Funções Oxigenadas - Álcoois

Alcoóis

                                         O álcool etílico está presente nas formulações dos perfumes.

 Álcoois são compostos orgânicos que contêm um ou mais grupos hidroxila (OH) ligados diretamente a átomos de carbono saturados.

H₃C-CH₂-OH

Observação:     Nem todos os compostos que apresentam o grupo oxidrila(OH), podem ser considerados álcoois.
 CH₂ = CH -OH               * Não é um álcool; é um enol (instável), pois o OH está ligado a um carbono insaturado.                                 


Cotidiano     No dia-a-dia quando os jornais, a televisão etc. falam  em álcool, estão se referindo ao álcool comum, de fórmula  CH₃ – CH₂OH, conhecido como álcool etílico e de nome oficial etanol. Além de estar presente nas bebidas “alcoólicas”, o etanol tem largo emprego industrial – como solvente na produção de loções e perfumes e, ainda, como combustível para automóveis. A família dos álcoois, no entanto, é muito mais numerosa e diversificada. Por exemplo, são álcoois (ou têm o grupo funcional dos álcoois) substâncias como: a glicerina, usada em sabões, em cosméticos, nas tintas de impressão gráfica, como aditivo em alimentos etc.; os açúcares, como a glicose, a sacarose etc.; o amido, existente na batata, na mandioca, no trigo etc.; a celulose, presente no papel que usamos diariamente; etc



Nomenclatura (IUPAC) 

     A denominação é realizada trocando-se o final o do nome do hidrocarboneto correspondente pelo sufixo ol. A posição do grupo hidroxila (-OH) deve ser indicada pelo menor número possível.                                       - Prefixo do número de carbonos (met, et, prop, but, …) + tipo de ligações (an, en, in, dien, …) + OL- A numeração da cadeia principal começa da ponta mais próxima à hidroxila. Se a hidroxila estiver exatamente no meio da cadeia, a numeração deverá ser feita de acordo com a insaturação, e por último, pela ramificação.

Nomenclatura usual     A nomenclatura usual é bastante limitada, somente usada nos compostos que são comumente usados em laboratórios: Álcool radical+icoExemplos:

·                     Álcool metílico (metanol)

·                     Álcool etílico (etanol)

·                     Álcool isopropílico (propan-2-ol)

     *Outra nomenclatura, mais antiga, é a nomenclatura de Kolbe. Esse cientista chamava o metanos de carbinol e considerava os demais alcoóis como seus derivados.CH₃OH    carbinol

- Propriedades físicas     Os álcoois geralmente são líquidos (no máximo 10 carbonos no composto) ou sólidos (mais de 10 carbonos).

- Solubilidade em água     A única parte polar dos álcoois é o grupo OH (hidroxila), por isso, quanto mais carbonos o álcool tiver, menor será a solubilidade, pois “semelhante dissolve semelhante” (a água é polar).

- Pontos de fusão e ebulição     Quanto maior for a cadeia do composto, maior será seu ponto de fusão e de ebulição.Classificação dos alcoóisOs alcoóis podem ser classificados segundo vários critérios. Os mais comuns são:·         

De acordo com a cadeia carbônica
CH₃  – CH₂  – CH₂OH                                      CH₂  = CH – CH – CH₃                                                                                                                 |     propan-1-ol                                                                    OH (álcool saturado)                                                                1-buten-3-ol                                                                                     (álcool insaturado)

De acordo com o número de oxidrilas

- monoálcoois ou monóisSão os compostos que apresentam apenas uma hidroxila. Exemplo:
CH₃-CH₂-OH (etanol)CH₃-CH₂-CH₂-OH (propanol-1)
A hidroxila em monoálcoois pode estar ligada à carbono primário, secundário ou terciário, formando assim, álcool primário, secundário e terciário, respectivamente.

- diálcoois ou dióis

Possuem duas hidroxilas. Exemplo:
HO-CH₂-CH₂-OH
Obs: não existem álcoois com duas hidroxilas no mesmo carbono. Quando isso acontece, o composto fica instável, e transforma-se em aldeídos.

- triálcoois ou trióis Possuem três hidroxilas. Exemplo:
e assim por diante: tetróis, pentóis, polióis etc.

         De acordo com a posição da oxidrila

Álcoois primários – apresentam sua hidroxila ligada a carbono na extremidade da cadeia. Possuindo um 

grupo característico – CH₂OH. 

Álcoois secundários – apresentam sua hidroxila unida a carbono secundário da cadeia. Possuindo o 

grupo característico – CHOH.
- Álcoois terciários – apresentam sua hidroxila ligada a carbono terciário. Possuindo o grupo – COH.

                 

A presença dos alcoóis em nossa vida

                                                                                 Metanol
O metanol, ou ainda o álcool da madeira, pode ser preparado pela destilação seca de madeiras, seu processo mais antigo de obtenção, e de onde, durante muito tempo, foi obtido exclusivamente.
     Atualmente é obtido pela reação do gás de síntese (produzido a partir de origens fósseis, como o gás natural), uma mistura de H₂ com CO passando sobre um catalisador metálico a altas temperaturas e pressões.
     Esta reação é uma redução catalítica do monóxido de carbono, e processa-se a temperatura de cerca de 300°C e pressões de 200 a 300 atm. É utilizado como catalisador uma mistura de óxidos metálicos como óxido de cromo (III) (Cr₂O₃) e óxido de zinco (ZnO).
A equação da reação é:
CO + 2 H₂ → H₃C-OH
     Ele também pode ser produzido a partir da cana-de-açúcar.

                                                            Usos
     O metanol é principalmente um solvente industrial, pois ele dissolve alguns sais melhor do que o etanol; é utilizado na indústria de plásticos, na extração de produtos animais e vegetais, e como solvente em reações de importância farmacológica, como no preparo de colesterol, vitaminas e hormônios. É matéria prima na produção de formaldeído.
     É usado no processo de transesterificação da gordura, para produzir biodiesel.
    É utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas fermentadas (cerveja, aguardente, vinho), produtos de limpeza doméstica e também de combustíveis para automóveis.

                                                                                         

Durante um tempo de escassez do etanol no Brasil, nos anos 1980, importou-se metanol dos Estados Unidos para ser usado como combustível. Porém, assim que os estoques de etanol voltaram à normalidade, retirou-se o metanol do mercado. Isso porque o seu uso como combustível apresenta muitos aspectos negativos, como, por exemplo, o fato de corroer o aço e de ser altamente tóxico.

Além disso, sua chama é invisível a olho nu, o que dificulta o controle de incêndios provocados por ele. Somente a vítima é capaz de dizer, pela temperatura que sente, se o fogo foi apagado ou não. Um exemplo que mostra como ele é perigoso: em 29 de maio de 2006, na Fórmula Indy, um dos membros da equipe do piloto estadunidense Sam Hornish Jr. teve seu corpo coberto de chamas. O acidente foi desencadeado pelo fato de o piloto ter tentado sair do pit-stop com a mangueira ainda presa ao carro. Com isso, houve o vazamento do combustível.

Esse composto é o mais tóxico do grupo dos álcoois, podendo causar intoxicações graves (que levam à cegueira), distúrbios neurológicos, colapso do sistema respiratório e até a morte; seja por inalação, ingestão ou absorção pela pele. No ano de 1999, 40 pessoas morreram em Salvador após a ingestão de cachaça contaminada com metanol.
Segundo as nomenclaturas usuais, o metanol pode também ser chamado de álcool metílico ou carbinol. Além disso, é também chamado de “álcool de madeira”, pois durante muito tempo a destilação da madeira a seco, em retortas na ausência de ar, foi o único método de sua obtenção.

                                                                             

Etanol

O etanol (álcool etílico) é um álcool derivado de cereais e vegetais. No Brasil, utiliza-se a cana-de-açúcar para a produção do etanol, enquanto nos Estados Unidos e México é utilizado o milho. 

 Apresenta-se na forma de um líquido incolor e sua fórmula química é CH₃ CH₂OH.

Tipos e usos

Anidro - o álcool anidro é bastante caracterizado pelo teor alcólico mínimo de 99,3° (INPM), sendo composto apenas de etanol ou álcool etílico. É utilizado como combustível para veículos (Gasolina C) e matéria prima na indústria de tintas, solventes e vernizes.

Hidratado - é uma mistura hidroalcólica com teor alcoólico mínimo de 92,6° (INPM), composto por álcool etílico ou etanol. O emprego de álcool hidratado é na indústria farmacêutica, alcoolquímica e de bebidas, combustível para veículos e produtos para limpeza. O etanol é também usado como matéria prima para a produção de vinagre e ácido acético, a síntese de cloral e iodofórmio.

O sistema nervoso central é o órgão onde o etanol tem ação mais rápida, causando sedação, redução de ansiedade, fala arrastada, ataxia, desinibição e redução da capacidade de julgamento. Apesar de muitas pessoas pensarem que o álcool é estimulante, na verdade trata-se de um depressor do SNC. A estimulação que ocorrem em pequenas doses é decorrente da depressão no cérebro dos mecanismos de inibição.

     O fator para alteração no comportamento do indivíduo cognição e descoordenação motora depende do sexo, da dose, da velocidade de absorção e a tolerância desenvolvida.

     Algumas pessoas após ingerirem quantidade considerável de bebida, tornam-se falantes enquanto outras se retraem, têm mal humor, irritação ou introspecção. Também pode ocorrer perda de controle e agressividade.

     Na prática clínica, a detecção de casos de alcoolismo geralmente é caracterizada pelo rubor facial, fala pastosa, ataxia, nistagmo irritabilidade e dificuldade de concentração, e é classificada pela CID-10 (intoxicação aguda). Se a pessoa atingir sinais de intoxicação com quantidade de álcool menor o diagnóstico é dado como intoxicação patológico.

     Dependendo da dose ingerida a pessoa pode ter amnésia.

     Fora isto muitos consomem o etanol com energéticos, como os da marca Red Bull que é um estimulante correndo o risco de existir uma reação antagonista ou apenas mascarante de embriaguez. Todos energéticos possuem na embalagem orientação para evitar o consumo deles com qualquer tipo de bebida alcoólica. O alcoolismo é uma doença crônica, caracterizada pela dependência de etanol. Na prática clínica, constata-se que o alcoólatra cada vez mais depende da substância para viver, desenvolvendo grave dependência física quando este é retirado.

          

                                  Álcool e Sistema Nervoso Central

 O álcool atua como um depressor de muitas ações no Sistema Nervoso Central (SNC) e seus efeitos sobre este são dose-dependentes (veja quadro 1).
Em pequenas quantidades, o álcool promove desinibição, mas com o aumento desta concentração, o indivíduo passa a apresentar uma diminuição da resposta aos estímulos, fala pastosa, dificuldade à deambulação, entre outros. Em concentrações muito altas, ou seja, maiores do que 0.35 gramas/100 mililitros de álcool, o indivíduo pode ficar comatoso ou até mesmo morrer. A Associação Médica Americana considera como uma concentração alcoólica capaz de trazer prejuízos ao indivíduo 0.04 gramas de álcool/100 mililitros de sangue. ¹

  

Quadro 1 - Estágios da intoxicação pelo álcool

Concentração de álcool no sangue (CAS) (g /100 ml de sangue)	Estágio	Sintomas clínicos
0.01 - 0.05	Subclínico	- Comportamento normal
0.03 - 0.12	Euforia	- Euforia leve, sociabilidade, indivíduo torna-se  mais falante - Aumento da autoconfiança desinibição, diminuição da atenção, capacidade de julgamento e controle Início do prejuízo sensório-motor - Diminuição da habilidade de desenvolver testes.
0.09 - 0.25	Excitação	- Instabilidade e prejuízo do julgamento e da crítica. - Prejuízo da percepção, memória e compreensão. - Diminuição da resposta sensitiva e retardo da resposta reativa. - Diminuição da acuidade visual e visão periférica. - Incoordenação sensitivo-motora,  prejuízo do equilíbrio. - Sonolência.
0.18 - 0.30	Confusão	- Desorientação, confusão mental e adormecimento. - Estados emocionais exagerados- Prejuízo da visão e da percepção da cor,  forma, mobilidade e dimensões- Aumento da sensação de dor. - Falta de coordenação motora. - Piora da coordenação motora, fala arrastada- Apatia e letargia
0.25 - 0.40	Estupor	- Inércia generalizada. - Prejuízo das funções motoras. - Diminuição importante da resposta aos estímulos I. -Incapacidade de deambular ou coordenar os movimentos- Vômitos e incontinência prejuízo da consciência, sonolência ou estupor.
0.35 - 0.50	Coma	-Inconsciência. - Reflexos diminuídos ou abolidos- Temperatura corporal abaixo do normal - Incontinência- Prejuízo da respiração e circulação sanguínea- Possibilidade de morte
0.45 +	Morte	- Morte por bloqueio respiratório central

                        Adaptado de Dubowski, K.M, 1985 (2)

Efeitos do Álcool Sobre os Neurotransmissores 

O etanol é uma substância depressora do SNC e afeta diversos neurotransmissores no cerébro, entre eles, o ácido gama-aminobutírico (GABA) e o glutamato.

GABA

O ácido Gama-amino-butírico é o principal neurotransmissor inibitório do SNC. Existem dois tipos de receptores deste neurotransmissor: o GABA-alfa e o GABA-beta, dos quais, apenas o GABA-alfa é estimulado pelo álcool. O resultado é um efeito ainda mais inibitório no cérebro, levando ao relaxamento e sedação do organismo. Diversas partes do cérebro são afetadas pelo efeito sedativo do álcool, tais como aquelas responsáveis pelo movimento, memória, julgamento e respiração.

Evidências científicas sugerem que o álcool inicialmente potencializa os efeitos do GABA, aumentando os efeitos inibitórios, porém, com o passar do tempo, o uso crônico do álcool reduz o número de receptores GABA por um processo de ?down regulation? o que explicaria o efeito de tolerância ao álcool, ou seja, o fato do indivíduos necessitarem de doses maiores de álcool para obter os mesmos sintomas anteriormente obtidos com doses menores. ³

Os sintomas de abstinência podem ser explicados pela perda dos efeitos inibitórios, combinado com a deficiência de receptores GABA. 

A interação entre o etanol e o receptor para o GABA foi melhor estabelecida a partir de estudos que demonstraram haver redução de sintomas da síndrome de abstinência alcoólica pelo uso de substâncias que aumentam a atividade do GABA, como os inibidores de sua recaptação e os benzodiazepínicos, mostrando a possibilidade do sistema GABAérgico ter efeito na fisiopatologia do alcoolismo humano.³ 

Glutamato

O glutamato é o neurotransmissor excitatório mais importante do cérebro humano, parecendo ter um papel crítico na memória e cognição. 

O álcool também altera a ação sináptica do glutamato no cérebro, reduzindo a neurotransmissão glutaminérgica excitatória. 

Devido aos efeitos inibitórios sobre o glutamato, o consumo crônico do álcool leva a um aumento dos receptores glutamatérgicos no hipocampo que é uma área importante para a memória e envolvida em crises convulsivas. 

Durante a abstinência alcoólica*, os receptores de glutamato, que estavam habituados com a presença contínua do álcool, ficam hiperativos, podendo desencadear de crises convulsivas à acidentes vasculares cerebrais. ³

*Síndrome de abstinência - Inicia-se horas após a interrupção ou diminuição do consumo. Os tremores de extremidade e lábios são os mais comuns, associados a náuseas, vômitos, sudorese, ansiedade e irritabilidade. Casos mais graves evoluem para convulsões e estados confusionais, com desorientação temporal e espacial, falsos reconhecimentos e alucinações auditivas, visuais e táteis (delirium tremens).⁴

Outros neurotransmissores 

O Álcool estimula diretamente a liberação de outros neurotransmissores como a serotonina e endorfinas que parecem contribuir para os sintomas de bem-estar presentes na intoxicação alcoólica. Mudanças em outros neurotransmmissores foram menos observadas.

Danos do Álcool ao Cérebro

Dificuldades em andar, visão borrada, fala arrastada, tempo de resposta retardado e danos à memória. De maneira clara, o álcool afeta o cérebro.  Uma série de fatores podem influenciar o como e o quanto o álcool afeta o cérebro, a saber:

·         Quantidade e frequência de consumo de álcool;

·         Idade de início e o tempo de consumo de álcool;

·         Idade do indivíduo, nível de educação, gênero sexual, aspectos genéticos e histórico familiar de alcoolismo;

·         Risco existente de exposição pré-natal ao álcool;

·         Condições gerais de saúde do indivíduo.

Transtorno Amnésico Alcoólico

O uso de álcool pode produzir danos detectáveis à memória após apenas algumas doses e à medida que o consumo aumenta, também aumentam os danos ao cérebro. Altas quantidades de álcool, especialmente quando consumidas de maneira rápida e com o estômago vazio, podem produzir um “branco” ou um intervalo de tempo no qual o indivíduo intoxicado não consegue recordar detalhes de eventos ou até mesmo eventos inteiros. Os estudos sugerem que as mulheres são mais susceptíveis do que os homens para vivenciar esses efeitos adversos sob mesmas doses de álcool. Essa ação parece estar relacionada às diferenças orgânicas existentes entre homens e mulheres no metabolismo dessa substância.

Síndrome de Wernicke-Korsakoff

Os danos causados pelo álcool no cérebro podem ser decorrentes tanto de causas diretamente ligadas ao uso de álcool como de fatores indiretos, como saúde geral debilitada ou doença hepática severa.  A deficiência de tiamina, por exemplo, pode ser um desses fatores. A tiamina, conhecida também com vitamina B1, é um nutriente importante para todos os órgãos e tecidos, incluindo o cérebro.

Mais de 80% dos alcoolistas apresentam deficiência desse nutriente. Uma parcela dessas pessoas sofrerá consequências severas no cérebro tais como a Síndrome de Wernicke-Korsakoff. Trata-se de uma doença caracterizada por duas diferentes síndromes, uma de curta duração chamada Wernicke e outra permanente e bastante debilitante chamada Korsakoff. Os sintomas da Síndrome de Wernicke incluem confusão mental, paralisia dos nervos que movem os olhos e dificuldades de coordenação motora. Aproximadamente 80 a 90% desses pacientes manifestam a Síndrome de Korsakoff, caracterizada por perdas de memória anterógrada (eventos futuros) e de memória retrógrada (eventos passados).

A boa notícia fica por conta do fato de a maioria dos alcoolistas que apresentam problemas cognitivos apresentam ao menos alguma melhora nas estruturas cerebrais a partir de 1 ano de abstinência do álcool.

  

                                                                 

Bafômetro

                                               

     O motorista deve assoprar o bafômetro com força no canudinho, que conduzirá o ar de seus pulmões para um analisador contendo uma solução ácida de dicromato de potássio.

     O princípio de detecção do grau alcóolico no corpo humano está fundamentado na avaliação das mudanças das características elétricas de um sensor sob os efeitos provocados pelos resíduos do álcool etílico no hálito do indivíduo.

     O sensor é um elemento formado por um material cuja condutividade elétrica é influenciada pelas substâncias químicas do ambiente que se aderem à sua superfície. Sua condutividade elétrica diminui quando a substância é o oxigênio e aumenta quando se trata de álcool. Entre as composições preferidas para formar o sensor destacam-se aquelas que utilizam polímeros condutores ou filmes de óxidos cerâmicos, como óxido de estanho (SnO2), depositados sobre um substrato isolante.

     A correspondência entre a concentração de álcool no ambiente, medida em partes por milhão (ppm), e uma determinada condutividade elétrica é obtida mediante uma calibração prévia onde outros fatores, como o efeito da temperatura ambiente, o efeito da umidade relativa, regime de escoamento de ar etc., são rigorosamente avaliados. A concentração de álcool no hálito das pessoas está relacionada com a quantidade de álcool presente no seu sangue dado o processo de troca que ocorre nos pulmões.

     O álcool presente no "bafo", é convertido em ácido acético conforme mostra areação abaixo:

3CH₃CH₂OH + 2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄  -->  3CH₃COOH + 2Cr₂(SO₄)₃ + 2K₂SO_{4 +}11H₂O

   

  Nesta reação o etanol é convertido a ácido acético e o cromo, na forma de íon cromato (amarelo alaranjado) é transformado em Cr + 3 (coloração verde).

     Quanto maior a concentração de álcool mais intensa é a coloração esverdeada obtida.