Quiralidade e Estereoisômeros: Fundamentos da Química Orgânica, Provas de Estereoquímica

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Estereoquímica

Aula 8

Flaviane Francisco Hilário

Universidade Federal de Ouro Preto

QUIRAL = Cheir (grego) = Mão Designa corpos e/ou moléculas não sobreponíveis à sua imagem especular.

 A maioria das moléculas que constitui os animais e vegetais é quiral, e usualmente, apenas uma das imagens especulares pode ocorrer em cada espécie.

1 - Quiralidade

2 - Estereoisômeros

 Isômeros: compostos diferentes que possuem a mesma

fórmula molecular.

 Os enantiômeros são moléculas distintas que não se

convertem espontaneamente uma na outra. Para que haja

tal conversão é necessário ocorrer quebra e formação de

ligações químicas.

 CARBONO TETRAÉDRICO ESTEREOGÊNICO (C*) –

um átomo de carbono contendo grupos de tal natureza

que uma interconversão de quaisquer dois grupos

produzirá um estereoisômero. (ESTEREOCENTRO/

CENTRO DE QUIRALIDADE)

CH 3 CHCH 2 CH 3

OH

* CH

3 CHCH 3

OH

CH 3 CH 2 OH CH 3 CH 2 CHCH 2 CH 2 CH 3

Cl

2-butanol

 Molécula QUIRAL: NÃO é sobreponível à sua imagem especular.

 Molécula AQUIRAL: é sobreponível à sua imagem especular.

 Um par de enantiômeros é sempre possível para moléculas que apresentam um átomo tetraédrico com quatro grupos diferentes ligados a ele.

 O enantiomerismo geralmente ocorre em:

• Moléculas que apresentam apenas um carbono tetraédrico estereogênico (moléculas com mais de um carbono tetraédrico estereogênico podem ou não ser quirais – depende do caso);
• Moléculas que NÃO apresentam plano de simetria – plano que corta a molécula de tal modo que uma das metades seja a imagem da outra.

 Composto meso : é uma molécula aquiral que possui

estereocentros (centros de quiralidade). São oticamente

inativos.

Regras de Cahn-Ingold-Prelog

1 – A cada grupo ligado ao estereocentro atribui-se uma prioriade. (A ordem de prioridade é de acordo com o número atômico: o átomo de maior número atômico tem maior prioridade.)

3 – Configuração absoluta R/S

2 – Posiciona-se a molécula de modo que o grupo de menor prioriade fique mais afastado do observador.

3 – Traça-se uma curva ligando os grupos mais próximos do observador de acordo com a ordem DECRESCENTE de prioridade. Se a curva obtida ficar no sentido HORÁRIO o ESTEREOISÔMERO é denominado R, se a curva obtida ficar no sentido ANTI-HORÁRIO o ESTEREOISÔMERO é denominado S.

2 – Coloca-se o grupo de menor prioridade para trás e o de maior prioridade para frente.

OH

H HO

H

3 – Observa-se qual grupo está à esquerda e qual grupo está à direita do grupo de maior prioridade, e representam-se tais grupos.

CH 2 CH 3

HOH^ CH^3

CH 2 CH 3

H 3 C (^) OHH

(R)-2-butanol (S)-2-butanol 13

Compostos com mais de um centro quiral

1 – Determina-se a configuração de cada estereocentro (R ou S);

2 – Indica-se a configuração de cada estereocentro precedida pelo número do carbono tetraédrico estereogênico correspondente.

 Número de esteroisômeros = 3.

• 1 par de enantiômeros / 1 composto (meso).

Os enantiômeros apresentam:

 Valores de Ponto de Fusão e de Ebulição idênticos;

 Espectros de infravermelho idênticos;

 Mesma solubilidade em solventes comuns;

 Diferente solubilidade em solventes QUIRAIS.

 A principal propriedade dos enantiômeros é a ATIVIDADE

ÓTICA (capacidade de desviar a luz plano polarizada).

Isomeria Óptica

HOOC- C - CH 3

OH

H

CH 3 - C - COOH

OH

H

Enantiômeros

Ác. (+) d-Láctico Ác. (-) l-Láctico

Luz

polarizada

Luz

polarizada

 NÃO existe correlação entre a configuração de um

enantiômero (configuração absoluta R / S) e o sentido da

rotação da luz plano polarizada!

 Quando uma molécula aquiral é atravessada por luz

plano polarizada, não se observa qualquer desvio dessa

luz.

R(-)-cetamina S(+)-cetamina

H H

ODOR DE LARANJA ODOR DE LIMÃO

Limoneno

S(-)-limoneno^ R(+)-limoneno