Estereoquímica - Isômeros e Quiralidade na Química Orgânica

09072025 1 QUÍMICA ORGÂNICA Engenharia Química Universidade Federal do Triângulo Mineiro Profa Dra Ana Claudia Granato Malpass AULA 5 Estereoquímica Cap 5 Isômeros Substâncias não idênticas que possuem a mesma fórmula molecular ISÔMEROS CONFIGURACIONAIS Isômeros CisTrans São isômeros geométricos que resultam de rotação restrita devido à ligação dupla ou estrutura cíclica Substâncias aquirais têm imagem especular sobreponível Substâncias quirais têm imagem especular não sobreponível Quiralidade Quiralidade vem do Grego Cheir que significa mão 09072025 2 Carbono Assimétrico Centro Quiral e Estereocentro Moléculas também podem ser quirais As moléculas só serão quirais se apresentarem um Centro Quiral ou um Carbono Assimétrico é um carbono ligado à 4 substituintes diferentes Porém outros átomos também podem ser Centros Quirais N P Somente C com hibridização sp3 podem ser assimétricos C com hibridização sp2 e sp não têm 4 substituintes diferentes Isômeros com um Carbono Assimétrico Isômeros com 1 C assimétrico podem existir na forma de 2 estereoisômeros Enântiômeros moléculas que são imagem especular não superponível Enantiômeros Desenhando Enantiômeros Os enantiômeros podem ser desenhados utilizandose a Fórmula em perspectiva ou a Projeção de Fischer 2 ligações no plano do quadro 1 ligação saindo do quadro e outra atrás do quadro As linhas horinzontais representam os grupos que estão saindo do quadro e as linhas verticais os grupos que estão atrás do quadro 09072025 3 Nomeando Enantiômeros 1 Classifique os grupos átomos ligados ao centro quiral número atômico O sistema de nomenclatura RS 2Oriente o grupo átomo de menor prioridade 4 para longe de você Sentido horário configuração R Sentido antihorário configuração S S R Nomeando a partir da Fórmula em Perspectiva 1 Classifique os grupos ligados ao carbono assimétrico 2 Se o grupo ou átomo de menor prioridade está ligado com uma cunha tracejada ligue os átomos de maior prioridade 3 Se necessário gire a molécula para que o grupo ou átomo de menor prioridade esteja ligado com uma cunha tracejada 4 Podese desenhar a seta do grupo 1 para o grupo 2 e desse para o grupo 3 Obrigatóriamente o grupo de menor prioridade deve estar para trás do plano 09072025 4 Nomeando a partir da Projeção de Fischer 1Classifique o grupo ou átomo que está ligado ao carbono assimétrico e desenhe uma seta do grupo com maior prioridade para o grupo com a próxima maior prioridade 2Se o grupo com menor prioridade estiver na ligação horizontal a nomeação será oposta à direção da seta Uma projeção de Fischer pode somente ser rodada 180 no plano do papel obtendose a mesma molécula 3A seta pode ir do grupo 1 ao 2 passando pelo grupo 4 mas nunca pelo grupo 3 Substâncias quirais são opticamente ativas elas giram o plano de polarização Sentido horário Sentido antihorário Nenhuma correlação com configuração RS Substâncias aquirais não giram o plano de polarização Elas são opticamente inativas Atividade óptica Um polarímetro mede o grau de rotação óptica de uma substância T é a temperatura em C é o comprimento de onda em nm é a rotação observada em graus l é o comprimento do tubo em decímetros c é a concentração em gramas por mL rotation specific T Cada substância opticamente ativa tem uma rotação específica característica rotação específica Polarímetro 09072025 5 Enantiômeros Mesma configuração absoluta porém atividade óptica diferente Isômeros com mais de um cabono assimétrico 2n n 2 4 estereoisômeros enantiômeros enantiômeros Mas e quanto aos pares 1 e 3 1 e 4 2 e 3 2 e 4 que tipo de estereoisômeros eles são Isômeros com mais de um cabono assimétrico 1 e 3 1 e 4 2 e 3 2 e 4 são Diastereoisômeros Diastereoisômeros são estereoisômeros que não são enantiômeros não são imagem especular um do outro Enantiômeros Têm propriedades físicas e químicas idênticas mas propriedades ópticas diferentes Diastereoisômeros Têm propriedades físicas químicas e ópticas diferentes 09072025 6 Grupos similares do mesmo lado da cadeia de carbono ENANTIÔMERO ERITRO Grupos similares em lados opostos da cadeia de carbono ENANTIÔMERO TREO Não tem carbono assimético Identificação de Carbonos Assimétricos em Substâncias Cíclicas Substâncias Meso Possuem dois ou mais carbonos assimétricos e um plano de simetria É por isso que algumas substâncias com 2 carbonos assimétricos possuem apenas 3 estereoisômeros e não 4 Substâncias Meso O estereoisômero que está faltando é a imagem especular superponível de 1 09072025 7 Enquanto qualquer confôrmero de uma substância tenha um plano de simetria a substância será aquiral A nomenclatura RS de isômeros com mais de um carbono assimétrico Para moléculas com mais de um centro quiral devemos aplicar as regras utilizadas para a nomenclatura R S de um centro quiral a cada centro quiral separadamente 1 2 3 4 Primeiro determinamos a configuração absoluta de C2 e em seguida determinamos a configuração absoluta de C3 Projeção em perspectiva A nomenclatura RS de isômeros com mais de um carbono assimétrico Após verificar a prioridade dos grupos ligado à C2 e ligar os grupos 1 e 2 vemos que a configuração absoluta de C2 é S Após verificar a prioridade dos grupos ligado à C3 e ligar os grupos 1 e 2 vemos que a configuração absoluta de C2 é R devido à posição do grupo de menor prioridade não estar para trás do plano 09072025 8 A nomenclatura RS de isômeros com mais de um carbono assimétrico A nomenclatura RS de isômeros com mais de um carbono assimétrico Projeção de Fisher Vale o mesmo que para a projeção em perspectiva Faça a determinação da configuração absoluta de um Centro Quiral de cada vez