Síntese Orgânica


A química orgânica estuda os compostos derivados do elemento carbono, que são chamados compostos orgânicos. Em 1807, Jöns Jakob Berzelius propôs a “teoria da força vital”, que diz que os compostos orgânicos não podem ser sintetizados artificialmente nos laboratórios, pois precisam de uma força maior (a força vital) para existirem. Dessa forma, o homem não realizou esse processo.

Síntese Orgânica

Durante alguns anos a teoria foi aceita porque ninguém realmente conseguia sintetizar o composto orgânico. Mas em 1828, o alemão Friedrich Wöhler conseguiu sintetizar a ureia, ao aquecer o cianeto de amoniol, uma substância inorgânica.

Por causa da síntese da ureia, a teoria da força vital foi derrubada. Em razão disso, sabendo que os compostos orgânicos tinham em comum o elemento carbono, os cientistas deram início à chamada Química Orgânica.

Síntese Orgânica

Dentro da Química Orgânica existe um ramo que estuda a síntese das moléculas orgânicas. É a síntese orgânica, que o faz por meio de subunidades menos complexas e possuem grupos funcionais. Esses se constituem de porções de estruturas orgânicas que tendem a aumentar sua complexidade a partir da manipulação.

O trabalho de alteração é realizado tendo em vista, por exemplo, a introdução de componentes ou novos grupos para uma determinada molécula. A depender das faces das moléculas orgânicas, esses grupos sofrem diferentes formas de reação. Por causa disso, dizemos que, em comparação a ligações comuns C-C ou CH, eles são reativos.

O profissional que vai realizar a manipulação química orgânica sintética deve propor e realizar reações seletivas. Para isso, ele precisa saber reconhecer a reatividade específica de cada grupo funcional. A construção de uma molécula sintética, por exemplo, exige a capacidade de colocar grupos funcionais nos lugares exatos da molécula. Esse trabalho é bastante dificultoso, pois até mesmo a estereoquímica deve ser correta.

Em razão disso, o químico precisa passar por uma especialização para poder realizar trabalhos de síntese de moléculas. Assim ele se torna capacitado para reconhecer reações seletivas. No processo de retrossíntese (a análise) ele vai reconhecer na molécula alvo os grupos funcionais. Em seguida, utiliza métodos de reações para fazer a desconexão. Esses dois processos são repetidos se for necessário para obter matérias-primas.

Já no processo de síntese, é preciso utilizar os dados da análise para escrever um plano. Acrescenta-se as condições e reagentes. Como há fatores inesperados, advindos de circunstâncias do momento, o químico deve modificar o plano na medida em que vê os avanços.

Alguns conceitos básicos da síntese orgânica

As substâncias são sintetizadas por diversos motivos. Acontece, primeiramente, porque uma substância nunca foi sintetizada. O procedimento também é feito quando se deseja aplicar uma nova estratégia sintética ou quando se tem um composto e quer-se comprovar a sua estrutura. Além disso, muitas vezes é feita a síntese porque a própria molécula em si mesma despertou algum interesse, seja de ordem biológica, econômica etc.

Com planejamento há rendimento econômico, pois não serão necessárias muitas operações químicas. Refuncionalizações, grupos protetores e construções podem ser diminuídos. O químico só precisa realizar a resolução de intermediários quirais, assim como as ciclizações. Ele deve também considerar o tipo de síntese, se linear (trabalho em série) ou convergente (trabalho em paralelo).

Existem vários termos ligados à síntese orgânica que é preciso conhecer:

  • Retrossíntese: Trata-se de uma técnica utilizada para decompor a estrutura de uma molécula alvo (TM). O resultado é uma sequência de estruturas mais simples. Como objetivo final, é possível obter materiais de partida menos complexos, ou que podem ser explorados mais facilmente pelo comércio através de um planeamento racional da síntese química.
  • TM: Significa Molécula Alvo (Target Molecule, ou Synthetic Target Molecule), e se refere à molécula que irá ser sintetizada, seja sintética ou natural.
  • Disconnetction ou Desconexão: É uma operação que se caracteriza por ser o inverso da chamada síntese símbolo.
  • FGI: Sigla em inglês para Functional Group Intercoversion (Interconversão de Grupos Funcionais). Processo que utiliza reações de substituição, eliminação, adição, oxidação ou redução para se obter um grupo funcional por meio da conversão de outro.
  • Estratégia sintética: Como o nome indica, é o planejamento para a síntese.
  • Synthon: É um fragmento idealizado que, em certos casos, é o intermediário da reação. Normalmente é um íon que desempenha essa função.
  • Syntetics thatics: É o processo no qual se planeja uma ligação ou um conjunto delas em certa região da TM.
  • Equivalente sintético: É o reagente que possui a função de um synthon. Como se trata de um elemento instável, ele não pode ser utilizado.

No processo de FGI, cabe uma explicação. Uma TM dá origem a uma estrutura, que dá origem a outra TM, que, por sua vez, sofre uma análise ou retrossíntese adicional. Esse processo, quando feito repetidamente, cria uma árvore de intermediários que possui em seus nós estruturas químicas. Há, entre o topo da árvore à TM, possíveis transformações químicas.

Como é preciso evitar as proliferações e ramificações de rotas inúteis, é necessário o planejamento. Entra aqui a estratégia sintética, que orientam e controlam o processo.