Dois novos elementos químicos receberam nomes e foram incorporados na tabela periódica

Sáb, 02 de Junho de 2012 07:20

Osmairo Valverde da redação de Brasília

A tabela periódica dá as boas-vindas para dois novos elementos: flevorium e livermorium.

A União Internacional de Química Pura e Aplicada aprovou oficialmente o nome dos dois elementos que estão localizados no número 114 e 116 da tabela. Estes dois elementos possuíam nomes temporários, ununquadium e ununhexium, respectivamente.

Ambos os elementos são produzidos pela ciência, sendo sintetizados pela primeira vez no Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear de Dubna, na Rússia, em 1998. As descobertas dos novos elementos sintéticos foram confirmadas através de trabalhos científicos no Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia.

Os elementos foram criados através de esmagamento de íons cálcio (com 20 prótons) e cúrio (com 96 prótons). A combinação destes dois elementos forma o 116 (livermorium) que, após decaimento quase imediato, dá origem ao flevorium, com 114 prótons.

Para os entusiastas de Química, anotem aí: o flevorium terá símbolo Fl e o livermorium será Lv.

50 ANOS da QUEDA da INÉRCIA dos Gases NOBRES

Written by Editor Canal Fala Química Monday, 26 March 2012 08:30

Gases Nobres

Neste mês de março completa-se 50 anos de um feito que revolucionou a química. E que, certamente, modificou os livros-texto.

Ocorre que, na época, a teoria do octeto – que já existia desde o final do século XIX – parecia explicar tudo e era amplamente aceita. Explicava, entre outros, a inércia dos gases nobres: como possuem a camada de valência completa, não formam ligações. De fato, até então, nenhum composto com qualquer gás nobre havia sido identificado.

Isto até que o químico britânico Neil Bartlett, professor na Universidade da Califórnia em Berkeley (UCB), conseguiu uma façanha – em março de 1962.

Bartlett era um especialista em compostos com flúor e vinha estudando reações redox com o gás hexafluoreto de platina – PtF6. Ele observou que este gás era capaz de ionizar o gás oxigênio. Como os potências de ionização do O2 e Xe (1177 e 1170 kJ/mol, respectivamente) são parecidos, Bertlett tentou a reação com xenônio.

E, pela primeira vez na história da humanidade, um composto de gás nobre foi obtido: hexafluoroplatinato de xenônio, o Xe+[PtF6]. Repare que o Xe é um cátion no composto de Bertlett.

Inicialmente, Bertlett achava que a reação era assim:

photo-3

Mais tarde, comprovou-se que o que de fato ocorria era:

photo-4

Hoje, após o desbravamento de Bertlett, já existem diversos compostos obtidos com Xe e Kr. E o título de gases inertes foi suprimido da nobreza dos gases nobres!

Prêmio Nobel de Química

Prêmio Nobel de Química 1901-1920

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Esta seção objetiva apresentar os químicos laureados com o Prêmio Nobel de 1901 a 1920.
As informações a respeito dos cientistas premiados foram obtidas do sítio
Wikipedia e do sítio oficial do Prêmio Nobel, em 16/03/2009, sendo o seu conteúdo responsabilidade daquela enciclopédia colaborativa virtual. O link no nome da cada cientista remete a um ambiente externo ao portal.
Os premiados entre 1901 e 1920 são:
1901
Jacobus Henricus van’t Hoff
Químico dos Países Baixos que levou a cabo estudos sobre afinidade química e sobre cinética das reações, mediante a aplicação de conceitos termodinâmicos ao estudo dos equilíbrios químicos, e determinou a relação entre a constante de equilíbrio e a temperatura absoluta (equação isocórica de Van’t Hoff).
1902
Hermann Emil Fischer
Químico alemão que desenvolveu trabalhos sobre a síntese dos açúcares.
1903
Svante August Arrhenius
Químico sueco que desenvolveu uma teoria sobre a dissociação eletrolítica.
1904
William Ramsay
Químico britânico que desenvolveu trabalhos sobre os gases e a determinação da posição que ocupam no sistema periódico.
1905
Johann Friedrich Wilhelm Adolf von Baeyer
Químico alemão que desenvolveu a síntese de índigo e a determinação da sua estrutura química.
1906
Henri Moissan
Químico francês que, entre suas contribuições científicas mais notáveis, realizou, em 1886, o isolamento do flúor na forma de um gás amarelo esverdeado, por eletrólise de uma solução de fluoreto de hidrogênio e potássio (KHF) em fluoreto de hidrogênio (HF).
1907
Eduard Buchner
Químico alemão que desenvolveu o processo de fermentação na ausência de células vivas.
1908
Ernest Rutherford
Físico e Químico inglês que investigou a desintegração dos elementos e a química das substâncias radioativas.
1909
Wilhelm Ostwald
Químico alemão nascido na Letônia, considerado o pai da físico-química. Recebeu o Nobel por seu trabalho sobre catálise.
1910
Otto Wallach
Químico alemão que desenvolveu seus trabalhos no campo dos compostos alicíclicos.
1911
Marie Sklodowska-Curie
Cientista francesa de origem polaca. Foi laureada com o Prêmio Nobel de Física de 1903 pelas suas descobertas no campo da radioatividade (que naquela altura era ainda um fenômeno pouco conhecido) e com o Prêmio Nobel de Química de 1911 pela descoberta dos elementos químicos rádio e polônio.
1912
Victor Grignard
Químico francês. Sua descoberta mais importante foi a dos compostos organomagnesianos, chamados de reativos de Grignard. Esta descoberta permitiu proporcionar na química orgânica um método novo de síntese denominado reação de Grignard.
1912
Paul Sabatier
Químico francês que compartilhou com Victor Grignard o Prêmio Nobel de Química. Sua descoberta mais importante foi a dos compostos organomagnesianos, chamados de reativos de Grignard.
1913
Alfred Werner
Químico alemão que contribuiu com o desenvolvimento da estereoquímica.
1914
Theodore William Richards
Químico norte-americano que desenvolveu seus trabalhos para a determinação dos pesos atômicos de mais de vinte e cinco elementos, com quatro cifras decimais.
1915
Richard Martin Willstätter
Químico alemão que promoveu pesquisas pioneiras sobre os pigmentos vegetais, especialmente a clorofila.
1916 não houve premiação.
1917 não houve premiação.
1918
Fritz Haber
Químico polonês que desenvolveu a síntese do amoníaco.
1919 não houve premiação.
1920
Walther Hermann Nernst
Físico-químico alemão que desenvolveu o chamado “teorema do calor”, segundo o qual a entropia de uma matéria tende a anular-se quando sua temperatura se aproxima do zero absoluto, constituindo a terceira lei da termodinâmica.

Os premiados entre 1921 e 1940 são:
1921
Frederick Soddy
Químico inglês que fez notáveis contribuições para o conhecimento das substâncias radiativas.
1922
Francis William Aston
Físico e químico britânico que determinou as massas atômicas de todos os elementos do sistema periódico.
1923
Fritz Pregl
Químico austríaco que planejou e desenvolveu métodos de microanálises orgânicas.
1924 não houve premiação.
1925
Richard Adolf Zsigmondy
Químico austríaco que promoveu investigações teóricas e experimentais da química dos coloides e idealização e realização do primeiro ultramicroscópio.
1926
Theodor Svedberg
Químico sueco que desenvolveu pesquisas sobre a física-química dos coloides.
1927
Heinrich Otto Wieland
Químico alemão que desenvolveu pesquisas sobre os ácidos biliares.
1928
Adolf Otto Reinhold Windaus
Químico alemão que promoveu estudos sobre a constituição das esterinas e suas relações com a vitamina D.
1929
Arthur Harden
Bioquímico inglês cujas pesquisas se referem aos processos químicos que ocorrem na fermentação dos carboidratos pelas células de leveduras. Descobriu um procedimento para acelerar a fermentação adicionando ao meio fosfatos inorgânicos.
1929
Hans Karl August Simon von Euler-Chelpin
Químico sueco que compartilhou o Nobel com Sir Arthur Harden, por suas investigações no campo da fermentação do açúcar e das enzimas responsáveis pelo processo.
1930
Hans Fischer
Químico e médico alemão que trabalhou, principalmente, na pesquisa dos pigmentos do sangue, da bile e também da clorofila das plantas, assim como na química das porfirinas e dos seus pigmentos derivados. Deu especial importância para síntese da bilirrubina e da hemina, um dos componentes da hemoglobina.
1931
Carl Bosch
Químico e industrial alemão que, depois da I Guerra Mundial, trabalhou nas sínteses do petróleo e do metanol, aplicando procedimentos químicos sob alta pressão.
1931
Friedrich Bergius
Químico e industrial alemão. Seu trabalho na pesquisa sobre a influência das altas pressões nas reações químicas, foi reconhecido em 1931 com a concessão do Prêmio Nobel de Química, que compartilhou com Carl Bosch.
1932
Irving Langmuir
Químico norte-americano que desenvolveu o seu trabalho em películas monomoleculares e em química de superfícies.
1933 não houve premiação.
1934
Harold Clayton Urey
Químico estadunidense que desenvolveu o método de obtenção do deutério (hidrogênio pesado) e o isolamento da água pesada (óxido de deutério, D2O).
1935
Frédéric Joliot
Físico francês que trabalhou toda a sua vida com sua mulher, Irène Joliot-Curie, no campo da física nuclear e da estrutura do átomo. Juntos demonstraram a existência do nêutron e descobriram a radioatividade artificial em 1934.
1935
Irène Joliot-Curie
Física francesa que trabalhou toda a sua vida com com seu marido, Frédéric Joliot, no campo da estrutura do átomo e da física nuclear. Demonstraram a existência do nêutron e descobriram, em 1934, a radiatividade artificial.
1936
Petrus Josephus Wilhelmus Debye
Físico-químico estadunidense, de origem dos Países Baixos, que contribuiu para o conhecimento das estruturas moleculares.
1937
Walter Norman Haworth
Químico britânico condecorado com o Prêmio Nobel de Química, compartilhado com Paul Karrer, por suas investigações sobre os hidratos de carbono e da vitamina C.
1937
Paul Karrer
Químico suíço, agraciado com o Prêmio Nobel de Química, que compartilhou com Walter Norman Haworth por suas investigações sobre os hidratos de carbono e da vitamina C.
1938
Richard Kuhn
Químico alemão que desenvolveu pesquisas sobre a constituição do caroteno, que lhe permitiu sintetizar a vitamina A.
1939
Adolf Friedrich Johann Butenandt
Bioquímico alemão condecorado em 1939 com o Prêmio Nobel de Química pela pesquisa dos hormônios sexuais humanos.
1939
Leopold Ruzick
Químico suíço condecorado em 1939 com o Prêmio Nobel de Química pela pesquisa dos hormônios sexuais humanos.
1940 não houve premiação.

Os premiados entre 1941 e 1960 são:
1941 não houve premiação.
1942 não houve premiação.
1943
George de Hevesy
Físico-químico húngaro que ajudou no desenvolvimento dos chamados “traçadores radioativos”.
1944
Otto Hahn
Químico alemão que durante a Segunda Guerra Mundial foi um participante do programa alemão para o desenvolvimento de uma arma nuclear sob a liderança de Werner Heisenberg
1945
Artturi Ilmari Virtanen
Químico da Finlândia que desenvolveu investigação e descoberta nas áreas da agricultura e da nutrição, especialmente pelo método de preservação da forragem (o método AIV), que melhorou a armazenagem de forragem verde, muito importante para os países nórdicos com invernos rigorosos. A investigação de Virtanen estendeu-se também ao estudo das bactérias que fixam o nitrogênio na raiz das plantas e aos métodos para melhor conservar a manteiga.
1946
James Batcheller Sumner
Químico dos Estados Unidos da América premiado com o Nobel de Química pela descoberta da cristalização das enzimas.
1946
John Howard Northrop
Químico dos Estados Unidos da América premiado com o Nobel de Química pelo seus estudos sobre enzimas.
1946
Wendell Meredith Stanley
Bioquímico e virologista norte-americano, pesquisador em proteínas.
1947
Sir Robert Robinson
Químico do Reino Unido premiado com o Nobel de Química por propor uma origem duplex para o petróleo. Concluiu que o petróleo pode ser uma substância primordial na qual bioprodutos foram posteriormente adicionados.
1948
Arne Wilhelm Kaurin Tiselius
Químico da Suécia desenvolveu trabalhos sobre a natureza do plasma sanguíneo.
1949
William Francis Giauque
Químico do Canadá que desenvolveu estudos em termodinâmica, especialmente por suas investigações sobre as propriedades de substâncias a baixas temperaturas.
1950
Otto Paul Hermann Diels
Químico da Alemanha pesquisou e desenvolveu a síntese do dieno, dividindo o Nobel com Kurt Alder.
1950
Kurt Alder
Químico da Alemanha pesquisou e desenvolveu a síntese do dieno, dividindo o Nobel com Otto Diels.
1951
Edwin Mattison McMillan
Químico dos Estados Unidos da América premiado com o Nobel de Química pelas pesquisas na química dos elementos transurânicos.
1951
Glenn Theodore Seaborg
Químico dos Estados Unidos da América premiado com o Nobel de Química pelas pesquisas na química dos elementos transurânicos.
1952
Archer John Porter Martin
Químico do Reino Unido criou a cromatografia da partícula, dividindo o Nobel com Richard Synge.
1952
Richard Laurence Millington Synge
Químico do Reino Unido criou a cromatografia da partícula, dividindo o Nobel com Archer Martin.
1953
Hermann Staudinger
Químico da Alemanha desenvolveu pesquisas no campo da química macromolecular.
1954
Linus Carl Pauling
Químico quântico e bioquímico dos Estados Unidos da América que recebeu o Prêmio Nobel da Química pelo seu trabalho relativo à natureza das ligações químicas.
1955
Vincent du Vigneaud
Químico dos Estados Unidos da América que promoveu investigação sobre os hormônios, aminoácidos, vitaminas e proteínas.
1956
Sir Cyril Norman Hinshelwood
Químico britânico que desenvolveu pesquisas sobre o mecanismo das reações químicas, dividindo o Nobel com Nikolay Semenov.
1956
Nikolay Nikolaevich Semenov
Químico soviético que desenvolveu pesquisas sobre o mecanismo das reações químicas, dividindo o Nobel com Cyril Hinshelwood.
1957
Lord Alexander R. Todd
Químico do Reino Unido que desenvolveu pesquisas sobre a estrutura e síntese de nucleotídeos, nucleosídeos e coenzimas.
1958
Frederick Sanger
Inglês formado em Ciências Naturais que determinou a estrutura molecular da Insulina.

1959Jaroslav Heyrovsky
Químico da República Checa, premiado pelo desenvolvimento da polarografia.
1960
Willard Frank Libby
Químico dos Estados Unidos da América que desenvolveu um método para o uso do Carbono-14 para a determinação da idade de materiais usado em arqueologia, geologia, geofísica e outros ramos da ciência.

Os premiados entre 1961 e 1980 são:

1961Melvin Calvin
Bioquímico americano responsável pela identificação do papel do carbono na fotossíntese.
1962
Max Ferdinand Perutz
Químico da Áustria premiado pelos estudos da estrutura globular das proteínas, dividindo o Nobel com John Kendrew.
1962
John Cowdery Kendrew
Químico do Reino Unido premiado pelos estudos da estrutura globular das proteínas, dividindo o Nobel com Max Perutz.
1963
Karl Ziegler
Químico da Alemanha premiado por suas descobertas no campo da química e tecnologia de polímeros, dividindo o Nobel com Giulio Natta.
1963
Giulio Natta
Químico da Itália premiado por suas descobertas no campo da química e tecnologia de polímeros, dividindo o Nobel com Karl Ziegler.
1964
Dorothy Crowfoot Hodgkin
Química do Reino Unido premiado por suas determinações, usando técnicas de raios-X, das estruturas de importantes substâncias bioquímicas.
1965
Robert Burns Woodward
Químico dos Estados Unidos da América premiado com o Nobel por suas brilhantes realizações na arte da química orgânica.
1966
Robert S. Mulliken
Químico dos Estados Unidos da América, um dos pioneiros no trabalho da Teoria da Orbital molecular; atualmente a tese mais aceita que explica as ligações covalentes.
1967
Manfred Eigen
Químico da Alemanha premiado por seus estudos de reações químicas extremamente rápidas, efeito do distúrbio do equilíbrio por meio de pulsos muito curtos de energia. Prêmio dividido por Norrish e Porter.
1967
Ronald George Wreyford Norrish
Químico do Reino Unido premiado por seus estudos de reações químicas extremamente rápidas, efeito do distúrbio do equilíbrio por meio de pulsos muito curtos de energia. Prêmio dividido por Eigen e Porter.
1967
George Porter
Químico do Reino Unido premiado por seus estudos de reações químicas extremamente rápidas, efeito do distúrbio do equilíbrio por meio de pulsos muito curtos de energia. Prêmio dividido por Norrish e Porter.
1968
Lars Onsager
Físico-químico norueguês, naturalizado norte-americano, que recebeu o Prêmio Nobel de Química por suas contribuições fundamentais à Termodinâmica de Processos Irreversíveis.
1969
Derek H. R. Barton
Químico do Reino Unido que realizou estudos sobre o conceito de conformação e sua aplicação em química, dividindo o prêmio com Odd Hassel.
1969
Odd Hassel
Químico da Noruega, realizou estudos sobre o conceito de conformação e sua aplicação em química, dividindo o prêmio com Derek Barlon.
1970
Luis F. Leloir
Pesquisador Argentino que descobriu nucleótidos de açúcar e o seu papel na biossíntese de carboidratos.
1971
Gerhard Herzberg
Químico da Alemanha premiado com o Nobel por sua contribuição para o conhecimento da estrutura electrônica e geometria das moléculas, particularmente dos radicais livres.
1972
Christian B. Anfinsen
Químico dos EUA premiado pelo seu trabalho sobre ribonuclease, especialmente no que se refere à conexão entre a sequência de aminoácidos e a conformação biologicamente ativa.
1972
Stanford Moore
Químico dos Estados Unidos da América premiado por sua contribuição para a compreensão da ligação entre a estrutura química e actividade catalítica do centro ativo da molécula ribonuclease, dividindo o Nobel com William Stein.
1972
William H. Stein
Químico dos Estados Unidos da América premiado por sua contribuição para a compreensão da ligação entre a estrutura química e actividade catalítica do centro ativo da molécula ribonuclease, dividindo o Nobel com Stanford Moore.
1973
Ernst Otto Fischer
Químico da Alemanha premiado por seu trabalho pioneiro, realizado de forma independente, sobre a química de organometálicos, chamados compostos sanduíche. Dividiu o prêmio com Geoffrey Wilkinson.
1973
Geoffrey Wilkinson
Químico do Reino Unido premiado por seu trabalho pioneiro, realizado de forma independente, sobre a química de organometálicos, chamados compostos sanduíche. Dividiu o prêmio com Ernst Fischer.
1974
Paul J. Flory
Químico dos Estados Unidos da América premiado por suas pesquisas, teóricas e experimentais, na físico-química das macromoléculas.
1975
John Warcup Cornforth
Químico australiano, laureado por seu trabalho sobre a estereoquímica das reações catalizadas por enzimas..
1975
Vladimir Prelog
Químico da Croácia premiado por sua investigação sobre a estereoquímica de moléculas orgânicas e reacções.
1976
William N. Lipscomb
Químico dos Estados Unidos da América premiado por seus estudos sobre a estrutura dos boranos iluminando problemas de colagem química.
1977
Ilya Prigogine
Nasceu em Moscou, Rússia; ganhador do Prêmio Nobel pelos seus estudos em termodinâmica de processos irreversíveis com a formulação da teoria das estruturas dissipativas.
1978
Peter D. Mitchell
Químico do Reino Unido premiado pela sua contribuição para o entendimento da transferência de energia biológica através da formulação da teoria quimiosmótica.
1979
Herbert C. Brown
Químico do Reino Unido premiado pelo desenvolvimento de pesquisas sobre o uso de compostos de boro e fósforo em importantes reagentes em síntese orgânica. Dividiu o prêmio com Georg Witting.
1979
Georg Wittig
Químico da Alemanha premiado pelo desenvolvimento de pesquisas sobre o uso de compostos de boro e fósforo em importantes reagentes em síntese orgânica. Dividiu o prêmio com Herbert Brown.
1980
Paul Berg
Químico estadunidense, ganhador do Prêmio Nobel em 1980 por desenvolver métodos para mapear as estruturas e funções do DNA.
1980
Walter Gilbert
Cientista dos Estados Unidos da América que contribuiu na determinação das sequências de bases dos ácidos nucleicos.
1980
Frederick Sanger
Nasceu em Rendcombe, Inglaterra, e, conjuntamente com Walter Gilbert, ganhou o prêmio em 1980 pelos estudos sobre o DNA.

1981Kenichi Fukui
Químico do Japão premiado com o Nobel de Química por suas teorias, desenvolvidas de forma independente, sobre o caminho das reações químicas.
1981
Roald Hoffmann
Químico da Polônia premiado com o Nobel de Química por suas teorias, desenvolvidas de forma independente, sobre o caminho das reações químicas.
1982
Aaron Klug
Químico da Lituânia premiado com o Nobel de Química pelo desenvolvimento da microscopia eletrônica cristalográfica e a elucidação estrutural de importantes complexos ácido-proteína nucleicos.
1983
Henry Taube
Químico canadense premiado pelo seu trabalho sobre os mecanismos de reações de transferência de elétrons, especialmente em metais complexos.
1984
Robert Bruce Merrifield
Químico dos Estados Unidos da América premiado pelo desenvolvimento de metodologia para síntese química em uma matriz sólida.
1985
Herbert A. Hauptman
Químico estadunidense que desenvolveu métodos diretos para a determinação das estruturas de cristal, dividindo o prêmio com Jeronme Karle.
1985
Jerome Karle
Cientista matemático norte-americano que, pela investigação de estruturas cristalinas moleculares de átomo leves, por análise dos correspondentes de difração de espectros raios-X, elétrons, nêutrons mediante métodos originais, recebeu o Prêmio Nobel de Química de 1985, compartilhado com Herbert A. Hauptman.
1986
Dudley R. Herschbach
Químico dos Estados Unidos da América premiado por suas contribuições sobre a dinâmica dos processos químicos elementares. Dividiu o Nobel com Polanyl e Lee.
1986
Yuan T. Lee
Químico de Taiwan premiado por suas contribuições sobre a dinâmica dos processos químicos elementares. Dividiu o Nobel com Polanyl e Herschbach.
1986
John C. Polanyi
Químico do Canadá premiado por suas contribuições sobre a dinâmica dos processos químicos elementares. Dividiu o Nobel com Herschbach e Lee.
1987
Donald J. Cram
Químico dos Estados Unidos da América premiado pelo desenvolvimento e utilização de moléculas com interações de estrutura específica de alta seletividade.
1987
Jean-Marie Lehn
Químico da França premiado pelo desenvolvimento e utilização de moléculas com interações de estrutura específica de alta seletividade.
1987
Charles J. Pedersen
Químico dos Estados Unidos da América premiado pelo desenvolvimento e utilização de moléculas com interações de estrutura específica de alta seletividade.
1988
Johann Deisenhofer
Químico da Alemanha premiado pela determinação da estrutura tridimensional do centro da reação de fotossíntese.
1988
Robert Huber
Químico da Alemanha premiado pela determinação da estrutura tridimensional do centro da reação de fotossíntese.
1988
Hartmut Michel
Químico da Alemanha premiado pela determinação da estrutura tridimensional do centro da reação de fotossíntese.
1989
Sidney Altman
Bioquímico canadense, ganhador do Prêmio Nobel dividido com Thomas Cech pelo descobrimento das propriedades catalíticas do ácido ribonucleico (ARN ou RNA).
1989
Thomas R. Cech
Estadunidense ganhador do Prêmio Nobel dividido com Sidney Altman pelo descobrimento das propriedades catalíticas do ácido ribonucleico (ARN ou RNA).
1990
Elias James Corey
Químico dos Estados Unidos da América premiado pelo desenvolvimento da teoria e da metodologia de síntese orgânica.
1991
Richard R. Ernst
Químico da Suíça premiado com o Nobel por suas contribuições sobre o desenvolvimento da metodologia de espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) de alta resolução.
1992
Rudolph A. Marcus
Químico do Canadá premiado pelas contribuições para a teoria das reações de transferência de elétrons em sistemas químicos.
1993
Kary B. Mullis
Químico dos Estados Unidos da América premiado por sua invenção do método reação em cadeia da polimerase (PCR).
1993
Michael Smith
Químico do Canadá premiado com o Nobel por sua contribuição fundamental para o estabelecimento de mutagênese baseada em oligonucleotídeo, e o seus estudos no desenvolvimento para estudos de proteína.
1994
George A.Olah
Químico da Hungria premiado por sua contribuição para a química do carbocátion.
1995
Paul J.Crutzen
Químico da Alemanha premiado com o Nobel por seus trabalhos em química atmosférica, especialmente no que diz respeito a formação e a decomposição de ozônio.
1995
Mario J.Molina
Químico mexicano, um dos primeiros cientistas a alertar sobre o perigo que representam para a camada de ozônio os clorofluorcarbonetos empregados em aerossóis tanto industriais quanto domésticos.
1995
F. Sherwood Rowland
Químico dos Estados Unidos da América premiado por seus trabalhos em química atmosférica, especialmente no que diz respeito à formação e à decomposição de ozônio.
1996
Robert Curl
Químico dos Estados Unidos da América premiado com o Nobel de Química em 1996 pela descoberta de uma nova forma de carbono, buckminsterfullereno.
1996 Sir
Harold Kroto
Químico do Reino Unido, provou que as estrelas de carbono podiam produzir as cadeias de carbono, mas também revelou um resultado surpreendente – a existência de moléculas do tipo C60.
1996
Richard Smalley
Químico estado-unidense ganhador do Nobel de Química pela descoberta de uma nova forma de carbono, buckminsterfullereno, juntamente com o também professor de química da Rice Robert Curl e com Harold Walter Kroto
1997
Paul D. Boyer
Químico dos Estados Unidos da América premiado pela elucidação do mecanismo enzimático subjacentes à síntese da adenosina trifosfato (ATP).
1997
John E. Walker
Químico do Reino Unido premiado pela elucidação do mecanismo enzimático subjacentes à síntese da adenosina trifosfato (ATP).
1997
Jens C. Skou
Químico da Dinamarca premiado com o Nobel pela primeira descoberta do íon-transporte de enzimas, Na +, K + – ATPase.
1998
Walter Kohn
Químico da Áustria premiado com o Nobel pelo desenvolvimento da teoria densidade-funcional.
1998
John A. Pople
Químico inglês laureado com o Prêmio Nobel de Química em 1998 pelo desenvolvimento de métodos computacionais em química quântica.
1999
Ahmed H. Zewail
Químico nacionalizado norte-americano que constituiu a base de um novo ramo da química, a chamada femtoquímica, cujo desenvolvimento permite entender melhor as reações do metabolismo dos seres vivos, por esta pesquisa foi-lhe outorgado o prêmio Nobel.
2000
Alan J Heeger
Físico norte-americano a quem a Academia Sueca outorgou o Prêmio Nobel de Química por sua contribuição ao conhecimento e desenvolvimento da ciência dos polímeros orgânicos condutores de eletricidade.
2000
Alan G MacDiarmid
Químico norte-americano, de origem neozelandesa, que foi laureado com o Prêmio Nobel por sua contribuição ao desenvolvimento da ciência e aplicações dos polímeros orgânicos com capacidade para conduzir a corrente elétrica.
2000
Hideki Shirakawa
Químico japonês que em reconhecimento a sua descoberta sobre as propriedades eletrocondutoras de alguns derivados do poliacetileno recebeu o Prêmio Nobel.

Os premiados entre 2001 e 2011 são:

2001William S. Knowles
Químico americano premiado com Nobel pelo trabalho sobre as reações de hidrogenação quirais catalisadas.
2001
Ryoji Noyori
Químico do Japão premiado com o Nobel pelo trabalho sobre as reações de hidrogenação quirais catalisadas.
2001
K. Barry Sharpless
Nasceu na Filadélfia, Pensilvânia – Estados Unidos, e recebeu o Prêmio Nobel por haver conseguido catalisar moléculas quirais por oxidação.
2002
John B. Fenn
Químico norte-americano que desenvolveu métodos de identificação e análise estrutural de macromoléculas biológicas, contribuindo para o melhor entendimento de processos vitais.
2002
Koichi Tanaka
Engenheiro japonês que recebeu o Prêmio Nobel pelo desenvolvimento de métodos científicos de identificação e de análise estrutural de macromoléculas biológicas.
2002
Kurt Wüthrich
Químico da Suíça premiado com o Nobel pelo desenvolvimento da espectroscopia de ressonância magnética nuclear para determinar a estrutura tridimensional de macromoléculas biológicas em solução.
2003
Peter Agre
Químico dos Estados Unidos da América premiado pela descoberta de canais de água.
2003
Roderick MacKinnon
Químico dos Estados Unidos da América premiado por seus estudos estruturais e mecanicistas de canais de íons.
2004
Aaron Ciechanover
Biólogo israelense que recebeu o Prêmio Nobel de Química pela descoberta da degradação de proteínas mediada pela ubiquitina.
2004
Avram Hershko
Biólogo israelita que recebeu o Prêmio Nobel de Química de 2004 pela descoberta da degradação das proteínas através da ubiquitina.
2004
Irwin Rose
Biólogo americano que recebeu o Prêmio Nobel de Química de 2004 pela descoberta da degradação das proteínas através da ubiquitina.
2005
Yves Chauvin
Francês que ganhou o Prêmio Nobel, juntamente com Richard R. Schrock e Robert, pelo desenvolvimento do método metathesis em síntese orgânica. H. Grubbs”
2005
Robert H. Grubbs
Estadunidense que ganhou o Prêmio Nobel, juntamente com Richard R. Schrock e Yves Chauvin, pelo desenvolvimento do método metathesis em síntese orgânica.
2005
Richard R. Schrock
Natural de Indiana, Estados Unidos da América, ganhou o Prêmio Nobel da Química, juntamente com Robert H. Grubbs e Yves Chauvin, pelo desenvolvimento do método metathesis em síntese orgânica.
2006
Roger D. Kornberg
Bioquímico estadunidense que ganhou o Prêmio Nobel da Química pelos estudos da base molecular da transcrição eucariótica.
2007
Gerhard Ertl
Químico alemão que ganhou o Prêmio Nobel da Química pelos seus estudos na área dos processos químicos em superfícies sólidas.
2008
Osamu Shimomura
Químico Japonês premiado pela descoberta e desenvolvimento da proteína verde fluorescente.
2008
Martin Chalfie
Químico estadunidense premiado pela descoberta e desenvolvimento da proteína verde fluorescente.
2008
Roger Y. Tsien
Químico dos EUA que rebebeu o Prêmio Nobel da Química pela descoberta e desenvolvimento da proteína verde fluorescente.
2009
Venkatraman Ramakrishnan
Físico Indiano, naturalizado americano, que recebeu o Nobel de Química pelos estudos da estrutura e funcionamento dos ribossomos.
2009
Thomas A. Steitz
Bioquímico estadunidense que recebeu o Nobel de Química pelos estudos da estrutura e funcionamento dos ribossomos.
2009
Ada E. Yonath
Uma cientista israelense que recebeu o Nobel de Química pelos estudos da estrutura e funcionamento dos ribossomos.
2010
Richard Fred Heck
Químico estadunidense da Universidade de Delaware (EUA), laureado com o Nobel pela descoberta e desenvolvimento da reação de Heck, que usa o metal paládio como catalisador de reações de compostos orgânicos combinando haloarenos com alcenos.
2010
Ei’ichi Negishi (em japonês: 根岸 英一)
Químico japonês da Universidade Purdue e da Universidade de Siracusa, que recebeu do Prêmio Nobel pelos seus trabalhos referentes à reação catalizada por paládio em sínteses orgânicas.
2010
Akira Suzuki (em japonês: 鈴木 章)
Químico japonês da Universidade de Hokkaido que recebeu o prêmio Nobel pela Reação de Suzuki – que parte da reação orgânica de um ácido borânico de arila ou vinil com um haleto de arila ou vinil catalizado por um paládio de complexidade zero.

2011 Daniel Shechtman
Químico israelense premiado com Nobel pelo por estudo sobre ‘quase-cristais’ que redefiniram o primeiro capítulo do estudo da matéria organizada”.

O surgimento da química forense.

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ESPECIAL: veja nesta colagem a interessante HISTÓRIA do surgimento da QUÍMICA FORENSE. Como um crime da alta sociedade belga, em 1851, fez com que a polícia recorresse à Química para sua solução.
O Conde e Condessa de Bocarmé assassinaram o irmão da condessa usando um extrato de folhas de tabaco. A polícia suspeitava do casal, mas o casal dizia que o rapaz havia enfartado durante o jantar em seu chateau. Foi o trabalho de um brilhante químico, Jean Stas, que provou a presença de grande quantidade de nicotina na garganta da vítima.
Para saber mais detalhes sobre o efeito tóxico da nicotina e esta incrível história, veja:
http://www.wired.com/wiredscience/2012/05/nicotine-and-the-chemistry-of-murder/

Lorentz, um dos grandes Físicos !

Hendrik Antoon Lorentz (1853 – 1928)

Hendrik Antoon Lorentz (1853 - 1928)

Uma atitude muito comum quando se analisa o progresso científico é a tendência a condicioná-lo unicamente ao surgimento cíclico de gênios individuais. É certo que a contribuição isolada de um pesquisador pode ser decisiva em determinado momento histórico, mas ela é necessariamente condicionada à existência de um background de conhecimentos, reunidos por outros estudiosos. Assim, dizer que a Newton se deveu a criação da mecânica clássica é dizer apenas meia verdade: ele é, inegavelmente, um marco, pois com ele muitas etapas foram queimadas; mas não se deve esquecer que sua figura está ligada ao pano de fundo formado pelos pesquisadores que o antecederam (o que, de modo algum, diminui sua estatura). Da mesma forma, a obra de Albert Einstein baseou-se em conhecimentos anteriores da física, mesmo se para revisá-los.
E como precursor do criador da teoria da relatividade, destaca-se Hendrik A. Lorentz.
Lorentz viveu numa época de grande importância para a física: nela ocorreu desde o surgimento da teoria atômica da matéria à penetração na estrutura do átomo até o núcleo. Thomson, ao mostrar que o átomo contém elétrons, e Becquerel, descobrindo a radiatividade, abriram caminho para os estudos das relações entre a química e a física. Já se efetuavam experiências de aceleração de elétrons, e havia a certeza de que o mesmo poderia ser feito com outras partículas eletricamente carregadas. Pouco a pouco, descobriam-se novas propriedades da matéria.
Em fins do século XIX e começo do XX, os cientistas, até então satisfeitos com as leis da física, que explicavam satisfatoriamente o conjunto de fenômenos conhecidos, começaram a deparar-se com um mundo de indagações: estariam essas leis de acordo com os novos dados experimentais?
Entre outras coisas, ignorava-se por que um elétron acelerado parecia ter sua massa aumentada quando animado de velocidades muito altas; não se sabia, igualmente, qual a disposição dos elétrons e das cargas positivas no átomo.
Lorentz foi um dos primeiros estudiosos a se defrontarem com as dificuldades levantadas pelas novas descobertas da física. A maneira como o fez abriu caminho para a teoria da relatividade.
O pai de Lorentz era um rico agricultor holandês, que possuía, apesar de ser pouco culto, inteligência e memória extraordinárias. Essas características foram herdadas pelo filho, que nasceu a 18 de julho de 1853.
Aos treze anos, após concluir seus primeiros estudos, Lorentz ingressou na escola secundária, instituição tão recente na Holanda que em sua classe havia apenas três alunos. Teve a sorte de encontrar bons professores que o ensinaram línguas estrangeiras e, melhor ainda, matemática e física, suas disciplinas prediletas. A seguir, para entrar na Universidade de Leiden, teve de
estudar, sem qualquer ajuda, as línguas clássicas. Em pouquíssimo tempo, aprendeu-as para nunca mais esquecê-las: quarenta anos depois ainda compunha versos latinos.

                                 (Leiden)

Foi em Leiden que Lorentz travou seu primeiro contato com os trabalhos de Maxwell (furtando, aliás, algumas obras dele da biblioteca do laboratório de física da universidade).
Terminada a primeira etapa de seu curso universitário (correspondente ao atual curso de graduação), Lorentz retornou à cidade natal, Arnheim, onde conseguira emprego de professor num curso noturno Isso lhe deixava o período diurno para o trabalho de elaboração de sua tese de doutoramento.
Em 1875, Lorentz viu recompensados seus esforços: conseguiu a láurea e duas ótimas propostas. A Universidade de Utrecht ofereceu-lhe a cadeira de matemática e a de Leyden a de física teórica, pela qual optou.
Como gostava de ensinar, estendeu as lições de física teórica à física experimental, seguindo pessoalmente os exercícios práticos. Ministrou ainda durante muitos anos um curso de física para médicos, pelo qual foi homenageado com o título de doutor honoris causa em medicina, quando de seu qüinquagésimo aniversário de doutoramento. Em 1905, Lorentz recusou uma oferta da Universidade de Munique, apenas para não deixar a Holanda. O governo premiou esta decisão dispensando-o, em parte, de suas obrigações de professor, a fim de que pudesse dedicar-se principalmente a estudos e pesquisas. Dando, assim, uma única aula por semana, que era registrada para publicação, lecionou até poucas semanas antes de sua morte.
Aliás, a idade nunca foi obstáculo para Lorentz: em 1918, presidiu o comitê para drenagem do Zuiderzee (um profundo golfo holandês), constituído para estudar a construção de um novo dique no lugar do velho. A nomeação muito honrou Lorentz, que, no entanto, não a. considerou apenas decorativa. Lançou-se com vigor ao trabalho, a despeito de seus 65 anos. Estudando os ventos, as correntes e as marés, concluiu que a nova bacia poderia conter mais água do que se previra, mesmo construindo-se um dique de menor volume. Sem nem chegar a ver a obra concluída, poupou 15 milhões de florins ao governo holandês, cujo Serviço de Águas emprega até hoje seus métodos.
As obras de Maxwell, surrupiadas do laboratório, frutificaram nas mãos de Lorentz: assimilou-as tão bem que não só dominou a teoria dos fenômenos eletromagnéticos como fê-la progredir, ordenando-a. Maxwell estabelecera de forma generalizada suas leis do eletromagnetismo. Elas serviam, por exemplo, para predizer o movimento de um elétron sujeito a um campo magnético, para explicar a reflexão de uma onda eletromagnética ou para descrever a interação entre cargas elétricas e radiações eletromagnéticas.
Restava, portanto, todo o problema – enfrentado e em parte resolvido por Lorentz – de prever as leis da óptica física através das equações gerais do eletromagnetisino. Ele perguntou-se sobre o que acontece se a onda eletromagnética for um feixe luminoso que atravessa a matéria (um cristal, por exemplo); especulou sobre a ação dos elétrons sobre uma onda incidente. Como decorrência desses estudos, Lorentz elaborou a teoria dos osciladores eletrônicos. Pela observação de um elétron vibrante em presença de um campo magnético, ele conseguiu explicar e analisar teoricamente certos aspectos do efeito Zeeman – o fenômeno da decomposição de cada raia do espectro de emissão de um átomo em diversas outras (multiplets), quando esse átomo está imerso em um campo magnético muito intenso.
Em determinadas condições, entretanto, cada raia de emissão de um átomo pode dar origem simplesmente a um triplet (três linhas muito próximas). Lorentz conseguiu interpretar este fenômeno: por isso, o triplet correspondente é chamado triplet normal de Lorentz e, devido a esse trabalho, Lorentz dividiu com Zeeman o Prêmio Nobel de Física de 1902.
Os físicos teóricos são criticados por saberem explicar qualquer fenômeno, e se restringirem apenas a isso. Lorentz, porém, foi adiante: previu que a luz correspondente às linhas nas quais se desdobram as raias espectrais de um átomo no qual se provocou o efeito Zeeman deve ser polarizada.
Outros casos do efeito Zeeman, como o efeito Zeeman anômalo e o correlato efeito Paschen-Back, só ganharam explicação muito mais tarde, quando Uhlenbeck e Goudsmit, em 1925, introduziram a teoria do spin.
Ao estudar as radiações visíveis, Lorentz encontrou uma fórmula que foi descoberta quase ao mesmo tempo por um outro físico, o dinamarquês Ludwig Valentin Lorentz. Hendrik, longe de se aborrecer com isto, comentava reiteradamente ser um dos protagonistas de um acontecimento inusitado e que talvez jamais se repetisse: dois físicos com o mesmo nome descobrirem simultaneamente a mesma lei.

Salienta-se na obra do pesquisador a descoberta da chamada transformação de Lorentz, que serviu de base para a teoria da relatividade restrita. Tentando explicar os resultados negativos da experiência de Michelson e Morley (que procuravam estabelecer a existência de um sistema referencial universal), Lorentz introduziu a hipótese de que os comprimentos dos corpos sofrem uma contração ao longo da direção da velocidade com que se movem em relação ao observador – a contração de Lorentz. Posteriormente, foi levado a reconhecer que, para conservar verdadeiras as equações de Maxwell, a transformação de coordenadas de um sistema para outro devia obedecer certas equações; definiu então as transformações de Lorentz. Foi Einstein, no entanto, quem deu nova fundamentação teórica a todas essas idéias, mostrando ser necessária uma revisão até certo ponto radical dos conceitos de tempo e espaço.
Mais que seu olhar, vivo e penetrante, e sua estrutura média, eram características de Lorentz a sua grande afabilidade e cortesia, que transpareciam em seu sorriso benevolente.
Já célebre, realizou viagens pelo mundo, principalmente para participar de reuniões internacionais. Muitas vezes dirigia tais encontros, pois à sua estatura científica aliavam-se seus conhecimentos lingüísticos e habilidade diplomática. Em 1911, 1913, 1921, 1924 e 1927 dirigiu as reuniões de cúpula da sociedade científica Salvay. Tornou-se também presidente do Comitê da Sociedade das Nações. Após sua morte, ocorrida em Haarlem, a 4 de fevereiro de 1928, instituiu-se uma fundação que leva seu nome e que se dedica ao progresso da física. Contou com preciosos colaboradores (entre os quais a filha e o genro), mas sempre preferiu o trabalho realizado em silêncio e no isolamento.
Fonte:
http://br.geocities.com/saladefisica3/biografias/lorentz.htm

Experimento de Rutheford.

O EXPERIMENTO de RUTHEFORD feito novamente, diante de seus olhos. Um dos clássicos e folclóricos experimentos da história da química, que provou a existência de um núcleo massivo, compacto, positivamente carregado e muito pequeno, no interior do átomo.
Veja como o espalhamento de partículas alfa através da folha de ouro ajudou-nos a conhecer o átomo.
Com legendas em pt (use função CC do player).

A utilização do elemento Tecnécio-99m no diagnóstico de patologias e disfunções dos seres vivos

Elaine Bortoleti de Araújo

Originalmente publicado em Cadernos Temáticos Química Nova na Escola, n. 6, julho 2005

Apoio: Sociedade Brasileira de Química

Edição: Leila Cardoso Teruya

Coordenação: Guilherme Andrade Marson

Radiofármacos para diagnóstico e terapia

Um radiofármaco é uma substância que, por sua forma farmacêutica, quantidade e qualidade de radiação, pode ser utilizada no diagnóstico e tratamento de seres vivos, qualquer que seja a via de administração utilizada. De forma mais simples, podemos dizer que radiofármacos são moléculas ligadas a elementos radioativos (radioisótopos ou radionuclídeos), constituindo dessa forma fármacos radioativos que são utilizados em uma especialidade médica denominada Medicina Nuclear. Os radiofármacos são utilizados em quantidades traços (traçadores radioativos) com a finalidade de diagnosticar patologias e disfunções do organismo. Em menor extensão, são aplicados na terapia de doenças, particularmente no tratamento de tumores radiosensíveis.

Quando a finalidade é diagnosticar patologias, como por exemplo o infarto do miocárdio ou uma disfunção renal, utiliza-se, na composição dos radiofármacos, radionuclídeos emissores de radiação gama. A radiação gama é uma onda eletromagnética e, portanto, apresenta grande penetrabilidade nos tecidos e baixo poder de ionização quando comparada às radiações particuladas, representadas pela emissão, pelo núcleo dos átomos radioativos, de partículas alfa (α) ou de négatrons (β–). O menor poder de ionização da radiação gama minimiza a dose de radiação absorvida pelo paciente. Radionuclídeos emissores de radiação gama, tais como o tecnécio-99m, iodo-123, índio-111, galio-67 e o tálio- 201, entre outros, são utilizados na composição de radiofármacos para diagnóstico.

Quando a finalidade é terapêutica, o efeito deletério da radiação é utilizado para destruir células tumorais. Nesse caso, os radiofármacos são compostos por radionuclídeos emissores de radiação particulada, (α ou β–), que possuem pequeno poder de penetração mas são altamente energéticas, ionizando o meio que atravessam e causando uma série de efeitos que resultam na morte das células tumorais. Como exemplo de radionuclídeos emissores de radiação β–utilizados em terapia, podemos citar o iodo-131, ítrio-90, lutécio-177, rênio-188, estrôncio- 90 e o samário-153, entre outros.

A maioria dos procedimentos realizados atualmente em Medicina Nuclear tem finalidade diagnóstica. O paciente recebe uma dose de um radiofármaco composto por um radionuclídeo gama emissor, e é posteriormente examinado por um equipamento capaz de detectar a radiação oriunda do paciente e convertê-la em uma imagem que representa o órgão ou sistema avaliado. Esses equipa-mentos são denominados câmarasgama ou câmaras de cintilação, e nesse caso adquirem imagens cintilográficas em um único plano. Mas podem ainda estar associados a tomógrafos, que permitem a aquisição de imagens em cortes, possibilitando a avaliação de um órgão em toda a sua profundidade. As imagens tomográficas em Medicina Nuclear são denominadas SPECT, sigla do inglês “Single Photon Emission Computer Tomography” ou seja, Tomografia Computadorizada por Emissão de Fóton Único. Dessa forma, todo exame em Medicina Nuclear inicia-se com a administração do radiofármaco ou fármaco radioativo. Podemos dizer que o radiofármaco é uma das principais ferramentas de trabalho do médico nuclear.

Desenvolver e produzir radiofármacos significa estudar, entre outras coisas, a química da interação entre elementos radioativos e diferentes moléculas (substratos ou ligantes), para a preparação de compostos radioativos com afinidade e especificidade por diferentes órgãos, sistemas ou patologias. Os substratos para radiofármacos são geralmente compostos orgânicos, mas também podem constituir-se de espécies coloidais ou particuladas, proteínas (anticorpos ou peptídeos) ou mesmo células, como as células vermelhas e brancas do sangue.

A natureza do ligante geralmente determina a especificidade do radiofármaco. Outras vezes, a ligação do elemento radioativo ao substrato promove alterações nas propriedades químicas e, conseqüentemente, nas propriedades biológicas do composto. Dessa forma, após o estudo da ligação do elemento radioativo ao substrato, o desenvolvimento de um radiofármaco não pode prescindir dos estudos de distribuição biológica em animais de experimentação, de modo a determinar a eficácia da distribuição ou a especificidade biológica.

Atualmente, o radionuclídeo mais importante para a preparação de radiofármacos com finalidade diagnóstica é o tecnécio-99m (99mTc).

Ao propor a Tabela Periódica dos elementos em 1869, Mendeleev deixou vários lugares vazios para os elementos até então desconhecidos e previu que os espaços abaixo do manganês, correspondentes aos números atômicos 43 e 75, seriam eventualmente ocupados por elementos parecidos a este e, por isso, chamou-os de ekamanganês e dvimanganês (Murphy e Ferro Flores, 2003).

O elemento de número atômico 43, que ficava entre o manganês e o rênio, foi descoberto em 1937 por Carlo Perrie e Emilio Gino Segrè. Após a Segunda Guerra Mundial, o elemento foi batizado com o nome de tecnécio. Esse nome vem do adjetivo grego technetos ou artificial, e foi utilizado pelo fato de o tecnécio ter sido o primeiro elemento químico preparado artificialmente (Murphy e Ferro Flores, 2003).

O tecnécio (Tc) é um metal da segunda série de transição da Tabela Periódica, pertencente à família 7B, e está localizado entre o molibdênio e o rutênio e entre o manganês e o rênio (Murphy e Ferro Flores, 2003).

Figura 1: Esquema de decaimento do 99 Mo.

Figura 1: Esquema de decaimento do 99Mo.

Até o momento, todos os isótopos conhecidos do tecnécio são radioativos, desde o tecnécio-90 ao tecnécio-110, e incluem oito pares de isômeros nucleares, entre eles 99mTc-99Tc (Murphy e Ferro Flores, 2003). Isômeros nucleares são nuclídeos que se diferenciam apenas pelo seu conteúdo energético. O nuclídeo no estado mais energético (metaestável), libera energia eletromagnética (radiação gama) na transição para um estado isomérico de energia mais baixa.

O tecnécio-99m é um radionuclídeo que apresenta características físicas ideais para utilização em Medicina Nuclear Diagnóstica: é mono- emissor gama de baixa energia (140 keV), possui tempo de meia-vida físico relativamente curto (6,02 h, ou seja, a cada intervalo de 6,02 h a atividade de uma amostra de tecnécio- 99m decai pela metade), e não emite radiação do tipo particulada (α ou β–). Essas características físicas, em conjunto, possibilitam a aquisição de imagens cintilográficas com excelente resolução, utilizando-se os equipamentos de detecção de radiação atualmente disponíveis, sem comprometimento dosimétrico para o paciente. Assim, a grande maioria dos radiofármacos utilizados atualmente são preparados a partir desse radionuclídeo (Saha, 1998).

Figura 2: Gerador de 99 Mo- 99m Tc de coluna cromatográfica IPEN-TEC (Fonte: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – IPEN).

Figura 2: Gerador de 99Mo-99mTc de coluna cromatográfica IPEN-TEC (Fonte: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – IPEN).

O tecnécio-99m é produto do decaimento radioativo do molibdênio-99. Cerca de 87,5% dos átomos de 99Mo de uma amostra desintegramse por emissão de radiação β– e originam núcleos de 99mTc que, por sua vez, desintegram-se por emissão de radiação gama para originar o 99Tc, o qual se desintegra a 99Ru (estável) (Figura 1) (SAHA, 1998). Dessa forma, 99Mo é chamado de elemento “pai” e 99mTc de elemento “filho”. 99Mo e 99mTc formam um par radioativo em equilíbrio transiente, já que o tempo de meia-vida físico do pai é cerca de dez vezes maior que o do filho. Esse equilíbrio possibilita a fabricação do sistema gerador de radionuclídeo de 99Mo-99mTc.

Por meio do sistema gerador de 99Mo-99mTc, o elemento tecnécio-99m pode ser facilmente disponibilizado no hospital ou serviço de Medicina Nuclear. O gerador é um sistema fechado, composto por uma coluna cromatográfica de óxido de alumínio (Al2O3), na qual é depositada uma atividade conhecida de 99Mo. 99Mo desintegra-se na coluna e origina o 99mTc. Fazendo-se passar através da coluna uma solução salina estéril (solução NaCl 0,9%), coleta-se no líquido eluente somente o tecnécio- 99m na forma de pertecnetato de sódio (Na+TcO4), enquanto que o 99Mo permanece adsorvido à coluna de alumina (Figura 2) (Saha, 1998).

Após um período de crescimento ideal (aproximadamente 24 h), o gerador pode ser novamente eluído com rendimento teórico máximo de tecnécio-99m. A vida útil de um gerador pode variar de uma semana a 15 dias, dependendo da carga inicial de 99Mo. A cada dia, uma atividade menor de tecnécio-99m é eluída, devido ao próprio decaimento do elemento pai.

Radiofármacos de tecnécio-99m

A própria solução de pertecnetato de sódio eluída do gerador constitui-se em um radiofármaco. Administrada intravenosamente, permite a aquisição de imagens das glândulas tireóide e salivar, sendo também utilizada em estudos de fluxo sanguíneo e pesquisas de sangramento oculto. Entretanto, a grande utilidade da solução de Na99mTcO4 está no seu uso na marcação de moléculas, resultando em diversos radiofármacos com especificidade por diferentes órgãos e sistemas do organismo.

Para que ocorra a ligação do elemento tecnécio às diversas moléculas, temos que considerar a química do elemento, que é muito complicada devido a seus múltiplos estados de oxidação. O tecnécio pode apresentar estados de oxidação que vão de 3, 1 e 1+ a 7+, sendo mais freqüentes os estados de oxidação 7+, representados pelos heptaóxidos e pelos permetalatos, e 4+, nos dióxidos, tetracloretos e halogenometalatos (Murphy e Ferro Flores, 2003).

Na forma de pertecnetato de sódio, o Tc apresenta estado de oxidação 7+, bastante estável em solução aquosa. Apesar dessa estabilidade, nesse estado de oxidação o tecnécio não pode se ligar às moléculas de forma a constituir radiofármacos de interesse. Torna-se necessária a redução do Tc(VII) para estados oxidação mais baixos, como 3+, 4+ ou 5+ (Murphy e Ferro Flores, 2003).

Com base nesses conhecimentos, uma série de reagentes para pronta marcação com tecnécio-99m foram desenvolvidos e encontram-se disponíveis comercialmente. Esses reagentes são constituídos pelo ligante ou molécula que se pretende ligar ao tecnécio-99m e por um agente redutor, sendo que o mais comumente empregado é o cloreto estanoso (SnCl2). Os íons Sn+2 promovem a redução do Tc+7 para estados de oxidação mais favoráveis à incorporação do metal, que poderá se ligar a uma ou mais moléculas do ligante, formando complexos com diferentes números de coordenação (Murphy e Ferro Flores, 2003).

TcO4 + Sn+2 + 8H+ + 1e→ Tc+4 + Sn+4 + 4H2O

Contudo, o grau de redução dependerá de vários fatores: (1) a relação estequiométrica Sn/Tc; (2) as condições em que se realiza a reação; (3) a presença de um ligante; (4) a natureza química do ligante e (5) oxigênio presente em solução. As moléculas dos ligantes, por sua vez, devem apresentar átomos doadores de elétrons, a exemplo do que ocorre com as oxotioaminas, que se unem ao metal por meio de ligações com átomos de oxigênio, enxofre e nitrogênio.

Vários reagentes para pronta marcação com tecnécio encontram-se disponíveis e são comercializados na forma liofilizada (isentos de água), e sob vácuo ou atmosfera de gás inerte, para conservar as propriedades do agente redutor. Dessa forma, os serviços de Medicina Nuclear podem adquirir os reagentes liofilizados para pronta marcação com tecnécio-99m, bem como o gerador de 99Mo-99mTc, e realizar a marcação de moléculas momentos antes da realização dos exames.

Várias moléculas são excelentes ligantes para o tecnécio-99m com aplicação em Medicina Nuclear diagnóstica. Uma classe importante de ligantes é representada por compostos fosforados como o pirofosfato (H4P2O7), um dímero anidro do ortofosfato; o etano-1-hidroxi-1,1-bifosfonato (HEDP ou EHDP) e o metilenodifosfonato (MDP) (Figura 3) (Murphy e Ferro Flores, 2003; Saha,1998; Welch e Redvanty, 2003).

Figura 3: Estrutura de compostos fosforados para marcação com 99m Tc: pirofosfato (H 4 P 2 O 7 ); metileno-difosfonato (MDP); etano-1-hidroxi-1,1-bifosfonato (EHDP).

Figura 3: Estrutura de compostos fosforados para marcação com 99mTc: pirofosfato (H4P2O7); metileno-difosfonato (MDP); etano-1-hidroxi-1,1-bifosfonato (EHDP).

Não se conhece ao certo a estrutura química dos fosfocomplexos formados pelo tecnécio. O MDP-99mTc parece ser um polímero em que cada átomo de tecnécio se une a dois ligantes e cada MDP coordenado se liga a dois tecnécios e, portanto, o Tc fica rodeado por seis átomos de oxigênio e o mais provável é que o oligômero tenha 4-6 centros de tecnécio (IV) (Figura 4) (Murphy e Ferro Flores, 2003).

Figura 4: Estrutura provável do complexo metileno-difosfonato morfológicas. (MDP)- 99m Tc.

Figura 4: Estrutura provável do complexo metileno-difosfonato morfológicas. (MDP)-99mTc.

O radiofármaco MDP-99mTc deposita-se no osso sadio, com preferência por áreas de crescimento ósseo. Processos inflamatórios e tumores ósseos concentram o radiofármaco em maior quantidade e podem ser facilmente diagnosticados por meio das imagens ósseas cintilográficas de corpo inteiro. O radiofármaco MDP-99mTc é um dos mais utilizados em Medicina Nuclear, particularmente na pesquisa de metástases ósseas em pacientes com câncer.

O ácido dietilenotriamino pentacético (DTPA), o ácido dimercaptosuccínico (DMSA) e o ácido glucoheptônico ou glucoheptonato de sódio (GH) são agentes quelantes que possuem grupos coordenantes tais como amino, tiol, hidroxi ou carboxilato (Figura 5) (Saha,1998; Welch e Redvanty, 2003).

Figura 5: Agentes quelantes para marcação com 99m Tc: ácido dietilenotriamino pentacético (DTPA); ácido glucoheptônico ou glucoheptonato de sódio (GH); ácido dimercaptosuccínico (DMSA).

Figura 5: Agentes quelantes para marcação com 99mTc: ácido dietilenotriamino pentacético (DTPA); ácido glucoheptônico ou glucoheptonato de sódio (GH); ácido dimercaptosuccínico (DMSA).

No caso do DMSA, os grupamentos tiol de duas moléculas coordenam-se a um átomo de Tc (um complexo bis). Em contraste, no GH, dois grupos hidroxila de cada molécula são responsáveis pela complexação (Figura 6) (Murphy e Ferro Flores, 2003).

Figura 6: Complexo de glucoheptonato de sódio (GH)- 99m Tc.

Figura 6: Complexo de glucoheptonato de sódio (GH)-99mTc.

O DTPA interage com o 99mTc reduzido para formar complexos com carga negativa em meio neutro ou levemente ácido. O estado de oxidação do 99mTc no complexo não é conhecido, mas tem sido relatado como III, IV e V ou uma combinação destes.

Os três radiofármacos são utilizados em estudos renais. O DTPA-99mTc é utilizado para avaliar a função de filtração glomerular dos rins. DMSA-99mTc e GH-99mTc concentram-se no córtex renal e são utilizados em avaliações anatômicas e morfológicas.

O tecnécio-99m também forma quelatos com compostos aminotiólicos ou tetraamínicos, resultando em complexos lipofílicos que apresentam a propriedade de atravessar a barreira hemato-encefálica, distribuindo-se no tecido cerebral. É o caso do complexo formado com a etilenodicisteína dietil éster (ECD) e com um derivado propileno amino oxima, denominado HMPAO (Figura 7) (Saha,1998; Welch e Redvanty, 2003).

Figura 7: Complexos lipofílicos de etilenodicisteína dietil éster (ECD)- 99m Tc (direita) e de um derivado propileno amino oxima, HMPAO- 99m Tc (esquerda).

Figura 7: Complexos lipofílicos de etilenodicisteína dietil éster (ECD)- 99mTc (direita) e de um derivado propileno amino oxima, HMPAO-99mTc (esquerda).

Esses complexos possibilitam a realização de estudos de perfusão sanguínea cerebral, contribuindo para o diagnóstico de morte cerebral, bem como na investigação de inúmeras patologias relacionadas ao sistema nervoso central, tais como o mal de Parkinson e a doença de Alzheimer.

Um complexo catiônico hexacoordenado de carga final +1 é formado quando seis moléculas da isonitrila 2-metoxi-2-isobutil isonitrila (MIBI) ligam-se a um átomo de Tc. O radiofármaco assim constituído denominase hexamibi-99mTc (Figura 8) e é utilizado em estudos de perfusão do miocárdio para detecção de anormalidades como o infarto do miocárdio (Saha,1998; Welch e Redvanty, 2003).

Figura 8: Complexo de isonitrila 2-metoxi-2-isobutil isonitrila (MIBI) contendo seis (hexa) ligantes HEXAMIBI- 99m Tc.

Figura 8: Complexo de isonitrila 2-metoxi-2-isobutil isonitrila (MIBI) contendo seis (hexa) ligantes HEXAMIBI-99mTc.

O tecnécio-99m pode também se ligar a espécies coloidais ou particuladas. Colóides pré-formados de sulfeto de antimônio (Sb2S3) ou nanocoloides obtidos a partir de soro albumina humana (SAH) podem ser posteriormente marcados com 99mTc.

Colóides de enxofre ou de estanho são formados durante a redução do 99mTcO4 em presença de tiossulfato ou cloreto de estanho. As preparações coloidais radiomarcadas são utilizadas para obtenção de imagens do fígado, baço e medula (Murphy e Ferro Flores, 2003).

Partículas maiores, formadas a partir de SAH, podem constituir macroagregados (MAA) de tamanho de 10 a 90 μm que, marcados com 99mTc, são utilizados para mapeamento pulmonar.

Na busca por radiofármacos cada vez mais específicos, com especial interesse para o diagnóstico de diferentes tipos de tumores, vários radiofármacos de tecnécio vêm sendo propostos, constituídos de ligantes protéicos. Tais proteínas são representadas por anticorpos monoclonais e peptídeos que reconhecem algum antígeno de superfície ou receptor presente na célula tumoral. Marcadas com tecnécio-99m e administradas ao paciente, essas moléculas reconhecem e se ligam às células tumorais, possibilitando o diagnóstico precoce do câncer bem como o acompanhamento de recidivas póstratamento. Tais radiofármacos são chamados de receptor-específicos (Murphy e Ferro Flores, 2003; Comet e Vidal, 1998).

Muitos ligantes foram estudados para marcação com 99mTc e apresentam utilidade real em Medicina Nuclear Diagnóstica. Uma vantagem inerente dessa técnica diagnóstica é a de ser um procedimento não invasivo que possibilita uma avaliação anatômica ou morfológica dos órgãos e, principalmente, uma avaliação funcional dos mesmos.

A busca pela especificidade no diagnóstico movimenta pesquisas no mundo todo para o desenvolvimento de novos radiofármacos, com grande interesse por radiofármacos de tecnécio-99m, em razão das propriedades físicas ideais deste radionuclídeo, além da disponibilidade do uso através dos sistemas geradores e custo relativamente baixo. Nesse sentido, o conhecimento da química de coordenação do tecnécio é imprescindível para o desenvolvimento de tais radiofármacos, contribuindo para um dos aspectos do conhecimento multidisciplinar envolvido nesta ciência denominada Radiofarmácia.

  • Referências

    1. COMET, M. e VIDAL, M. Radiopharmaceutiques – chimie des radiotraceurs et applications biologiques. Grenoble: Presses Universitaries de Grenoble, 1998.

    2. MURPHY, C.A. e FERRO-FLORES, G. Compuestos de tecnecio. 1a ed. México: Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, 2003.

    3. SAHA, G.B. Fundamentals of nuclear pharmacy. 4a ed. EUA: Springer, 1998. WELCH, M.J. e REDVANTY, C.S. Hand-book of radiopharmaceuticals – Radio-chemistry and Applications. Inglaterra: John Wiley & Sons Ltda, 2003.

O que acontece dentro do acelerador de partículas brasileiro?

Por – Leo Martins 22 mai, 2012 – 03:42

A 118 quilômetros de São Paulo existe, em Campinas, o único acelerador de partículas da América Latina. Desde já, saiba que é maldade compará-lo ao todo poderoso LHC, mas o LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron) e seu acelerador UVX fazem algumas coisas bem animais. E nós fomos visitá-los para entender o que acontece quando alguém aperta o play e as partículas começam a rodar loucamente em uma gigantesca estrutura circular.

O LNLS faz parte de um pólo de pesquisas chamado CNPEM (Centro Nacional de Pesquisas em Energias e Materiais), localizado em um local afastado da cidade de Campinas. O local, sem fins lucrativos, foi criado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia e abriga quatro grandes centros de pesquisa: o LNBio, de biociências; o CTBE, de bioetanol; o LNNano, focado em nanotecnologia; e o já citado LNLS, que conta com um síncrotron. Passeando pelas instalações, é fácil lembrar de vários cenários do jogo GoldenEye 007, aquele clássico que você jogou até desmaiar com seus primos (Facility, saudades).

Mas calma lá. O que diabos é um síncrotron?*

O sícrotron é essa estrutura que você vê na foto inicial. Aquilo é um acelerador de partículas, com 30 metros de diâmetro. Porém, tudo começa mais embaixo: enterrado no chão do sícrotron há um acelerador linear, que dispara os pacotes de elétron no anel central. Lá, os elétrons ficam correndo loucamente até atingirem algo próximo à velocidade da luz. E aí a corrida de verdade acontece.

Ao atingir a velocidade ideal, o elétron entra no anel síncrotron. Mas diferente daquele autorama simples que eu tinha quando era pequeno, os elétrons não correm com tanta facilidade na pista. O motivo? Eles não sabem fazer curva (tudo bem, eu também não sabia). E se um elétron encosta em qualquer uma das paredes do anel, ele perde força, o experimento é abortado e é bem caro começar tudo de novo.

A solução para curvas é também o que faz com que o LNLS seja tão importante: ao adicionar eletroímãs nos pontos de curva, o anel não só deixa o elétron girando como uma massa teleguiada. Ele também recolhe o material essencial das pesquisas, a radiação síncrotron.

O anel do LNLS tem objetivo bem diferente do LHC. O segundo trabalha com os extremos da física nuclear. Mexendo com partículas subatômicas e atingindo forças de mais de 130 GeV (a energia de um elétron acelerado por uma tensão de 130 bilhões de Volts), o LHC quer explorar um universo que ainda é um mistério para nós, como a matéria negra, o Bóson de Higgs e outras maluquices — e se essa parte lhe interessa, recomendamos a leitura sobre o que aconteceu no Phenomenology 2012 Symposium.

A proposta do LNLS é outra. Diversas fabricantes de todo o tipo de material imaginado precisam de novos estudos em busca de melhores materiais — mais baratos, menos poluentes, mais maleáveis etc. E ter uma estrutura sem fins lucrativos que conta com uma máquina de US$250 milhões pronta para pesquisar tais materiais é ótimo.

Calma, é só uma das linhas de luz que recebe o espectro

E é assim que chegamos à radiação síncrotron. Toda vez que o elétron é desviado por um eletroímã, ele deixa um vestígio. Tal espectro é encaminhado para sua linha de luz correspondente. Imagine como um arco-íris: cada feixe de radiação corresponde a um tipo de pesquisa de material. A partir daí, análises são feitas em aplicações como, por exemplo, proteínas e cristais. Enquanto um arco-íris tem um espectro de cores, o síncrotron é capaz de selecionar a “cor” e até mesmo a polarização da radiação criada.

Porém, o anel brasileiro está atrasado. É, juro. Nosso anel de sícrotron é de segunda geração. Isso significa que nossos elétrons conseguem gerar uma energia de apenas 1.37 GeV. Em países como França e Inglaterra, o anel de síncrotron de terceira geração atinge até 3 GeV. Na prática, isso significa que o espectro gerado pelos franceses e ingleses é muito mais preciso e detalhado do que o emitido aqui. Harry Westfahl, vice-diretor científico do LNLS, diz que a diferença das imagens chega a seis graus de diferença: enquanto conseguimos enxergar os espectros gerados na casa dos milímetros, um síncrotron de terceira geração é tão detalhista que chega na casa dos nanômetros.

Então, qual a solução? Sirius. O nome da solução é Sirius.

O projeto Sirius

O projeto Sirius é o próximo passo do Brasil no estudo de elétrons, partículas e materiais com um acelerador de partículas. E é a grande empolgação de quem trabalha no LNLS: um síncrotron de terceira geração, cinco vezes maior do que o anel atual.

Para se ter uma ideia, o acelerador atual caberia no meio do anel da foto acima, a concepção artística do Sirius. A expectativa é a de que o local tenha 31 mil metros quadrados e conte com 40 linhas de luz para captação dos espectros, que poderão ser analisados com mais precisão. Segundo o LNLS:

“Apesar da alta confiabilidade, a atual fonte Síncrotron, de 2ª geração, possui limitações que inviabilizam sua utilização em um grande número de aplicações relevantes para futuros projetos de ciência e tecnologia. Sirius, de 3ª geração e raios X altamente energéticos, terá parâmetros semelhantes ou superiores às modernas instalações do mundo, abrindo novas oportunidades para a pesquisa brasileira.”

Na prática, o Sirius aumentaria o número de empresas interessadas no uso do país como campo de pesquisas — gigantes como a General Electric e a IBM usam a luz de síncrotron para pesquisas de materiais. A capacidade de pesquisas por ano também saltaria de 1.600 para 2.700 — hoje, empresas ficam na fila para poder usar o UVX. Ou seja: o Sirius quer “internacionalizar” o Brasil no assunto, colocá-lo no mapa quando o assunto for acelerar partículas.

No entanto, o Projeto Sirius, por enquanto, ainda está no papel e a previsão para o término de sua construação é apenas em 2016. E ele já vem sendo divulgado e prometido pelo menos desde 2010. Mas O CNPEM e o LNLS têm motivos para se empolgar: a instalação é um dos carros-chefe do Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação.

Conversando com funcionários do LNLS, a sensação é de que a troca de Aloísio “Fábrica-de-iPads” Mercadante por Marco Antonio Raupp é mais um motivo para empolgação com o projeto: Raupp é físico e já deixou claro que quer estimular o investimento em ciência, principalmente em iniciativas que envolvam parcerias com empresas. Em janeiro, questionado pela Folha sobre projetos como Sirius, Raupp disse que tais projetos são importantes para a ciência brasileira, e que “é preciso viabilizá-los, mesmo que seja preciso distribuir o orçamento em vários anos”.

O Projeto Sirius foi orçado em US$207 milhões, pouco mais de R$400 milhões. A promessa do Ministério é a de que neste ano sejam liberados pelo menos R$35 milhões para o início das obras, que ocupará um grande espaço no CPNEM. O pólo argumenta que o valor é ínfimo: equivale a 0,01% do PIB em 2010, e 1,7% dos gastos federais em ciência e tecnologia no mesmo ano.

Teremos que esperar bons anos para ver o Sirius em ação. E, não, ele não encontrará o Bóson de Higgs. Mas, com sorte, ele ajudará o Brasil a se firmar em um cenário onde ainda estamos devendo um bocado. E em 2016 nós voltamos lá para ver se a promessa se concretizou.


*Se etimologicamente a palavra síncrotron também lhe deixa curioso, nosso amigo físico Pedro Augusto explica detalhadamente de onde veio o nome desse monstrinho:

“A diferença entre o síncrotron e seu irmão mais velho, o cíclotron, é que o segundo acelerava prótons (bem mais pesados que os elétrons) entre duas cavidades semicirculares em que a direção de um campo elétrico é alternada constantemente, fazendo com que os prótons ganhem velocidade a cada passagem por uma dessas cavidades, enquanto um campo magnetico é responsável por mantê-los em uma órbita circular estável.

O problema é que quando uma partícula alcança velocidades próximas à da luz, os efeitos relativísticos começam a aparecer, e a partícula fica mais ‘pesada’, portanto mais difícil de ser acelerada a cada um ciclo desses. Isso, somado à perda de energia do elétron em forma de radiação eletromagnética em razão de estar sendo acelerado em uma órbita, causa uma dessincronia entre a frequência desses elétrons no acelerador e o próprio acelerador. É como se quanto mais rápida ela ficasse, mais lenta ela ficasse. A solução pra isso é sincronizar os cíclos com esses efeitos relativísticos dando a cada ciclo um pouco mais de energia para a particula. o resultado final é que a particula dá uma volta completa no acelerador sempre com a mesma duração de tempo, e assim todos ficam feliz. Daí o nome: SÍN-CRO-TRON!”

Mecanismos de reação.

SN2: Substituição nucleofílica bimolecular

De uma forma geral, quando um nucleófilo encontra um haleto de alquila ele pode fazer duas coisas: atacar o carbono diretamente e deslocar o íon haleto, ou atuar como uma base, induzindo a de-hidro-halogenação do haleto de alquila e produzir um alceno. O último caso, refere-se à eliminação bimolecular (E2). O primeiro, à substituição nucleofílica bimolecular – SN2.

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Mas a pergunta é: por quê cargas d’água iria um nucleófilo atacar um carbono?! A resposta está no simples fato de que cargas opostas se atraem. Um nucleófilo é uma espécie química que é atraída por cargas positivas – algumas vezes, chega a possuir, de fato, carga negativa. Como o grupo de saída ligado ao carbono que irá sofrer o ataque do nucleófilo invariavelmente saca elétrons do carbono, deixa-o com uma carga parcialmente positiva – um forte candidato para a substituição nucleofílica.

Mec.ANIMAÇÃO:// SN2

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Veja uma simulação da reação SN2: click na figura acima!

O ataque do nucleófilo sempre é ao longo do eixo de ligação C-X – o caminho de menos energia para a reação. Uma das principais características da SN2 é que o processo provoca uma inversão da configuração do átomo de carbono ligado ao grupo de saída (inversão de Walden). Se o reagente de partida for um composto quiral e na forma pura, o produto também será quiral, mas com a configuração oposta. Por exemplo: a reação entre o íon acetato e o (S)-2-bromo-1-fenilpropano produz o composto (R)-2-acetato-1-fenil-propano.
A inversão da estereoquímica em átomos de carbonos assimétricos durante uma reação SN2 é um forte indício de que a reação passa por um
mecanismo concertado
, envolvendo a formação de um estado de transição onde o átomo de carbono faz “5 ligações”! Na verdade, existe a formação de duas ligações parciais (Nu-C e C-X).
Outro detalhe importante nesta reação é que
não se observa a formação de um intermediário iônico. Como consequência, nos casos onde, via SN1, o haleto de alquila formasse um carbocátion primário – altamente instável – as reações parecem optar pelo mecanismo SN2. Em solventes menos polares, também, onde o carbocátion do SN1 é pouco estável, a reação ocorre preferencialmente via SN2.

Efeitos que influenciam o mecanimos SN2

Solventes

Nucleófilo

Grupo de saída

Os solventes próticos, com grupos N-H ou O-H, não são favoráveis ao mecanismo SN2, pois estabilizam o nucleófilo. Para satisfazer este mecanismo, o ideal é o uso de solventes polares apróticos, que, embora não establizem tanto o nucleófilo, podem estabilizar o grupo de saída, deslocando o equilíbrio para a direita.

Nucleofilicidade não é sinônimo de basicidade: é a velocidade de ataque de um nucleófilo sobre um carbono eletrófilo. Por exemplo: o t-butóxido é uma base forte mas um péssimo nucleófilo, devido a impedimentos estéricos ao ataque. Para favorecer o mecanimo SN2, o nucleófilo deve ser forte ou moderado.
Nucleófilos bons:
MetO
, HO, I, CN
Nucleófilos ruins:
MetOH, H
2O, F, HCN

O grupo de saída é extremamente importante neste mecanismo. Um bom grupo de saída deve possuir um ânion estável após deixar o carbono. Os haletos são excelentes grupos de saída, por que eles atendem aos principais requisitos:
1. capacidade de sacar elétrons do carbono
2. não ser uma base forte ao deixar o C
3. ser polarizável (para estabilizar o estado de transição)
Os haletos atendem a estes critérios, mas um dos melhores grupos de saída é o tosilato (um tioéster) que, devido à ressonância do anel, possui um ânion muito estável.

 

SN1: Substituição nucleofílica unimolecular

Os produtos de uma reação SN1 são similares aos da reação SN2, mas o mecanismo é completamente diferente. Nesta reação, não ocorre inversão do configuração do carbono eletrófilo, e pode acontecer rearranjos do carbocátion: neste mecanismo, há a formação de um intermediário iônico.

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Embora a velocidade da reação dependa da concentração do substrato, a alteração da concentração do nucleófilo não tem qualquer efeito na velocidade da reação. Isto significa que a etapa limitante não envolve a participação do nucleófilo. Neste mecanimo, a velocidade segue a seguinte lei: v=k.[substrato].

Mec.ANIMAÇÃO:// SN1

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Veja uma simulação da reação SN1: click na figura acima!

Como o nucleófilo não participa da etapa limitante da velocidade, a nucleofilicidade do nucleófilo não tem efeito sobre a reação: isto significa que nucleófilos pobres, como água e álcools, podem reagir via SN1.

Esta reação envolve a formação de um carbocátion na etapa determinante da velocidade. Neste caso, podem ocorrer
rearranjos na estrutura do carbocátion – como a migração de um grupo metila ou de um próton ligados aos carbonos adjacentes – no sentido da formação do carbocátion mais estável. Por isso, a estrutura do produto nem sempre se assemelha a do substrato de partida.

E1: Eliminação de primeira ordem

A reação de eliminação que ocorre pelo mecanismo E1 passa por uma etapa inicial com a formação de um carbocátion. Esta é a etapa lenta, que envolve o desprendimento do grupo de saída. A etapa seguinte é o ataque do nucleófilo – mas não sobre o carbono e sim sobre um átomo de hidrogênio (próton) ligado ao carbono adjacente. O resultado é a produção de dois carbonos sp2, ou seja, a formação de uma ligação dupla.

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A velocidade da reação depende somente da etapa lenta – não é influenciada pela concentração do nucleófilo. A lei da velocidade, então, é v=k.[substrato].

Mec.ANIMAÇÃO:// E1

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Veja uma simulação da reação E1: click na figura acima!

O solvente ideal para uma reação acontecer via SN1 é um que estabilize o ânion liberado e também o carbocátion formado. O substrato deve ser um carbono altamente substituido: carbonos primários e haletos de metila não reagem via E1. O substrato deve ter um bom grupo de saída, como haletos ou tosilato. A natureza do base não é muito importante, pois esta não participa da etapa lenta. Como a reação ocorre via formação de um carbocátion,

podem ocorrer rearranjos, assim como no caso das reações SN1, no sentido da formação do carbocátion mais estável.

E2: Eliminação de segunda ordem

O termo E2 significa “Eliminação Bimolecular”, ou “Eliminação de segunda ordem”. . Como em qualquer reação de eliminação, o produto tem um grau a mais de insaturação que o substrato de partida. A de-hidro-halogenação de um haleto de alquila, por exemplo, produz um alceno. Em contraste às reações E1, as reações E2 são promovidas por uma base forte: a base é vital para a reação, e está diretamente envolvida na etapa determinante da velocidade. Como a reação é bimolecular, envolve uma cinética de segunda ordem, isto é, duas moléculas precisam colidir para que a reação ocorra. A lei da velocidade para uma reação via E2 é v=k.[substrato].[base]. Como mostra o mecanismo, os átomos H e X precisam estar em carbonos adjacentes, e o ataque da base sempre é antiperiplanar.

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Mec.ANIMAÇÃO:// E2

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Veja uma simulação da reação E2: click na figura acima!

A polaridade do solvente não é muito importante. Tal como na reação E1, o substrato deve ser altamente substituído. Como E2 não passa pela formação de intermediário iônico (carbocátion), não ocorrem rearranjos na estrutura do substrato. Este deve possuir um bom grupo de saída.

Esta reação provoca o surgimento de uma estereoquímica preferencial: se os grupos R ligados ao carbono que possui o grupo X forem diferentes, assim como os grupos R ligados ao carbono que irá perder o hidrogênio, existe apenas uma orientação possível na qual o hidrogênio e o grupo X estão em posição antiperiplanar. Isto pode levar à formação de apenas isômeros R ou S do alceno.

Resumindo…

Em Química Orgânica avançada aprendemos que, de fato, nenhuma reação química ocorre via somente um dos mecanismos vistos acima. No caso de uma substituição, por exemplo, existe sempre uma competição entre SN1 e SN2. Mas, no curso de graduação, aprendemos os mecanismos separadamente – assim teremos já esta “bagagem” quando chegarmos à pós-graduação. De qualquer forma, a tabela abaixo resume as afinidades mecanísticas correlacionadas com a substituição do carbono eletrofílico.

Substrato

Tipo preferencial de reação

SN1

SN2

E1

E2

RCH2X

SN2

não ocorre

altamente favorecida

não ocorre

ocorre com bases fortes

R2CHX

SN2 com nucleófilos não básicos
E2 com bases fortes

pode ocorrer com haletos benzílicos ou alílicos

ocorre em competição com reação E2

pode ocorrer com haletos benzílicos ou alílicos

favorecida quando bases fortes são usadas

R3CX

E2
(SN1 e E1 em solventes não básicos)

favorecida em solventes hidroxílicos

não ocorre

ocorre em competição com reação SN1

favorecida quando bases são usadas

 

Por que a matemática é importante na Física?

 

Essa sempre foi uma questão muito importante para mim. Nunca me conformei com o jeito como a Física é ensinada nem com o conteúdo das apostilas nas escolas públicas, no ensino médio. Não podemos tirar a matemática da Física e, sim, ensiná-la como uma nova linguagem, desde o ensino fundamental, como ensinamos a gramática. Nesse texto do site http://www.quantumdiaries.org/, onde Byron Jennings, um físico nuclear, faz um artigo sobre a importância da matemática e os argumentos racionais da ciência, ele fala exatamente sobre a importância da matemática na Física.

E eu achei muito legal! Vale a pena ler. Por isso traduzi e resumi, mas se quiserem ler na íntegra, entrem no site e leiam esse e outros artigos interessantíssimos do mundo da Física Quântica:

“O papel da matemática e os argumentos racionais da ciência”

Os cientistas usam a matemática para saber como funciona o Universo e, com isso, fazer previsões precisas e, assim, através dela, poderem ser testadas experimentalmente. Mas não é só isso.

Nem toda ciência tem a matemática envolvida e vice-versa. A astrologia, por exemplo, utiliza uma matemática precisa para calcular as previsões planetárias, mas isso não faz dela ciência. Charles Darwin e Carl Linnaeus em suas obras sobre a Classificação dos seres vivos e a Evolução são exemplos de ciência que foram feitas sem muita matemática (nem por isso deixaram de ser ciência).

(A escola de Athenas – no centro Platão e Aristóteles. Fonte:http://polegaropositor.com.br/filosofiadaciencia/dicotomias-sem-nexo/)

Os antigos filósofos gregos Platão e Aristóteles consideravam, também, o uso da matemática para descrever as suas observações.

Galileu foi criticado por usar a matemática para descrever o movimento. No entanto, desde então, o uso da matemática foi utilizado para descrever fenômenos físicos.

O fundamento matemático é um novo conjunto de ideias. Para o nosso propósito, partindo do ponto de vista científico, tudo o que precisamos saber é que nos ajuda a fazer previsões mais precisas. Nós usamos porque funciona. E isso é tudo.

A matemática está tão entrelaçada como parte da Física que se tornou, de fato, uma linguagem. Isso é o que torna a Física verdadeira, a matemática é parte integral do pensamento científico. Quando os físicos discutem, equações fluem. A matemática continua sendo uma ferramenta totalmente integrada no processo da ciência.

Pessoas que não têm uma formação sólida em matemática são, de certa forma, alienadas da ciência. Podem até traduzir a linguagem matemática para a linguagem comum, mas, algo sempre se perde nessa tradução, em se tratando da mecânica quântica – ou ainda, no caso das partículas, na Física Moderna, a coisa é pior – daí surgem absurdos como o nome “partícula de deus”.

Não há “partícula de deus” na matemática, apenas equações elegantes e, realmente, considerando a sua importância, são equações bastante simples. Levantando a seguinte questão: como você realmente entende a Mecânica Quântica? A resposta é clara: estudando a matemática, pois aí é o verdadeiro ponto de entendimento. Não como alguns argumentos metafísicos sobre o mundo.

A lógica pode ou não dar origem à matemática, mas para a física, o que exigimos dela é que seja útil na medida em que nos ajuda a melhorar nossas previsões. Os argumentos racionais disfarçados de lógica muitas vezes se tornam sedutores, mas ilusórios. Ao contrário da matemática, os argumentos não são 100% confiáveis e esse é o maior problema da filosofia.

Filósofos usam argumentos, supostamente racionais e chegam a conclusões diferentes: Platão, Descartes, Hume e Kant tiravam conclusões muito diferentes. Cientistas obrigam-se a se guiar pela observação: isso é que faz com que a ciência seja correta e eficaz.

Na ciência, começamos com uma ideia e desenvolvemos com argumentos racionais e matemáticos. Verificamos com outros colegas para nos convencer se o argumento está 100% correto, em seguida, a experiência é realizada. A filosofia é como a ciência, mas sem a experiência. Talvez a verdadeira definição de um argumento racional seja a experiência e as observações, pois é aquela que produz resultados. Matemática, lógica e os argumentos racionais são apenas um meio para um fim. As produções de modelos nos permitem fazer previsões precisas. E, no final, é só o sucesso das previsões que contam.

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