as moléculas formadas por ligações covalentes podem 
ser polares ou apolares à depender dos átomos que a constituem.
Compostos covalentes
Todas as ligações dos compostos orgânicos são covalentes, assim, se 
houver diferença de eletronegatividade na molécula, ocorrendo diferença de 
cargas, ela será polar, mas se não houver diferença de eletronegatividade 
entre os átomos, a molécula será apolar.
As ligações mais frequentes envolvendo os compostos orgânicos acontecem 
entre átomos de carbono ou entre átomos de carbono e hidrogênio, isto é, 
hidrocarbonetos. O carbono é tetravalente, ou seja, ele faz quatro ligações, 
que podem ser estabelecidas por meio de ligações simples, duplas ou 
triplas.
Qualquer um desses tipos de ligações será apolar se for entre átomos de 
carbono ou entre carbonos e hidrogênios, em que não há praticamente 
diferença de eletronegatividade. Consequentemente, se a molécula for 
formada apenas por esses tipos de ligações, ela também será apolar.
No entanto, as moléculas pertencentes a outras funções orgânicas, possuem 
outros tipos de átomos ligados a átomos de carbono e/ou a átomos de 
hidrogênio.
Por exemplo, os grupos funcionais dos álcoois, cetonas, ésteres, aldeídos, 
ácidos carboxílicos e éteres possuem o elemento oxigênio; as amidas, as 
aminas possuem o elemento nitrogênio, os haletos orgânicos possuem 
halogênios, que podem ser o flúor, cloro, bromo e iodo. Esses elementos 
são muito eletronegativos, portanto possuem a capacidade de gerar 
diferenças de cargas na molécula, polarizando-a.
Todos esses elementos mencionados (F, O, N, S, Cl, Br, I) são mais 
eletronegativos que o carbono, por isso, a presença deles nas moléculas 
orgânicas provoca o aparecimento de uma região com acúmulo de carga 
elétrica. Isso significa que se a molécula possuir mesmo que seja apenas 
um átomo diferente do carbono e do hidrogênio, ela será polar.
Forças eletrostáticas
Do ponto de vista qualitativo, o grau de afinidade e a especificidade da 
ligação micromolécula-sítio receptor são determinados por interações 
intermoleculares, as quais compreendem forças eletrostáticas, tais como 
ligações de hidrogênio, dipolo-dipolo, íon-dipolo, ligações covalentes; e 
interações hidrofóbicas.
As forças de atração eletrostáticas são aquelas resultantes da interação entre 
dipolos e/ou íons de cargas opostas, cuja magnitude depende diretamente 
da constante dielétrica do meio e da distância entre as cargas.
Interação com o receptor
Alguns aminoácidos presentes nos receptores se encontram 
ionizados (p. ex., aminoácidos básicos – arginina, lisina, histidina – e 
aminoácidos com caráter ácido – ácido glutâmico, ácido aspártico), 
podendo interagir com fármacos que apresentem grupos 
carregados negativa ou positivamente.
Reconhecimento do Flurbiprofeno pela COX-I
Forças intermoleculares
As forças que mantêm as moléculas de determinada substância 
unidas são chamadas de forças intermoleculares, e são em geral 
mais fracas do que as ligações que mantêm átomos unidos como 
as ligações iônicas e covalentes por exemplo. É muito mais fácil 
vaporizar um líquido (afastando uma molécula da outra) do que 
romper uma ligação covalente, por exemplo.
Ligação covalente
As interações intermoleculares envolvendo a formação de ligações covalentes 
são de elevada energia, ou seja, 77 a 88 kcal/mol. São dificilmente rompidas em 
processos não enzimáticos, os complexos fármaco-receptores envolvendo 
ligações covalentes são raramente desfeitos, culminando em inibição 
enzimática irreversível ou inativação do sítio receptor.
O ácido acetilsalicílico é exemplo de fármaco que atuam como inibidor 
enzimático irreversível, cujo reconhecimento molecular envolve a formação de 
ligações covalentes.
Observe que a força que 
une as moléculas de ácido 
clorídrico é muito mais fraca 
do que a ligação que une os 
átomos de hidrogênio e 
cloro (ligação covalente)
Pontos de fusão e ebulição
Transformar um sólido em líquido (fusão) ou vaporizar um líquido 
(ebulição) requerem forças para afastarem as moléculas e referem 
a intensidade das interações intermoleculares, ou seja quanto mais 
fortes a forças de atração, maior a temperatura na qual um líquido 
entra em ebulição (ponto de ebulição) ou um sólido passa para o 
estado líquido (ponto de fusão)
Forças pontes de hidrogênio
É um tipo especial de atração intermolecular entre o átomo de 
hidrogênio e um par de elétrons não compartilhado em um íon 
ou átomo pequeno e eletronegativo que esteja próximo (F, O ou 
N em outra molécula).
Exemplo
Observe que entre as 
moléculas de água existe 
uma força que aproxima 
estas moléculas umas das 
outras. Esta força é 
chamada de ponte de 
hidrogênio.
Interações na molécula de água (H2O)
Força dipolo-dipolo
Moléculas polares neutras se atraem quando o lado positivo de uma 
molécula está próximo do lado negativo da outra. Forças dipolo-dipolo 
são efetivas tão somente quando moléculas polares estão próximas.
Exemplos
Força dipolo induzido
O pólo positivo do dipolo permanente (molécula polar) vai atrair 
a nuvem eletrônica da molécula apolar, deformando-a. Esta 
deformação corresponde ao aparecimento de um dipolo 
induzido.
Força de dispersão de London (Van der Waals)
Em média , a nuvem eletrônica distribui-se de uma forma esférica à 
volta do núcleo, e o movimento do elétron, provoca num determinado 
instante um dipolo instantâneo.
As moléculas sofrem uma deformação momentânea em suas nuvens 
eletrônicas, em razão do movimento natural dos elétrons, que podem 
se dispor mais perto de um átomo do que de outro, resultando em 
uma atração. Este tipo de força acontece apenas em moléculas 
apolares.
Exemplos
Fatores que influenciam nas forças de London
A força de atração entra as moléculas por forças de London dependem:
• Da quantidade de elétrons na molécula
• Do raio atômico dos átomos
• Do tamanho e forma da molécula
Reconhecimento molecular 
da sub-unidade bifenila da 
Losartana por meio de 
interações de Van der Waals 
com resíduos
de aminoácidos 
hidrofóbicos presentes no 
receptor de Angiotensina II 
do tipo AT1.
Resumo Forças intermoleculares
Com relação à força de atração
Fatores estereoquímicos e conformacionais
Apesar do modelo chave-fechadura ser útil na compreensão dos eventos 
envolvidos no reconhecimento molecular ligante-receptor, caracteriza-se como 
uma representação parcialda realidade, uma vez que as interações entre o 
receptor e o fármaco apresentam características tridimensionais dinâmicas.
Dessa forma, o volume molecular do ligante, as distâncias interatômicas e o 
arranjo espacial entre os grupamentos farmacofóricos compõem aspectos 
fundamentais na compreensão das diferenças na interação fármaco-receptor.
Estereoquímica
A estereoquímica é o ramo da química que estuda os aspectos 
tridimensionais das moléculas. Os possíveis arranjos espaciais das 
moléculas são muito variados e, com essa variedade de arranjos 
diversos fenômenos podem ser observados: a isomeria e o desvio 
de um feixe de luz sobre uma amostra, por exemplo.
https://www.infoescola.com/quimica/isomeria/
Importância
A importância da estereoquímica permaneceu obscura até a década de 60, quando, 
infelizmente, ocorreu a tragédia da talidomida, decorrente do uso de sua forma 
racêmica, indicada para a redução do desconforto matinal em gestantes, resultando 
no nascimento de cerca de 12.000 crianças com malformações congênitas.
Alterações dos grupamentos farmacofóricos de um ligante também podem repercutir 
diretamente no seu reconhecimento pelo receptor, uma vez que as diferenças de 
arranjo espacial dos grupos envolvidos nas interações com o sítio receptor implicam 
em perda de complementaridade e consequente redução de sua afinidade e 
atividade.
Isomeria
Isômeros são compostos que possuem a mesma fórmula 
molecular, mas diferem na disposição de seus átomos.
Isomeria Geométrica (Cis – Trans)
Compostos que pertencem ao mesmo grupo funcional, possuem a mesma 
estrutura esqueletal (quando se considera a fórmula estrutural plana), além de a 
insaturação, heteroátomo ou substituinte (se houver) e grupo funcional estarem no 
mesmo carbono da cadeia.
A única diferença é realmente o arranjo dos átomos no espaço, o que resulta em 
propriedades totalmente diferentes. Por isso, a importância de estudar as 
características das figuras geométricas que apresentam duas ou três dimensões.
Isomeria geométrica - nomenclatura
A isomeria espacial geométrica é aquela que só pode ser identificada por 
meio da consideração da disposição dos átomos da molécula no espaço. Esse 
tipo de isomeria também é denominado de estereoisomeria e os isômeros de 
estereoisômeros. Também chamada isomeria CIS - TRANS ou Z - E. Os 
compostos têm a mesma fórmula estrutural plana, mas há que se considerar 
átomos ligantes espacialmente.
Exemplos
Estrogênio trans-dietilestilebestrol
Cis-dietilestilbestrol
Possui efeito 17 vezes menor
Isomeria óptica - Enantiômeros (Levógero-Destrógero)
Os enantiômeros são compostos que são a imagem especular um do outro, 
mas não são sobreponíveis. Isso ocorre, por exemplo, com compostos 
quirais ou assimétricos que possuem pelo menos um carbono quiral, isto é, 
com os quatro ligantes diferentes.
Essa palavra “quiral” significa 'mão' em grego. Os enantiômeros atuam exatamente como ocorre com a nossa mão, 
ou seja, as nossas mãos são assimétricas (se você dividir a sua mão em duas partes elas serão diferentes), não se 
sobrepõem (coloque uma mão em cima da outra com as palmas voltadas para o seu rosto e verá que os dedos de 
uma mão não ficam em cima dos dedos respectivos da outra mão) e são a imagem especular uma da outra (se 
você colocar a mão direita na frente de um espelho, a imagem dela será exatamente igual à mão esquerda).
Enantiômeros - Classificação
Quando a luz polarizada atravessa um composto e ela passa a vibrar em um plano 
à direita daquele em que vibrava antes, isso significa que o composto é 
opticamente ativo, pois girou o plano de luz polarizada para a direita. Ele é 
chamado de dextrogiro. Por exemplo: ácido d-lático ou ácido (+) lático.
Quando a luz polarizada atravessa um composto e ela passa a vibrar em um plano 
à esquerda daquele em que vibrava antes, isso significa que o composto é 
opticamente ativo, pois girou o plano de luz polarizada para a direita, no sentido 
anti-horário. Ele é chamado de levogiro. Por exemplo: ácido l-lático ou ácido (-) 
lático. Pode ocorrer ainda a denominação “R” (Right) e “L” (Left)
Exemplo
Desvio da luz polarizada
Importância dos Isômeros
Sedativo/Hipnótico Mutagênico
Resumão
	Slide 1
	Introdução
	Polaridade de moléculas
	Compostos iônicos
	Compostos covalentes
	Qualquer um desses tipos de ligações será apolar se for entre á
	Slide 7
	Todos esses elementos mencionados (F, O, N, S, Cl, Br,
	Forças eletrostáticas
	Interação com o receptor
	Reconhecimento do Flurbiprofeno pela COX-I
	Forças intermoleculares
	Ligação covalente
	Slide 14
	Pontos de fusão e ebulição
	Forças pontes de hidrogênio
	Exemplo
	Slide 18
	Interações na molécula de água (H2O)
	Slide 20
	Força dipolo-dipolo
	Exemplos
	Força dipolo induzido
	Força de dispersão de London (Van der Waals)
	Exemplos (2)
	Fatores que influenciam nas forças de London
	Slide 27
	Resumo Forças intermoleculares
	Com relação à força de atração
	Fatores estereoquímicos e conformacionais
	Estereoquímica
	Importância
	Slide 33
	Slide 34
	Isomeria
	Isomeria Geométrica (Cis – Trans)
	Isomeria geométrica - nomenclatura
	Exemplos (3)
	Isomeria óptica - Enantiômeros (Levógero-Destrógero)
	Enantiômeros - Classificação
	Exemplo (2)
	Desvio da luz polarizada
	Importância dos Isômeros
	Resumão