Post on 07-Apr-2016
Objectos que não são sobreponíveis com a sua imagem no espelho são quirais
A luva direita não cabe na mão esquerdaA imagem de um objecto no espelho é
diferente do original
EstereoisómerosDiastereoisómeros = Isómeros geométricos:
isómeros cis-trans.Enantiómeros: são moléculas que são a
imagem uma da outra no espelho, não são sobreponíveis; são moléculas diferentes.
2-Butanol
Original molecule
OHC
H3C CH2CH3H
OHC
CH3H
CH3CH2
OHC
H3C HCH2CH3
Mirror image The mirror imagerotated by 180°
180°rotate the
mirror imageby 180° about
the C-OH bond
Carbonos quiraisA causa mais comum do enantiomerismo em
moléculas orgânicas é a presença de um carbono com 4 grupos diferentes ligados a ele.
Carbonos tetraédicos com 4 grupos diferentes
ligados é chamado estereocentro.
Desenhar Enantiómeros São 4 as representações possíveis para um dos
enantiómeros do 2-butanol.
◦ Ambos (1) e (2) mostram quatro grupos ligados ao estereocentro e mostra a geometria tetraédrica.
◦ (3) é a fórmula linha-ângulo abreviada contudo mostramos o H.
◦ (4) é a representação mais abreviada; tem que se lembrar que existe um H presente no estereocentro.
OHC
H3C CH2CH3H
OHC
H3C CH2CH3
HH OH OH
(1) (2) (3) (4)
Desenhar imagens no espelho
◦ À esquerda é um enantiómero do 2-butanol.◦ Á direita são duas representações da sua
imagem no espelho (neste caso o seu enantiómero).OH OH OH
One enantiomerof 2-butanol
Alternative representationsfor its mirror image
Nomenclatura (R), (S) Moléculas diferentes (enantiómeros) têm que
ter diferentes nomes. Normalmente só um enantiómero é
biologicamente activo. Configuração à volta do carbono quiral é
especificada com (R) e (S).
C
CO OH
H3C NH2H
natural alanine
Regras da prioridade de Cahn-Ingold-Prelog Determine o número de prioridade de cada grupo
ligado ao carbono quiral. Átomo com maior número atómico com prioridade 1. Em caso de empate, olhe para os átomos que se
seguem ao longo da cadeia. Ligações duplas e triplas são tratadas como ligações
a átomos em duplicado.
Determine as prioridades
C
CO OH
H3C NH2H
natural alanine
1
2
3 4
Cl
HCl
H*
1
2
34
12
3
4C
C
O
H
CH CH2
CH2OHCH(CH3)2
* CC
C
CH2OHCH(CH3)2
H O
O
C
CH CH2
C
*
expands to
Determine se é (R) ou (S) Trabalhe em 3D, rodar a molécula de modo a que o grupo
com menor prioridade esteja na parte de trás do plano. Desenhe uma seta do grupo de maior prioridade para o
grupo de mais baixa prioridade. Rode a favor dos ponteiros do relógio = (R), Rodar contra
os ponteiros do relógio = (S)
Enantiomeros e DiastereoisómersPara uma molécula com 1estereocenter, 21
= 2 são possíveis dois estereoisomeros.Para uma molécula com estereocenteres, o
máximo são 22 = 4 são possíveis dois estereoisomeros.
Para uma molécula com n estereocenteres, o máximo possível são 2n estereoisómeros.
Enantiómeros e Diastereisómeros
2,3,4-Trihidroxibutanal
Dois estereocenteres; são possíveis 22 = 4 estereoisomeros
HOCH2-CH-CH-CHOHOH
O* *
C
C
H OHCHO
OH
CH2OH
H
C
C
HHOCHO
HO
CH2OH
H H
CH2OH
HO
C
C
H OHCHO
C
C
HHOCHO
H
CH2OH
OH
A pair of enantiomers(Erythrose)
A pair of enantiomers(Threose)
Compostos Meso Compostos Meso: Composto aquiral com dois ou mais
estereocenteres.◦ Ácido tartárico contém dois estereocenteres.◦ Dois estereocenters; 2n = 4, mas apenas existem 3
estereoisomeros exist, 1 composto meso e um par de enantiómeros.
C
C
H OH
COOH
OH
COOH
H
C
C
HHO
COOH
HO
COOH
H
C
C
H OH
COOH
H
COOH
HO
C
C
HHO
COOH
H
COOH
OH
A pair of enantiomersA meso compound(plane of symmetry)
Moléculas ciclicas2-Metilciclopentanol
◦ 2 estereocenteres; de acordo com a regra 2n , o máximo possível de estereoisómeros é 4.
◦ Quantos existem efectivamente? 4, dois pares de enantiómeros.
cis-2-Methylcyclopentanol trans-2-Methylcyclopentanol
H3C
HO
CH3
OH
H3C
HO
CH3
OH
Moléculas ciclicas1,2-Ciclopentanodiol
◦ 2 estereocenteres = o máximo são 4 estereoisómeros.
◦ Quantos existem? 3, um composto meso (o isómero cis) e um par de enantiómero (o isómero trans).HO
HO
OH
OH
HO
HO
OH
OHcis-1,2-Cyclopentanediol trans-1,2-Cyclopentanediol
Moléculas ciclicas4-Metilciclohexanol
◦ Quantos estereoisómeros são possíveis?◦ Resposta: 2 o isómero cis (aquiral) e o
isómero trans (também aquiral).
OHH3C OHH3C
cis-4-Methylcyclohexanol trans-4-Methylcyclohexanol
Moléculas ciclicas3-Metilciclohexanol
◦ 2 estereocenteres = o máximo de 4 estereoisómeros
◦ Quantos existem? Resposta: 4, dois pares de enantiómeros.
trans-3-Methylcyclohexanolcis-3-Methylcyclohexanol
OH
CH3
HO
H3C
OH
CH3
HO
H3C
Moléculas ciclicas2-Metilciclohexanol
◦ 2 estereocenteres = o máximo de 4 estereoisómeros
◦ Quantos existem? Resposta: 4, dois pares de enantiómeros.
trans-2-Methylcyclohexanolcis-2-Methylcyclohexanol
OH
CH3
HO
H3C
OH
CH3
HO
H3C
Moléculas ciclicas1,3-Ciclohexanodiol
◦ 2 estereocenteres = o máximo de 4 estereoisomeros
◦ Quantos existem? Resposta: 3, o isómero cis (meso) e o isómero trans (o par de enantiómeros).
trans-1,3-Cyclohexanediolcis-1,3-Cyclohexanediol
OH
OH
OH
OH
HO
HO
HO
HO
Três ou mais estereocenteres◦ Quantos estereocenteres estão presentes na molécula
da esquerda?◦ Quantos estereoisómeros são possiveis?◦ Um dos possiveis estereoisómeros é o mentol.◦ Determine a configuração R ou S para cada
estereoisómero no mentol.
2-Isopropyl-5-methyl-cyclohexanol
OH
Menthol
OH
Três ou mais estereocenteresColesterol
◦À esquerda é o esqueleto de carbono do colesterol.
◦Quantos estereocenteres estão presentes?
◦Quantos estereoisómeros são possiveis?
HO HOThis is the stereoisomer found in
human metabolism
H
H
H
The carbon skeleton ofcholesterol
H
Propriedades dos EnantiómerosMesmo ponto de ebulição, ponto de fusão,
densidade,Mesmo Indice refractivo,Direcção diferente de rotação no polarímetro Interacção diferente com outra molécula
quiral ◦ Enzimas
Actividade ÓpticaRotação da luz polarizadaEnantiomeros rodam a luz em direcção
oposta mas com o mesmo número de graus
PolarímetroUse a luz monocromatica, normalmente DMova o filtro de modo a medir o ânguloClockwise = dextrorotatorio = d or (+)Counterclockwise = levorotatorio = l or (-)Não relacione com (R) e (S)
Rotação EspecificaRotação observada depende do comprimento da
célula e da concentração, assim como a força da actividade óptica, temperatura, e comprimento de onda da luz.
[] = (observado)
c l
c é concentração em g/mLl é comprimento da célula é em decímetros.
Chapter 5 27
Calcule []D
Amostra de1.00-g é dissolvida em 20.0 mL de etanol. 5.00 mL desta solução é colocada em tubo de polarímetro, com 20,0 cm a 25C. A rotação observada é 1,25 contra os ponteiros do relógio.
Mistura Racémica
Quantidades iguais de enantiomeros d- e l.
Notação: (d,l) ou ()Actividade óptica não existe.A mistura pode ter diferente ponto
de ebulição e de fusão relativamente aos enantiómeros.
Produtos RacémicosSe os reagentes são inactivos opticamente e
se combinam para formar uma molécula quiral, forma-se uma mistura racémica.
Pureza ópticaTambém chamado excesso
enantiomérico.Quantidade de enantiomero puro no
excesso da mistura racémica.Se p. o. = 50%, então a rotação
observada será 50% da rotação do enantiomero puro.
Composição da mistura será 75-25.
Calcule a composition em %Rotação especifica de (S)-2-iodobutano é +15.90. Determine a composição em %mistura de (R)- e (S)-2-iodobutano se a rotação especifica da mistura é -3.18.
Projecções de FischerDesenho que representa a molécula em 3D O carbono quiral é a intersecção de uma linha
horizontal e outra vertical.A linha horizontal está à frente do plano.Linha vertical está para trás do plano.
Regras de FischerA cadeia de carbono está na
linha vertical.O carbono mais oxidado está no
topo.Rotação de 180 no plano não
muda a molécula.Não rode 90!Não volte de modo a ficar fora do
plano!
Imagens de Fischer no espelhoFáceis de desenhar, fáceis de encontrar
enantiomeros, fáceis de encontrar planos internos de simetria (imagem no espelho).
Exemplos:
CH3
H Cl
Cl H
CH3
CH3
Cl H
H Cl
CH3
CH3
H Cl
H Cl
CH3
Fischer (R) e (S)Grupo de mais baixa prioridade (normalmente
o H) vem à frente, portanto pelas regras é colocado para trás do plano!
Roda como os ponteiros do relógio 1-2-3 é (S) e contra os ponteiros do relógio 1-2-3 é (R).
Exemplo:CH3
H Cl
Cl H
CH3
(S)
(S)
Diastereoisómeros
São estereoisomeros que não são imagens no espelho.
Isomeros geométricos (cis-trans)Moléculas com 2 ou mais carbonos quirais.
AlcenosIsomeros cis-trans não são imagens
do espelho, pelo que são diastereoisómeros.
C CH H
CH3H3Ccis-2-butene trans-2-butene
C CH
H3C
CH3
H
Compostos de anelPossibilidade de isómeros cis-trans.Podem ter enantiómeros.Exemplo: trans-1,3-dimetilciclohexane
CH3
H
H
CH3
CH3
H
H
CH3
ExemplosCOOH
H OH
HO H
COOH
(2R,3R)-tartaric acid
COOH
COOH
HO H
H OH
(2S,3S)-tartaric acid
(2R,3S)-tartaric acid
COOH
COOH
H OH
H OH
Propriedades dos DiastereomerosDiastereomeros têm diferentes
propriedades físicas: p.f., p.e.Podem ser fácilmente separados.Enantiomeros diferem sómente na
reacção com moléculas quirais e a direcção na qual a luz polarizada roda.
Enantiomeros são difíceis de separar.
Resolução de EnantiomerosMistura enantiomérica reage com
composto quiral para formar diastereomeros, os quais podem ser separados