Contexto
As moléculas muitas vezes não colaboram com os químicos, contando diretamente seus mistérios. Podem não nos fornecer os belos cristaizinhos necessários para a técnica (cristalografia de raio X), mas permita-me contar-lhes uma historinha de como alguns químicos determinaram a estrutura de uma molécula quando não havia uma solução cristalográfica direta disponível. A história foi extraída do trabalho de Jerrold Meinwald, químico orgânico, Thomas Eisner, neurobiólogo, entomologista e fisiologista dos insetos. Os insetos são os maiores químicos mais do que qualquer outra espécie, pois eles usam com êxito moléculas simples e complexas, separadamente e em misturas de tipo perfume, para se comunicarem em questões de alimentação, defesa, reprodução e comportamento.
Na imagem acima é possível observar esses interessantes besouros d’água, que vivem sob a superfície da água. Uma vez que esses besourinhos proliferaram, Eisner concluiu que eles devem ter um mecanismo de defesa contra os seus predadores (peixes e anfíbios) e decidiu determinar qual seria esse mecanismo.
Os besouros dessa família possuem duas glândulas em forma de saco que se abre perto da extremidade abdominal, que se amaçado ou maltratado, o besouro expele uma substância branca e leitosa, que age como um fagoinibidor para os peixes e anfíbios.
Eisner, Meinwald e Opheim isolaram de cinquenta besouros, quatro miligramas de um óleo amarelo que eles chamaram de “gyrinidal”. Partindo dessas pouquíssimas 4 miligramas eles conseguiram determinar a estrutura das moléculas constitutivas do composto vital (para o inseto)
50 besouros (glândulas pigidiais) → 4 mg de óleo amarelo “gyrinidal”
IV: 1680; 1663; 1640; 1618 cm -1
UV: 238(20, 300); 325 (sh.) nm (EtOH)
EM: m/e 234. 1254
234.1256 calc. Para C14H18O3
Como foi observado, as moléculas são extremamente diminutas, mesmo assim existem modos de sondar suas estruturas, as chamadas espectroscopias. Elas atingem as moléculas com luz de uma ou outra cor, e a molécula responde com luz absorvida ou emitida, o que permite ao químico deduzir a estrutura da molécula. Sabemos que a frequência de uma corda de violão retesada depende (a) do comprimento da corda vibrante e (b) da espessura da corda e do material de que é feita. Imagine um estranho violão em uma sala cujo interior não possamos ver. Se conseguirmos fazer com que alguém pegue o violão e toque ele na sala escura, se soubermos a teoria das cordas vibrantes, dos sinais vindos da sala escura, podemos deduzir o comprimento e a espessura das cordas.
IV e UV são abreviaturas, respectivamente e, das espectrografias de infravermelho e de ultravioleta, duas máquinas, duas técnicas, que atingem as ondas de luz e escutam a resposta.
EM é “espectrometria de massa”, um terceiro instrumento. Os números indicam em estenografia espectroscópica o resultado das medições. O espectrômetro de massa, em resumo, pesa a molécula e nos diz com grande precisão que no gyrinidal há 14 carbonos, 3 oxigênios e precisamente 18 hidrogênios.
Mas a pergunta que surge em nossa mente é como esses átomos se ligam entre si? Para responder essa questão Meinwald e Opheim usaram uma outra máquina chamada espectrômetro RMN. Ela mede o campo magnético em cada átomo de hidrogênio que está na molécula. Cada átomo de hidrogênio situado em um ambiente microscópico diferente de outro emite um sinal diferente.
No espectro da molécula de girinidal há um pico nas proximidades de 9.97, outro pico de 1.82 e um em 2.27, em alguma escala. Esses picos são característicos do hidrogênio em diferentes ambientes. Isso é uma evidência que um hidrogênio se ligou a um carbono que, por sua vez, tem um oxigênio ligado a ele (HCO), ao passo que o pico em 1.82 está associado a um hidrogênio ligado a um carbono que não tem um oxigênio ligado a ele mas está ligado a outros dois hidrogênios. Todas essas informações foram como pistas para que os químicos formassem o quebra-cabeça da estrutura da molécula.
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