005 Isomeria Orgânica

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1 Isomeria Orgânica Colégio Salesiano Sagrado Coração Aluna(o): ______________________________________________ Nº: _________ Turma: 3º ano _______ Recife, ______ de ________________ de 2012 Disciplina : Química Orgânica Professor: Eber Barbosa Isomeria Orgânica ] 01 Introdução Isomeria é o fenômeno pelo qual substâncias que apresentam diferentes fórmulas estruturais, possuem a mesma fórmula molecular. Demonstração: Álcool etílico Éter metílico H 3 C CH 2 H 3 C O CH 3 OH C 2 H 6 O C 2 H 6 O O estudo da isomeria está organizado da seguinte forma: 02 Isomeria Plana ou Estrutural Está relacionada com a diferença existente entre as estruturas dos isômeros. 1º caso: Quando os isômeros pertencem à mesma função orgânica. De cadeia Os isômeros pertencem à mesma função e diferem pelo tipo de cadeia (aberta/fechada, normal/ramificada, homogênea/heterogênea). De posição Os isômeros pertencem à mesma função, apresentam o mesmo tipo de cadeia e diferem pela posição de algum elemento* da cadeia. Por elemento da cadeia entendemos uma insaturação, radical ou grupo funcional (exceto heteroátomo). De compensação Os isômeros pertencem à mesma função, apresentam o mesmo tipo de cadeia e diferem pela posição do heteroátomo (heteroátomo = átomo diferente de carbono entre carbonos). Fórmulas estruturais diferentes Mesma fórmula molecular Isômeros entre si ISOMERIA Espacial ou Esterioisomeria De Cadeia ou de Núcleo De posição De Compensação ou Metameria De Função Tautomeria Geométrica ou Cis trans Óptica Plana ou Estrutural

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1 Isomeria Orgânica

Colégio Salesiano Sagrado Coração Aluna(o): ______________________________________________ Nº: _________ Turma: 3º ano _______

Recife, ______ de ________________ de 2012

Disciplina : Química Orgânica Professor: Eber Barbosa

Isomeria Orgânica ]

01 – Introdução

Isomeria é o fenômeno pelo qual substâncias que apresentam diferentes fórmulas estruturais, possuem a mesma fórmula molecular.

Demonstração: Álcool etílico Éter metílico H3C CH2 H3C O CH3 OH C2H6O C2H6O O estudo da isomeria está organizado da seguinte forma:

02 – Isomeria Plana ou Estrutural Está relacionada com a diferença existente entre as estruturas dos isômeros. 1º caso: Quando os isômeros pertencem à mesma função orgânica.

De cadeia – Os isômeros pertencem à mesma função e diferem pelo tipo de cadeia (aberta/fechada, normal/ramificada, homogênea/heterogênea).

De posição – Os isômeros pertencem à mesma função, apresentam o mesmo tipo de cadeia e diferem pela posição de algum elemento* da cadeia. Por elemento da cadeia entendemos uma insaturação, radical ou grupo funcional (exceto heteroátomo).

De compensação – Os isômeros pertencem à mesma função, apresentam o mesmo tipo de cadeia e diferem pela posição do heteroátomo (heteroátomo = átomo diferente de carbono entre carbonos).

Fórmulas estruturais diferentes

Mesma fórmula molecular

Isômeros entre si

ISOMERIA

Espacial ou Esterioisomeria

De Cadeia ou de Núcleo

De posição

De Compensação ou Metameria

De Função

Tautomeria

Geométrica ou Cis – trans

Óptica

Plana ou Estrutural

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2 Isomeria Orgânica

Nos exemplos abaixo os isômeros pertencem à mesma função orgânica:

a) Butano e metil–propano H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3 CH3 b) Buteno–2 e ciclobutano H3C CH CH CH3 H2C CH2 H2C CH2 c) Etilamina e dimetilamina H3C CH2 NH2 H3C NH CH3 d) Pentanona–2 e dietil–cetona H3C C CH2 CH2 CH3 H3C CH2 C CH2 CH3 O O e) Etil–etileno e Buteno–2 H2C CH CH2 CH3 H3C CH CH CH3 f) Dimetil–n–propil–metano e 3–metil–pentano H3C CH CH2 CH2 CH3 H3C CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH3

Isomeria plana de cadeia

Isomeria plana de cadeia

Isomeria plana de cadeia

Isomeria plana de posição

Isomeria plana de posição

Cadeia normal Cadeia ramificada

C4H10 C4H10

Cadeia aberta e insaturada Cadeia fechada e saturada

C4H8 C4H8

Cadeia homogênea Cadeia heterogênea

C2H7N C2H7N

Observe que os isômeros são da mesma função, apresentam mesmo tipo de cadeia e diferem pela posição do grupo funcional.

C5H10O

C4H8

Observe que os isômeros são da mesma função, apresentam mesmo tipo de cadeia e diferem pela posição da insaturação (ligação dupla).

Observe que os compostos são da mesma função e diferem pela classificação da cadeia.

Observe que os isômeros são da mesma função e diferem pela classificação da cadeia.

Observe que os isômeros são da mesma função e diferem pela classificação da cadeia.

C5H10O

C4H8

Isomeria plana de posição

Observe que os isômeros são da mesma função, apresentam mesmo tipo de cadeia e diferem pela posição do grupo funcional.

C5H10O

C5H10O

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3 Isomeria Orgânica

g) Metanóxi – propano e éter etílico H3C O CH2 CH2 CH3 H3C CH2 O CH2 CH3 h) Metil – propilamina e dietilamina H3C NH CH2 CH2 CH3 H3C CH2 NH CH2 CH3 2º caso: Quando os isômeros pertencem a funções orgânicas diferentes.

De função – Os isômeros diferem pelo tipo de função orgânica a que pertencem (álcool/éter, ácido carboxílico/éster, aldeído/cetona).

Tautomeria – Pode ser considerada como um caso particular da isomeria funcional onde a hidroxila de um composto se transforma em carbonila, caracterizando um novo composto isômero.

Nos próximos exemplos os isômeros pertencem a funções orgânicas diferentes:

i) Propanona e propanal O H3C C CH3 H3C CH2 C H O j) Ácido butírico e acetato de etila O O H3C CH2 CH2 C H3C C OH O CH2 CH3 k) Metoxi–etano e álcool isopropílico

l) Orto–cresol e metoxi–benzeno

CH3 CH CH3 OH

Ácido carboxílico

C4H8O2

Éster

C4H8O2

Isomeria plana de função

C3H8O

Éter Álcool

C3H8O

Isomeria plana de compensação

ou metameria

Isomeria plana de compensação

(C4H10O) (C4H10O)

Observe que os isômeros são da mesma função, apresentam mesmo tipo de cadeia e, em

particular, diferem pela posição do heteroátomo.

(C4H11N) (C4H11N)

Isomeria plana de função

Isomeria plana de função

C3H6O C3H6O

Cetona Aldeído

Observe que os isômeros são da mesma função, apresentam mesmo tipo de cadeia e, em

particular, diferem pela posição do heteroátomo.

CH3 O CH2 CH3

HO

H3C

H3C O C7H8O Fenol

C7H8O Éter

Isomeria plana de função

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4 Isomeria Orgânica

m) Propenol–2 e acetona H3C C CH2 H3C C CH3 OH O n) Propenol–1 e aldeído propiônico OH H3C CH CH Atenção: Percebemos que os casos mais comuns de tautomeria são enol/aldeído e enol/cetona, porém, nem sempre um

enol é tautômero de um aldeído ou um enol é tautômero de uma cetona, pois, para que haja tautomeria é necessário que a carbonila “esteja no mesmo carbono” da hidroxila...

Pergunta: Propenol – 2 e propanal são tautômeros ou isômeros funcionais ? H3C C CH2 e OH

Equilíbrio químico dinâmico

Tautomeria

C3H6O C3H6O

Enol (Instável) Cetona (Estável)

Não é tautomeria porque o enol não produz esse aldeído. Neste caso temos...

Isômeros de função

Nesse caso perceba que a carbonila da cetona está no mesmo carbono da hidroxila do enol, então temos...

TAUTOMERIA

Tautomeria

Tautomeria Tautomeria

O H3C CH2 C H

C3H6O

Enol (Instável) Aldeido (Estável)

C3H6O

O H3C CH2 C H

H3C C CH3 O

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5 Isomeria Orgânica

001 – (UFPE – 2a fase/2006) A glicose e a frutose são carboidratos (compostos energéticos) encontrados em diversos

alimentos:

Sendo assim, podemos dizer que:

I II 0 0 A glicose é um aldeído. 1 1 A frutose é uma cetona. 2 2 Glicose e frutose são isômeros de função. 3 3 Glicose e frutose são isômeros de posição. 4 4 Glicose e frutose não são isômeros.

002 – (CEFET – Tecnólogo/2006) O ácido butanóico é usualmente conhecido como ácido butírico (do inglês butter,

manteiga), responsável pelo odor desagradável presente na manteiga rançosa. Em relação a esse composto indique a alternativa INCORRETA.

a) Apresenta fórmula molecular C4H8O2. d) É isômero da butanona. b) Se trata de uma substância polar. e) Quando dissolvido em água sofre ionização. c) Pertence a função ácido carboxílico.

003 – (UPE – 2003) De acordo com os estudos de isomeria, todo ácido carboxílico apresenta como isômero funcional um

éster. Constitui exceção a essa regra o ácido:

a) Metanóico b) Etanóico c) Propanóico d) Butanóico e) Benzóico 004 – (UFPE – 1a fase/91) Indique a alternativa que expressa corretamente o tipo de isomeria existente entre os

compostos:

1 – CH3CH2OCH2CH3 2 – CH3CH2CH2CH2OH

a) Compensação b) Posição c) Cadeia d) Ótica e) Função 005 – (FESP – UPE/87) O composto 2, 2, 3 – trimetil – butano, é isômero estrutural de:

a) n – heptano c) 3, 3 – dimetil – hexano e) metil – cilcopropano b) 3 – etil – hexano d) 2 – metil – pentano

006 – (UPE – Quí. I/2007) Analise o equilíbrio representado pela equação química abaixo:

H3C – CHO ⇆ H2C = CH2O

Em relação ao conceito de isomeria, é verdadeiro afirmar que o equilíbrio

a) Não exemplifica caso de isomeria. b) Exemplifica um caso de isomeria de cadeia entre alcenos. c) Apenas evidencia a mudança da fórmula estrutural do etanal para a cetona. d) Evidencia um caso particular de isomeria funcional conhecido com o nome de tautomeria. e) Evidencia tão somente o efeito ressonante entre álcoois insaturados.

Testes dos Maiores Vestibulares de Pernambuco

C C

C C

C

H

O H

O H

H

H

O H

O H

H

O

H

H

C

H

H

O

C C

C C

C

H

O H

O H

H

H

O H

H

H

O H O

G l i c os e F r u t os e

H

C

H

H

O

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6 Isomeria Orgânica

007 – (CEFET – Tecnólogo/2006) O ácido butanóico é usualmente conhecido como ácido butírico (do inglês butter, manteiga), responsável pelo odor desagradável presente na manteiga rançosa. Em relação a esse composto indique a alternativa INCORRETA.

a) Apresenta fórmula molecular C4H8O2. d) É isômero da butanona. b) Se trata de uma substância polar. e) Quando dissolvido em água sofre ionização. c) Pertence a função ácido carboxílico.

008 – (COVEST – 1a fase/99) Considerando as estruturas químicas abaixo 1 2 3 É INCORRETO afirmar:

a) 2 e 3 representam um único composto. b) 1 e 2 representam compostos isômeros. c) 1, 2 e 3 são representações diferentes para um mesmo composto. d) 2 e 3 são estruturas de ressonância. e) 1 é a estrutura que melhor representa a deslocalização de elétrons no benzeno.

009 – (CEFET – Tecnólogo/2006) A cada dia que passa a polícia vem tendo mais trabalho para conter o tráfico de drogas.

Uma das estratégias utilizadas é exatamente conter a aquisição de solventes orgânicos com elevado grau de pureza, como a acetona (propanona). Tanto os laboratórios das universidades como os laboratórios das escolas so adquirem esses produtos com uma autorização. Abaixo temos algumas dessas substâncias. Indique a alternativa que apresenta isômeros de função.

a) 1 – butanol e 1 propanol. c) 1 – butanol e propanal. e) 1 – pentanol e 2 – pentanona. b) Butanal e propanal. d) Butanona e 2 – metil – propanal.

010 – (FESP – UPE/96) Num frasco contendo acetona, temos moléculas de propanona e de 2 – propenol em equilíbrio,

como: H2C C CH3 H2C C CH3 H O OH

Trata-se, pois, de um fenômeno de:

a) Isomeria de compensação ou metameria. c) Isomeria geométrica. e) Isomeria de posição. b) Tautomeria. d) Isomeria óptica.

011 – (FESP – UPE/87) O composto 2, 2, 3 – trimetil – butano, é isômero estrutural de:

a) n – heptano c) 3, 3 – dimetil – hexano e) metil – cilcopropano b) 3 – etil – hexano d) 2 – metil – pentano

012 – (FESP – UPE/91) Substituindo-se um dos hidrogênios por um átomo X, quantos compostos diferentes encontramos

para o propano ?

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

Propanona Isopropenol

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7 Isomeria Orgânica

013 – (FESP – UPE/91) A propanona e o isopropenol são casos típicos de isomeria...

a) de cadeia b) de tautomeria c) de metameria d) de posição e) estereoisomeria 014 – (UPE – Quí. II/2004) O número de isômeros planos de cadeia aberta que existe com a fórmula C4H7Br é

a) 4. b) 6. c) 5. d) 7. e) 8. 015 – (UPE – Quí. I/2009) Analise atentamente as afirmativas abaixo.

I. O propanol e a propanona exemplificam um caso de isomeria. II. O metoxi–etano é um isômero do 2–propanol. III. 1–propanol é um isômero do 2–propanol. IV. A propilamina é um isômero da trimetilamina.

Estão CORRETAS

a) apenas II e III. b) apenas I, II e III. c) apenas I e II. d) apenas II e IV. e) I, II, III e IV. f) II, III e IV

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8 Isomeria Orgânica

03 – Isomeria Espacial Geométrica

Está relacionada com a estrutura espacial dos compostos.

3.A – Isomeria Geométrica ou Cis – trans

Ocorre quando um só composto apresenta duas estruturas espaciais diferentes; uma chamada cis e outra trans.

Condições de Ocorrência em Compostos Acíclicos: 1

a ) O composto deve apresentar ligação dupla.

2a ) Cada carbono da dupla deve apresentar dois ligantes diferentes.

Atenção: Quando o composto obedece a essas duas condições e apresenta um átomo de hidrogênio em cada carbono da dupla, poderemos encontrar para, esse composto, duas formas espaciais diferentes onde um será chamada cis e a outra trans.

Importante: A forma cis ocorre quando cada carbono da dupla apresenta um átomo de hidrogênio e estes estão do mesmo lado da estrutura (em relação ao plano que contém a dupla ligação).

A forma trans ocorre quando cada carbono da dupla apresenta um átomo de hidrogênio e estes estão em lados opostos da estrutura (em relação ao plano que contém a dupla ligação).

Exemplo: Buteno–2

H3C C C CH3 H H

Cis – buteno – 2 Trans – buteno – 2

Condições de Ocorrência em Compostos Cíclicos:

A cadeia fechada deve apresentar dois carbonos com dois ligantes diferentes. Exemplo1: 1, 2 – dimetil – ciclopropano Cis–1, 2–dimetil–ciclopropano Trans–1, 2–dimetil–ciclopropano

R1 R2 R3 R4 Apresenta Isomeria

Geométrica porque possui ligação dupla e

cada carbono da dupla apresenta dois grupos

ligantes diferentes

R1 C C R2

R3 R4

H2C H C C H CH3 CH3

onde: R1 R2 e R3 R4

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9 Isomeria Orgânica

3.B – Isomeria Geométrica ou Z – E

Quando no composto que apresenta isomeria geométrica há pelo menos um dos carbonos da dupla sem átomo de hidrogênio, a notação cis–trans não funciona muito bem. Nesse caso, a IUPAC recomenda a utilização dos prefixos E e Z, baseando-se nos seguintes critérios:

Z = Utilizado quando o composto apresentar, do mesmo lado do plano imaginário, os ligantes dos carbonos da dupla com os maiores números atômicos.

E = Utilizado quando o composto apresentar, em lados opostos do plano imaginário, os ligantes dos carbonos da dupla com os maiores números atômicos.

Observação:

Do latim cis = próximo a trans = através de

Do alemão Z: zusammen = juntos E: entgegen = opostos

Exemplo: 2–cloro–but–2–eno

H3C C C CH3 Cℓ H

3.C – Propriedades Fisiológicas dos Isômeros Geométricos

Os isômeros espaciais geométricos, mesmo sendo a mesma substância química, não apresentam os mesmos efeitos sobre os organismos vivos porque suas formas espaciais diferentes são interpretadas de maneiras diferentes pelos organismos.

Por exemplo: os isômeros cis e trans ou Z e E não apresentam o mesmo odor, possuem sabores diferentes e, se um deles atuar como medicamento, certamente o outro não terá o mesmo efeito como medicamento, ou seja se o isômero cis faz bem a saúde, o isômero trans pode fazer mal.

3.D – Propriedades Químicas dos Isômeros Geométricos

Os isômeros espaciais geométricos, apresentam as mesmas propriedades químicas. As reações químicas sofridas pelo cis são as mesmas reações químicas sofridas pelo trans.

Se o isômero Z sofrer uma certa reação, o isômero E sofrerá a mesma reação.

Cuidado: Em moléculas que apresentam pontes de hidrogênio intermoleculares, os isômeros cis e trans podem apresentar reações químicas diferentes, conforme veremos em exemplos logo adiante.

R1 R2 R3 R4

Cℓ CH3 C C H3C H

Os dois ligantes de maiores números atômicos ( Cℓ e CH3 ) estão do mesmo lado do plano imaginário que contém a ligação dupla.

Ligantes: C Cℓ H Números atômicos: 6 17 1

Os dois ligantes de menores números atômicos ( CH3 e H ) estão do mesmo lado do plano imaginário que contém a ligação dupla.

H3C CH3 C C Cℓ H Os dois ligantes de menores números

atômicos ( CH3 e H ) estão em lados opostos do plano imaginário que contém a ligação dupla.

Os dois ligantes de maiores números atômicos ( Cℓ e CH3 ) estão em lados opostos do plano imaginário que contém a ligação dupla.

O composto será chamado

Z–2–cloro–but–2–eno

O composto será chamado

E–2–cloro–but–2–eno

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10 Isomeria Orgânica

3.E – Propriedades Físicas dos Isômeros Geométricos Nos isômeros geométricos tudo depende de uma análise da polaridade da molécula, por exemplo, na extrema maioria dos isômeros cis e trans ou Z e E:

A forma cis é mais polar que a forma trans.

Por ser mais polar, a forma cis possui maior ponto de fusão e ebulição. Por apresentar maior polaridade, as partículas cis ficam mais próximas umas das outras, aumentando

assim a densidade.

Por apresentar maior polaridade, as partículas cis são mais solúveis em água (que também é polar) e menos solúveis em gorduras (apolares). Conseqüentemente, a forma trans, que tende a ser apolar, é mais solúvel em gorduras e menos solúvel em água.

Exemplo1: 1,2 – dicloro – eteno exemplifica o que ocorre com isômeros geométricos que não apresentam pontes de hidrogênio...

Exemplo2: Ácido butenodióico exemplifica o que ocorre com isômeros geométricos que apresentam pontes de hidrogênio...

H C C H Cℓ Cℓ

C C C H H

O C OH

O HO

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11 Isomeria Orgânica

Testes dos Maiores Vestibulares de Pernambuco

016 – (FESP – UPE/85) Dadas as estruturas dos ácidos maleico e fumárico, respectivamente, citar a que tipo de isomeria

a que pertencem:

H COOH H COOH C C C C H COOH HOOC H

a) Isomeria de compensação ou metameria c) Isomeria geométrica e) Isomeria funcional b) Isomeria óptica d) Tautomeria

017 – (FESP – UPE/86) Os seguintes compostos:

I) Buteno – 2 II) Penteno – 1 III) 1,2 – dimetil – ciclopropano IV) Ciclobutano

Demonstram a possibilidade de apresentarem isomeria “cis-trans”, então este tipo de isomeria aparece nos compostos:

a) I e III b) I e II c) I e IV d) II e III e) III e IV

018 – (UFPE – 1a fase/98) O bicho da seda libera um composto chamado bombicol para se comunicar com outros indivíduos de sua espécie. O bombicol é um álcool primário de cadeia muito longa contendo duas ligações duplas, uma cis e outra trans na cadeia de carbono. Nenhum de seus vários isômeros tem efeito no processo de comunicação entre esses insetos. Qual das estruturas abaixo representa o bombicol?

OH

a) H CH2(CH2)5CHCH2CH3 CH3CH2CH2 C C C C H H H b) H CH2(CH2)5CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2 C C C C H H H OH c) CH3CH2CH2 H C C CH2(CH2)5CHCH2CH3 H C C H H H H d) CH3CH2CH2 C C C C CH2(CH2)5CH2CH2CH2OH H H OH e) H CH2(CH2)5CH2CH2CH2 H C C C C H CH3CH2CH2 H

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12 Isomeria Orgânica

019 – (UFPE – 1a fase/2006) O óleo de soja, comumente utilizado na cozinha, contém diversos triglicerídeos (gorduras),

provenientes de diversos ácidos graxos, dentre os quais temos os mostrados abaixo. Sobre esses compostos, podemos afirmar que:

C H 3 ( C H 2 ) 16 C O O H

( 1 )

( C H 2 ) 7 C O O H

H

C H 3 ( C H 2 ) 7

H

( 3 )

H

( C H 2 ) 7 C O O H

C H 3 ( C H 2 ) 7

H

( 2 )

C H 2

H

C H 3 ( C H 2 ) 4

H H

( C H 2 ) 7 C O O H

H

( 4 )

a) O composto 1 é um ácido carboxílico de cadeia insaturada. b) Os compostos 2 e 3 são isômeros cis–trans. c) O composto 2 é um ácido graxo de cadeia aberta contendo uma dupla ligação (cis). d) O composto 3 é um ácido graxo de cadeia fechada contendo uma insaturação (cis). e) O composto 4 é um ácido carboxílico de cadeia aberta contendo duas duplas ligações conjugadas entre si.

020 – (UFPE – 1a fase/2001) Um determinado jornal noticiou que"... a explosão foi causada pela substituição acidental do solvente trans–1,2–dicloroeteno pelo cis–1,2–dicloroeteno, que possui ponto de ebulição menor ...". Sobre esta notícia podemos afirmar que:

a) É incorreta, pois estes dois compostos são isômeros, portanto possuem as mesmas propriedades físicas. b) É correta, pois o trans–1,2–dicloroeteno é polar, portanto deve ter ponto de ebulição maior que o do

cis–1,2–dicloroeteno, que é apolar. c) É incorreta, pois o trans–1,2–dicloroeteno é apolar, portanto deve ter ponto de ebulição menor que o do

cis–1,2–dicloroeteno, que é polar. d) É correta, pois o trans–1,2–dicloroeteno é apolar, portanto deve ter ponto de ebulição maior que o do

cis–1,2–dicloroeteno, que é polar. e) É incorreta, pois estes dois compostos são tautômeros e possuem o mesmo momento dipolar, portanto possuem

o mesmo ponto de ebulição. 021 – (UFPE – 1

a fase/2003) A molécula de retinal está envolvida diretamente no mecanismo da visão e identificação de

cores. Na presença de luz, o retinal sofre a seguinte reação química:

Sobre esta equação química, pode-se afirmar que:

a) Representa uma reação de isomerização cis-trans ou E-Z. d) Representa uma reação ácido-base. b) Representa uma reação de isomerização R-S. e) Não está corretamente balanceada.

c) Representa uma reação de óxido-redução.

h

CHO

CHO

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13 Isomeria Orgânica

04 – Isomeria Espacial Óptica

4.A – Atividade Óptica de uma Substância

Chamamos de atividade óptica, a propriedade que algumas substâncias químicas apresentam de alterar, desviar o plano de vibração da luz polarizada.

Atividade óptica é o fenômeno pelo qual uma substância pode desviar (alterar) o plano de vibração da luz polarizada. Considerando que uma mesma substância pode alterar de várias formas o plano de vibração da luz

polarizada, concluímos que uma só substância química pode apresentar diversos isômeros ópticos.

Esse fenômeno é decorrente de uma assimetria molecular apresentada pela estrutura espacial de certos compostos.

Um dos fatores responsáveis pela assimetria da molécula é a presença do carbono assimétrico.

Carbono assimétrico ou centro quiral ( * ) é aquele que apresenta quatro ligantes diferentes.

Onde: R1 R2 R3 R4 R1 Exemplo1: Ácido 2–amino propanóico (ou alanina) H O H3C C C OH NH2 Exemplo2: Quantos carbonos assimétricos existem na estrutura do pentahidroxi-hexanona–2 ? Importante: Todo composto que possui carbono assimétrico, apresenta o fenômeno da isomeria óptica. Porém nem todo composto que apresenta isomeria óptica terá carbono assimétrico.

*

Observe que o carbono assinalado apresenta quatro ligantes diferentes:

H3C H NH2 COOH

Esta molécula apresenta atividade óptica em função da presença deste carbono assimétrico.

Desvio do plano de vibração da luz polarizada

Plano de vibração da luz polarizada

OH H OH H OH H C C C C C C H H OH H OH O H

R1 R2 C R4 R3

*

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14 Isomeria Orgânica

Testes dos Maiores Vestibulares de Pernambuco 022 – (UPE – Quí. II/2007) Analise as estruturas I, II, III e IV, abaixo.

É correto afirmar que

a) Somente as estruturas I e II apresentam isomeria ótica. b) Somente as estruturas I e III apresentam atividade ótica. c) Somente as estruturas III e IV apresentam atividade ótica. d) Somente as estruturas I e IV apresentam isomeria ótica. e) Todas apresentam atividade ótica.

023 – (UFPE – 2a fase/89) Assinale os itens certos na coluna I e os errados na coluna II.

I II 0 0 O ácido acético é isômero de função do álcool etílico. 1 1 O buteno – 2 apresenta isomeria geométrica. 2 2 O butanol – 2 é um composto opticamente ativo. 3 3 Todos os alcenos apresentam isomeria geométrica. 4 4 O propanol – 2 é isômero de posição do propanol – 1.

024 – (UFPE – 1a fase/2003) A origem da homoquiralidade da nossa biota é um dos grandes mistérios da ciência

moderna. Das moléculas abaixo, de ocorrência comum nos seres vivos, qual não apresenta centro quiral (centro assimétrico ou centro estereogênico) ?

CH2OH

CH3

H OH

( I )

CH2OH

CH3

HO H

( II )

CH2OH

CH2OH

H OH

CH2OH

CH2OH

HO H

( IV ) ( III )

frutose

O

H

OH H

H

HO

HO CH2OH

CH2OH

a)

guanina

N

HN

NH

N

O

H2N

b)

tirosina

NH2

HOOC

HO

c)

norepinefrina

HO

HO NH2

OH

d)

prostaglandina H2

COOH

OH

e)

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15 Isomeria Orgânica

025 – (UFPE – 2a fase/2005) Diversos compostos orgânicos são responsáveis pelo odor de vários alimentos. Dentre eles,

podemos citar:

C C H C

O

H

O H

O C H 3

C O H

O

O

H 3 C

( C H 2 ) 7 C H 3

H N H 2

I . C a n e l a I I . P e i x e I I I . L a r a n j a I V . B a u n i l h a

A partir das estruturas acima pode-se afirmar que:

I II 0 0 A nomenclatura do composto orgânico responsável pelo aroma da canela, é 3-fenilpropanal. 1 1 A cicloexilamina possui um centro estereogênico (quiral). 2 2 O acetato de octila, responsável pelo aroma da laranja, apresenta uma função éter. 3 3 O composto responsável pelo aroma da baunilha, apresenta as funções fenol, aldeído e éter. 4 4 O composto responsável pelo aroma da canela, pode apresentar isomeria cis-trans.

026 – (UPE – Quí. I/2005) Analise as proposições de química orgânica.

I II 0 0 O benzeno e a água são usados como solventes orgânico e inorgânico, respectivamente. 1 1 Os radicais etil e t-butil, ao se ligarem, produzem o composto 2,2 – dimetil-butano. 2 2 O benzeno, por ser um solvente orgânico, é constituído de moléculas polares cíclicas. 3 3 O dióxido de carbono é um dos produtos da combustão completa de um hidrocarboneto. 4 4 As moléculas do etino, metano e água são, respectivamente, linear, tetraédrica e angular.

027 – (UFPE – 2a fase/2005) A tetraciclina é um antibiótico com a seguinte fórmula estrutural:

H3C OHN(CH3)2

OH

CONH2

OO OHOH

Podemos dizer, portanto, que a tetraciclina:

I II 0 0 Apresenta quatro anéis aromáticos, duas funções cetona e uma função amida. 1 1 É um aminoácido cíclico. 2 2 Apresenta cinco centros estereogênicos (quirais). 3 3 Possui quatro hidroxilas, uma das quais faz parte de um grupo fenol. 4 4 É um composto altamente volátil devido a sua baixa massa molecular.

028 – (FESP – UPE/2006 – Quí. I) Entre os compostos de fórmula geral CnH2n + 2 , o mais simples e o que apresenta

isomeria ótica é:

a) Pentano b) 2, 3–dimetil–butano c) 2–metil–3–etil–penteno d) 3–metil–hexano e) 5–metil–pentano

029 – (FESP – UPE/94) Qual dentre os seguintes ácidos monocarboxílicos, de fórmula C5H10O2, apresenta isomeria

óptica?

a) Ácido 2 – metil – butanóico c) Ácido pentanóico e) Ácido pentanodióico b) Ácido 3 – metil – butanóico d) Ácido 2 – metil – pentanóico

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16 Isomeria Orgânica

030 – (UPE – Quí. I/2005) A teoria metabólica explica que as “cãibras musculares” ocorrem, quando o músculo se torna intoxicado por metabólicos provenientes da atividade contrátil. Entretanto, uma substância tóxica ao músculo é o ácido lático, que resulta da desintegração incompleta dos carboidratos, processo este conhecido com o nome de glicólise anaeróbia. Esse processo é realizado no sarcoplasma das fibras musculares, ou seja, o ácido lático vai sendo produzido no interior das células. Dessa forma, o ácido produzido aumenta consideravelmente a acidez no meio intracelular, podendo afetar profundamente o funcionamento das fibras musculares e causar, entre outros distúrbios, as “cãibras musculares”.

Em relação ao texto, pode-se afirmar como verdadeiro que:

a) As cãibras são conseqüências do excesso de ácido lático produzido pela combustão da glicose. b) O pH do meio intracelular aumenta proporcionalmente à produção de ácido lático. c) O ácido lático, produzido no interior das células, apresenta, em sua molécula, um carbono assimétrico. d) A desintegração dos carboidratos ocorre por excesso de oxigênio, pois só assim se forma o ácido lático. e) As cãibras resultam da escassez de ácido lático no interior das células, condição essa para que haja uma

diminuição de pH no meio intracelular. 031 – (FESP – UPE/96) O composto de fórmula geral R – OH , 2,4 – dimetil – 3 – hexanol, apresenta em seu esqueleto:

a) 1 (um ) carbono assimétrico. b) 2 (dois) carbonos assimétrico. c) 3 (três) carbonos assimétricos e 3 (três) carbonos terciários. d) Nenhum carbono assimétrico e 3 (três) carbonos secundários. e) Nenhum carbono assimétrico e 3 (três) carbonos primários.

032 – (FESP – UPE/2006 – Quí. II) Analise as afirmativas acerca dos diversos compostos orgânicos e suas propriedades e

assinale-as devidamente.

I II 0 0 Os compostos butanal e metilpropanal exemplificam um caso de isomeria espacial. 1 1 Os isômeros de posição pertencem à mesma função orgânica e possuem a mesma cadeia, mas diferem entre si

apenas quanto a posição do hetero-átomo. 2 2 Um hidrocarboneto cíclico pode ser isômero de um hidrocarboneto alifático insaturado. 3 3 Os cresóis, C7H8O, são conhecidos como quimicamente como hidroximetilbenzenos e podem apresentar

isomeria plana, tanto de função como de posição. 4 4 A atividade ótica de uma substância está relacionada com a simetria cristalina ou molecular das substâncias.

033 – (UFPE – 2a fase/2008) Os compostos orgânicos ilustrados abaixo apresentam diversas atividades biológicas

relevantes. Sobre esses compostos, analise as afirmações a seguir.

(I) (II) (III)

I II 0 0 Os compostos (I) e (III) apresentam a função amina. 1 1 Os três compostos apresentam carbonos com hibridização sp

2 e sp.

2 2 Os três compostos apresentam isomeria óptica. 3 3 O composto (II) apresenta isomeria cis-trans, e o isômero ilustrado acima é o trans. 4 4 O composto (III) apresenta dois carbonos assimétricos (quirais).

C H 3 H 3 C

O

H

N N

C H 3

N

O H

N

H

H O

C H 3

C H 3

Page 17: 005 Isomeria Orgânica

17 Isomeria Orgânica

034 – (UFPE – 1a fase/94) Os amino-ácidos que constituem as proteínas têm fórmula geral

H H2N C COOH R

Onde R representa qualquer dos vinte diferentes resíduos possíveis. Com qual dos resíduos relacionados abaixo o amino-ácido não apresenta atividade ótica ?

a) CH3 b) H2COH c) HC(CH3)2 d) H2CCOOH e) H 035 – (Universidade Federal do Vale do São Francisco/2006) A lactona mostrada abaixo foi identificada como um

feromônio de reconhecimento da rainha para a espécie Solenopsis invicta e exerce o papel de atrair e guiar as formigas operárias na direção da rainha. Quantos carbonos assimétricos são encontrados na estrutura desse feromônio?

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

036 – (UFPE – 2a fase/2001) O composto mostrado na figura abaixo é um exemplo da vasta classe de compostos conhecidos como esteróides. Considerando sua estrutura molecular, pode-se afirmar que existe(m)

I II 0 0 Quatro carbonos com hibridização sp

2.

1 1 Uma função éster e uma função cetona. 2 2 Uma função aldeído e uma função álcool. 3 3 Três carbonos quaternários. 4 4 Somente três centros quirais (carbonos assimétricos).

037 – (FESP – UPE/84) Entre as moléculas abaixo:

I – H3C CH2 COOH IV – HOOC CH CH2 COOH II – H3C CH2 CHO OH III – H3C CH CH3 V – CH2 OH

Apresenta atividade óptica:

a) I e IV b) IV e II c) V d) IV e) I, II e IV

O

OCH3

OH3C

H3C OH

Page 18: 005 Isomeria Orgânica

18 Isomeria Orgânica

038 – (UFPE – 1a fase/89) Na estrutura R

O CH3 C C OH R

Quando se substitui R por alguns radicais, o composto adquire atividade óptica. Qual dos itens indica corretamente esses radicais?

a) Metil e etil b) Metil e propil c) Etil e propil d) Dois radicais metil e) Dois radicais etil 039 – (UFPE – 2

a fase/96) A cortisona é um esteróide que possui efeito anti-inflamatório e é importante no tratamento

da asma e de artrite. A partir de sua estrutura, podemos afirmar que a cortisona:

I II 0 0 Possui 6 carbonos assimétricos. 1 1 Possui uma função de álcool primário e outra de álcool secundário. 2 2 Possui três funções de cetona. 3 3 Apresenta atividade óptica devido apenas aos carbonos que possuem grupamentos metílicos. 4 4 Pode apresentar tautomeria.

040 – (FESP – UPE/94)

I II

0 0 Nos haletos, o halogênio representa o radical ou grupo funcional, pois dele dependem as propriedades químicas da função.

1 1 Os éteres são também denominados óxidos orgânicos e podem ser considerados como derivados da água. 2 2 O radical funcional carbonila – CO – é o grupo funcional dos aldeídos. 3 3 O chumbo – tetra – etila usado como aditivo na gasolina é um composto de Grignard. 4 4 Qualquer reação que venha eliminar a assimetria do carbono central fará desaparecer a atividade óptica de um

composto. 041 – (Unicap – Quí. II/90) Sobre os compostos:

I) Buteno – 2 III) Penteno – 1 II) Ácido 3 – hidróxi – butanóico IV) Éter metílico

I II 0 0 O composto II é opticamente ativo. 1 1 Os compostos I e II são isômeros de posição. 2 2 Somente o composto I apresenta isomeria geométrica. 3 3 O composto IV é isômero funcional do etanol. 4 4 A substituição do grupo hidroxila pelo Br, no composto II, acarretará a perda de sua atividade óptica.

OH

H

H

CH3

CH3

H

O

O

CH2OH C O

Page 19: 005 Isomeria Orgânica

19 Isomeria Orgânica

042 – (UFPE – 1ª fase/2009) Uma das reações químicas responsáveis pela visão humana envolve os dois isômeros da molécula do retinal:

Logo, podemos concluir que:

1) o retinal é um ácido carboxílico que contém seis duplas ligações conjugadas. 2) com relação aos carbonos 11 e 12, o composto A é identificado como isômero trans, e o composto B, como

isômero cis. 3) os compostos A e B também são isômeros óticos devido ao carbono assimétrico (quiral) presente na posição 6.

Está(ão) correta(s):

a) 1 apenas b) 2 apenas c) 3 apenas d) 2 e 3 apenas e) 1, 2 e 3

043 – (UFPE – 1ª fase/2009) O Ecstasy é uma droga sintética fabricada em laboratórios clandestinos a partir do safrol,

conforme descrito abaixo:

Com relação à síntese e aos compostos descritos acima, podemos afirmar que:

1- o safrol e o isosafrol são isômeros de posição; portanto, podemos dizer que a reação na presença de KOH é uma reação de isomerização.

2- o composto intermediário C apresenta um anel aromático, uma função cetona e um centro assimétrico (carbono quiral).

3- o Ecstasy obtido a partir deste procedimento deve ser uma mistura de isômeros óticos, devido à presença de um centro assimétrico (carbono quiral) nesta molécula.

Está(ão) correta(s):

a) 1 apenas b) 2 apenas c) 3 apenas d) 1 e 3 apenas e) 1, 2 e 3

O C H

A

CH3 H3C CH3 CH3

CH3

1

2

3

4

5

6 7

8

9

10

11

12

13

14

15

B

CH3 H3C CH3

CH3 H3C

C H O

1

2

3

4

5

6 7

8

9

10

11

12

13

14

15

KOH

O

O

Safrol

O

O

Isosafrol

NaOH Aℓ, Hg2Cℓ2

CH3 – NH2

H2O2

O H

OH

O

O CH3

O

Composto C

O

O

N

CH3

Carbono quiral H

Ecstasy

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20 Isomeria Orgânica

044 – (UFPE – 1ª Fase/2007) A partir das estruturas moleculares abaixo, podemos afirmar que:

1) Os compostos representados em (I), geranial e heral, apresentam isomeria cis/trans. 2) Os compostos representados em (II) são exatamente iguais; portanto não apresentam nenhum tipo de isomeria. 3) Os ácidos representados em (III) são diferentes; portanto, não apresentam nenhum tipo de isomeria.

Está(ão) correta(s):

a) 1 e 3 apenas b) 1, 2 e 3 c) 3 apenas d) 1 apenas e) 2 e 3 apenas

045 – (FESP – UPE/84) A ocorrência de carbono assimétrico numa estrutura é ponto fundamental da isomeria óptica. Assinale, pois, o número de carbonos assimétricos da estrutura seguinte:

a) Seis b) Quatro c) Cinco d) Três e) Nenhum 046 – (FESP – UPE/84) A estrutura anterior é de um:

a) Composto oxidante b) Poliálcool simples c) Hexanol d) Polihidróxialdeído e) Aldohexanal 047 – (UPE – Vestibular Seriado – 3º ano/2010) Submeteram-se, em laboratório, à hidrogenação catalítica os seguintes

alcenos: 2,4-dimetil-pent-2-eno, 3-metil-hex-3-eno e 3,5-dimetil-hept-3-eno. Constata-se, após o término das reações de hidrogenação, que

a) o 3,5-dimetil-hept-3-eno não origina hidrocarbonetos opticamente ativos. b) apenas o 3-metil-hex-3-eno origina um hidrocarboneto opticamente ativo. c) apenas o 2,4-dimetil-pent-2-eno origina um hidrocarboneto opticamente ativo. d) apenas o 2,4-dimetil-pent-2-eno não origina hidrocarboneto opticamente ativo. e) todos os alcenos ramificados, quando hidrogenados, originam hidrocarbonetos opticamente ativos.

H O C

H C OH HO C H H C OH H C OH CH2OH

Page 21: 005 Isomeria Orgânica

21 Isomeria Orgânica

4.B – Significado da Isomeria Óptica:

Isômeros ópticos são estruturas espaciais diferentes de uma mesma substância, que apresentam a propriedade física de desviar (de formas diferentes) o plano de vibração da luz polarizada.

As moléculas assimétricas podem alterar o plano da vibração da luz polarizada para direita ou para esquerda...

Isômero Dextrógiro: É o isômero óptico que desvia a luz polarizada para a direita (d+).

Isômero Levógiro: É o isômero óptico que desvia a luz polarizada para esquerda (ℓ–).

O fato de uma só substância poder apresentar vários comportamentos ópticos diferentes ainda é um dos mistérios da química.

O que vamos comentar a partir deste ponto é apenas um modelo proposto pelos cientistas para tentar entender ou pelo menos explicar o fenômeno da isomeria óptica.

Os diferentes desvios do plano de vibração da luz polarizada estão associados às diferentes imagens que se pode ter do carbono quiral, onde cada imagem apresentaria uma atuação diferente sobre o plano de vibração da luz.

Especula-se, então que o isômero dextrógiro é uma estrutura oposta a do levógiro, como se um deles fosse semelhante à imagem do outro projetada em um espelho.

Os isômeros dextrógiro e levógiro são a imagem especular um do outro.

Enantiomorfos ou antípodas ópticos: É a denominação dada aos pares de isômeros dextrógiro/levógiro que apresentam a mesma intensidade no ângulo de desvio do plano de vibração da luz polarizada (logicamente que em sentidos opostos). Os enantiomorfos ao serem misturados geram misturas opticamente inativas.

Diastereoisômeros: É a denominação para qualquer par de isômeros ópticos (dextrógiro/levógiro,

dextrógiro/dextrógiro ou levógiro/lévógiro) que não apresentam ângulos exatamente opostos de desvio do plano de vibração da luz polarizada.

Mistura racêmica: Mistura em quantidades iguais de antípodas ópticos na qual o desvio do plano de vibração da luz

polarizada da estrutura dextrógira, é anulado pelo desvio provocado pela forma levógira, não havendo, assim, atividade óptica. A mistura racêmica é opticamente inativa por compensação externa .

Compensação externa é o termo empregado quando duas moléculas anulam as atividades ópticas uma da outra, ou

seja, quando uma estrutura dextrógira tem sua atividade óptica externamente anulada por uma estrutura levógira.

H3C

NH2

H

O C OH

O C HO

CH3

NH2

H

Se essa forma corresponder ao

isômero levógiro.... ...então sua estrutura inversa...

...corresponderá ao

isômero dextrógiro.

Page 22: 005 Isomeria Orgânica

22 Isomeria Orgânica

Exemplo: Vamos supor dois compostos diferentes com carbonos assimétricos diferentes. Cada um deles deve apresentar dois isômeros opticamente ativos, um dextrógiro e outro levógiro...

Alanina Ácido láctico Analisando outras possibilidades...

4.C – Isomeria Óptica em Compostos com Vários Carbonos Assimétricos

Nos exemplos anteriores, observamos que se determinado composto possui apenas um carbono quiral, então apresentará os seguintes isômeros ópticos...

...dois isômeros opticamente ativos, sendo um dextrógiro e outro levógiro... ...uma mistura racêmica, opticamente inativa...

...totalizando três isômeros ópticos.

Porém quando um composto possui vários carbonos quirais, existirão muito mais formas, opticamente, ativas e inativas. Segundo os químicos Le Bel e Van’t Hoff é possível determinar o número de isômeros ópticos ativos e inativos produzidos por uma estrutura orgânica: Determina o número de isômeros opticamente ativos Determina o número de misturas racêmica (isômeros opticamente inativos) Observação: Quando se fala em quantidade de isômeros ópticos, refere-se ao somatório dos números de isômeros

ópticos ativos e inativos.

IAtivos = 2n

IInativos = 2n – 1

Levógiro +α dextrógiro –α Levógiro +β dextrógiro –β

+α –α + β – β

Enantiormofos ou antípodas ópticos ou mistura racêmica

Enantiormofos ou antípodas ópticos ou mistura racêmica

levógiro +α dextrógiro –β

+α – β

Diasterioisômeros

levógiro +β dextrógiro –α

+β –α

Diasterioisômeros

dextrógiro –β dextrógiro –α

–α

Diasterioisômeros

– β

H O H3C C C OH NH2

*

H O H3C C C OH OH

*

Page 23: 005 Isomeria Orgânica

23 Isomeria Orgânica

Testes dos Maiores Vestibulares de Pernambuco

Exemplo: Determine o número de isômeros ópticos ativos e inativos do pentahidroxi-hexanal.

4.D – Propriedades Fisiológicas dos Isômeros Ópticos

Os isômeros espaciais, mesmo sendo a mesma substância química, não apresentam os mesmos efeitos sobre os organismos vivos porque suas formas espaciais diferentes são interpretadas de maneiras diferentes pelos organismos.

Por exemplo: os isômeros dextrógiro e levógiro não apresentam o mesmo odor, possuem sabores diferentes e, se um deles atuar como medicamento, certamente o outro não terá o mesmo efeito como medicamento.

4.E – Propriedades Químicas dos Isômeros Ópticos

Os isômeros espaciais, sejam isômeros ópticos ou geométricos apresentam as mesmas propriedades químicas. As reações químicas sofridas pelo dextrógiro são as mesmas reações químicas sofridas pelo levógiro.

Se o isômero cis sofrer uma certa reação, o isômero trans sofrerá a mesma reação.

4.F – Propriedades Físicas dos Isômeros Ópticos

Os isômeros ópticos apresentam as mesmas propriedades físicas, como por exemplo, pontos de fusão e ebulição, densidade, calor específico entre outras. A única diferença do ponto de vista físico está no desvio do plano de vibração da luz polarizada. 048 – (Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco – IFPE/2010) Os carboidratos, também

conhecidos como hidratos de carbono, são uma das principais fontes rápidas de energia para o nosso organismo. Citam-se como exemplos: glicose, frutose e galactose. Abaixo está expressa a fórmula estrutural da frutose, também conhecida como levulose.

OH O H OH OH OH H2C C C C C CH2 OH H H Frutose

Analise as seguintes afirmações em relação à estrutura da frutose.

I. Sua cadeia carbônica pode ser classificada como: aberta, saturada, normal e homogênea. II. Apresenta três carbonos assimétricos. III. Todos os carbonos apresentam hibridação sp

2.

IV. Tem fórmula molecular C6H12O8. V. Apresenta oito isômeros opticamente ativos.

Estão corretas, apenas:

a) I, II e IV b) II e III e IV c) III, IV e V d) I, II e V e) IV e V

OH H OH H OH O H C C C C C C OH H OH H OH H

* * * *

n = 4 carbonos assimétricos Iativos = 2n = 24 = 16 formas opticamente

ativas Iracêmicos = 2n – 1 = 24 – 1 = 8 misturas Racêmicas Isômeros ópticos = 24

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24 Isomeria Orgânica

049 – (UFPE – 2a fase/92) Sobre isomeria, pode-se afirmar:

I II 0 0 Os aldeídos são isômeros funcionais dos ácidos carboxílicos correspondentes. 1 1 O buteno – 2 apresenta isomeria geométrica. 2 2 A isomeria óptica decorre de uma assimetria molecular. 3 3 As aminas são isômeros funcionais das amidas correspondentes. 4 4 A mistura, em quantidades iguais, de um par de enantiômeros é denominada mistura racêmica.

050 – (UFPE – 2

a fase/2010) Em relação ao hidrocarboneto a seguir, podemos fazer as seguintes afirmações.

CH3 CH3 C C CH2 C CH2 CH3 H CH3 CH2 CH2 CH3

I II 0 0 É um composto que apresenta isomeria cistrans. 1 1 É um composto que não apresenta isomeria de função. 2 2 Seu nome é 3,5-dimetil-3-n-propil-5-hepteno. 3 3 Apresenta somente ligações sp3.

4 4 É um composto que apresenta um carbono quiral. 051 – (UPE – Quí. II/2010) Sobre a Isomeria, analise as afirmativas abaixo e assinale a VERDADEIRA.

a) Na isomeria de cadeia, a classe funcional a que pertencem os isômeros é diferente. b) Duas substâncias que formam um par, tal que uma é imagem especular da outra, são denominadas de aquirais. c) As propriedades físicas de duas substâncias enantiômeras são iguais, exceto o desvio que elas produzem no plano da luz polarizada. d) Os diastereoisômeros são isômeros enantiomorfos, que apresentam propriedades físicas e químicas iguais. e) A mistura racêmica é uma mistura equimolar, opticamente ativa, formada, exclusivamente, por isômeros que apresentam a mesma massa molar.

052 – (Unicap – Quí. II/93) Questão referente à isomeria.

I II 0 0 O pentadieno – 1, 3 apresenta quatro isômeros geométricos. 1 1 O ácido 2 – cloro – propanóico apresenta somente 2 (dois) isômeros opticamente ativos. 2 2 Butano e ciclobutano são isômeros de cadeia. 3 3 Os isômeros CIS apresentam ligantes iguais no mesmo carbono. 4 4 Pentanol – 1 e pentanol – 2 são isômeros de compensação.

053 – (FESP – UPE/2006 – Quí. II) Glicerina é uma substância utilizada na indústria, a exemplo da fabricação de tintas,

cosméticos, explosivos e medicamentos. Em relação a esse composto, assinale a afirmação falsa.

a) Reage com ácidos carboxílicos, formando ésteres em reação de esterificação. b) Reage com ácido nítrico, produzindo trinitroglicerina. c) Não apresenta isomeria geométrica cis-trans. d) Sua combustão completa produz gás carbônico e água. e) Apresenta isomeria ótica, por possuir carbono assimétrico.

054 – (UNICAP – Quí. II/2003) Quantos isômeros opticamente ativos apresenta o composto 3,5–dimetil–2–etil–4–

isopropil–hexanal?

Page 25: 005 Isomeria Orgânica

25 Isomeria Orgânica

055 – (UFPE – 2a fase/2003) A molécula de ingenol é um produto natural extraído de plantas, e seus derivados apresentam inúmeras atividades biológicas, como por exemplo, agentes antileucêmicos e inibidores da reprodução do vírus causador da imunodeficiência humana. Somente após 16 anos de pesquisas é que a sua síntese total foi finalizada e envolveu 43 etapas com rendimento médio de 80% por etapa. Sobre a estrutura molecular do ingenol podemos afirmar que:

I II 0 0 possui cinco átomos de carbono e um átomo de oxigênio com hibridização sp2. 1 1 possui oito centros assimétricos (quirais ou estereogênicos). 2 2 possui funções álcool, aldeído e alqueno. 3 3 possui anéis de quatro, cinco e sete membros. 4 4 possui isomeria espacial cis-trans.

056 – (UFPE – 2

a fase/2004) O citral é uma mistura de isômeros (geranial e neral), obtida a partir do óleo essencial do

limão. Devido ao seu odor agradável, é bastante utilizado na preparação de perfumes cítricos. A partir das estruturas apresentadas, podemos dizer:

I II

0 0 O geranial é o isômero trans (ou E), e o neral é o isômero cis (ou Z). 1 1 O geranial e neral apresentam a mesma fórmula molecular C5H14O. 2 2 Geranial e neral apresentam uma carbonila como grupo funcional e, por isso, são chamados de cetona. 3 3 Geranial e neral são temperos que apresentam isomeria espacial (óptica). 4 4 Geranial e neral apresentam uma dupla ligação conjugada a uma carbonila.

057 – (FESP – UPE/95) No aminoácido “alanina”, cuja estrutura é a seguinte:

H O CH3 C C O– NH3

+ Podem ocorrer os seguintes casos de isomeria:

a) Óptica, de posição e de função. c) Tautomeria, de cadeia e óptica. e) Óptica, de posição e cis–trans. b) Cis–trans, metameria e de posição. d) De cadeia, de posição e de função.

058 – (Unicap – Quí. I/95)

I II

0 0 O 2 – metil – butano é um composto aberto, ramificado, homogêneo e saturado. 1 1 Ciclopropano e propeno são isômeros de cadeia. 2 2 Com o ácido 2 – cloro – propanóico, encontramos 3 isômeros ópticos ativos. 3 3 O composto 3 – cloro – penteno – 2 não apresenta isomeria CIS-TRANS. 4 4 Para um composto orgânico apresentar isomeria óptica, é necessário apresentar obrigatoriamente um

carbono assimétrico.

HO HO

OH OH

H

H

H

O

H

O

Geranial

H O

Neral

Page 26: 005 Isomeria Orgânica

26 Isomeria Orgânica

059 – (UFPE – 2a fase/94) Quantos elétrons formam ligações em torno de átomos de carbono assimétrico na molécula de – D – glicose, representada abaixo ?

CH2OH C O H H H C C H OH OH OH C C OH H 060 – (UFPE – 1

a fase/97) Os compostos I e II são estereoisômeros da carvona, e possuem sabores diferentes. O

estereoisômero I é o responsável pelo sabor de hortelã e o II pelo sabor de um condimento exótico, a alcarávia. Em relação a estes compostos é incorreto afirmar:

a) Tanto o composto I como o II possuem uma ligação dupla conjugada a carbonila. b) Os compostos I e II são opticamente ativos. c) O composto I é a imagem especular de II. d) Os compostos I e II possuem propriedades químicas diferentes. e) I e II constituem um par de enantiômeros.

061 – (Unicap – Quí. I/97) Observe os compostos a seguir:

A) Butano B) Propanol – 1 C) Propanona D) Ácido butanóico E) Dimetilamina F) Ciclopentano

I II

0 0 Os compostos B e C são isômeros de função. 1 1 Os compostos A e D são heterólogos. 2 2 Os compostos C e E são compostos carbonilados. 3 3 O composto C é um solvente aplicado em tintas. 4 4 Os composto A e F são hidrocarbonetos alicíclicos.

H2C C CH3

CH3

O

H

CH3

O

C CH2 H3C

H

Page 27: 005 Isomeria Orgânica

27 Isomeria Orgânica

4.G – Demonstração das Leis de Le Bel e Vant’Hoff

Tomando como exemplo o ácido –hidróxi––metil–succínico

H H HOOC C C COOH OH CH3 +a +b = +(a+b) –a – b = – (a+b) +a – b = +(a – b) – a +b = – (a – b) d1 ℓ1 d2 ℓ2 R1 R2 Conclusões:

1a ) Encontramos 4 isômeros ativos (d1, ℓ1, d2, ℓ2) e 2 isômeros inativos ou racêmicos (R1 e R2), fazendo um total de 6 isômeros ópticos.

2a ) As misturas racêmicas R1 e R2 são denominadas de inativas por compensação externa.

COOH

OH H

COOH

CH3 H

HOOC

HO

H3C H

H

HOOC

+a –a

+b –b

COOH

OH H

HOOC

HO H +a –a

COOH

H3C H +b

H H3C

HOOC

–b

Vamos admitir que este carbono provoca um

desvio de um ângulo a.

Vamos admitir que este carbono provoca um

desvio de um ângulo b. * *

Page 28: 005 Isomeria Orgânica

28 Isomeria Orgânica

4.H – Isomeria Óptica em Compostos com Dois Carbonos Assimétricos Iguais

Neste caso (muito particular) não são obedecidas as Leis de Le Bel e Van’t Hoff. Vamos tomar como exemplo o ácido di – hidroxi – succínico...

H H HOOC C C COOH OH OH ...e vamos observar suas possíveis formas espaciais... +a +ab = +2a –a – a = – 2a +a – a = 0 não existe d ℓ R1 Conclusão: Encontramos 2 isômeros ativos, 1 isômero inativo por compensação externa (racêmico) e 1 outro isômero

inativo por compensação interna (meso), fazendo um total de 4 isômeros ópticos (O que não obedece às previsões das leis de Le Bel e Van’t Hoff).

Vamos admitir que este carbono provoca um

desvio com um ângulo a.

COOH

OH H

COOH

OH H

HOOC

HO

HO H

H

HOOC

COOH

OH H

H HO

+a –a

+a –a

+a

–a

Note que esta estrutura não provoca desvio, pois há uma compensação interna...

(+a – a = 0)

Nesse caso não temos o antípoda óptico

correspondente.

Chamaremos de meso o isômero opticamente inativo por compensação interna.

HOOC

Vamos admitir que este carbono provoca um

desvio com um ângulo a. * *

Page 29: 005 Isomeria Orgânica

29 Isomeria Orgânica

05 – Isomeria Óptica sem Carbono Assimétrico

5.A – Nos compostos alênicos

Compostos alênicos são todos aqueles derivados do propadieno, o mais simples dos alcadienos. Esses derivados apresentarão atividade óptica desde que: Com: Exemplo: Pentadieno – 2, 3

5.B – Nos isômeros geométricos cíclicos

A forma trans dos isômeros geométricos de cadeia fechada é assimétrica e, por isto, apresenta atividade óptica. Exemplo: 1, 2 – dicloro – ciclopropano...

CH3 C C C CH3 H H

R1 R2

R3 R4

R1 R3 C C C R2 R4

C C C

CH3

H

CH3

H

Perceba que esse composto não tem carbono assimétrico mas sua molécula é assimétrica e por isso tem atividade óptica.

Observe que a molécula apresenta um plano de assimetria

H

C H H H

C C Cℓ Cℓ

Cis Trans

Se a primeira forma for dextrógira, então a outra será a levógira e vice–versa.

Page 30: 005 Isomeria Orgânica

30 Isomeria Orgânica

Testes dos Maiores Vestibulares de Pernambuco

062 – (FESP – UPE/86) O ácido 2, 3 – dicloro, 3 – fenil – propanóico, apresenta:

a) 4 isômeros sem atividade óptica. b) Um total de seis isômeros, sendo 2 sem atividade óptica. c) Um total de 4 isômeros, sendo 2 sem atividade óptica. d) Não apresenta atividade óptica. e) Só apresenta 2 isômeros ativos e um meso composto.

063 – (UPE – Quí. I/2009) Sobre a isomeria nos compostos orgânicos, são apresentadas as afirmativas abaixo. Analise-as

e conclua.

I II

0 0 Os compostos 1–bromo–1–cloro etano e 1–bromo–1,2–dicloro–etano apresentam atividade óptica. 1 1 O hidrocarboneto pentadieno–2,3 é um composto que apresenta isomeria óptica. 2 2 O composto 3-metil–1–penteno apresenta, apenas, isomeria óptica e de cadeia. 3 3 A isomeria de compensação é um tipo de isomeria espacial, na qual os isômeros diferem entre si, apenas, na

posição da dupla ligação. 4 4 Os alcanos ou hidrocarbonetos parafínicos (acíclicos e saturados) de fórmula geral CnH2n +2 podem apresentar

isomeria de cadeia e óptica.

064 – (UFPE – Vitória e Caruaru/2009.2) Identificou-se um composto que apresenta em sua estrutura uma cadeia

principal com 10 (dez) átomos de carbono, na qual existem: uma ligação dupla C = C, localizada entre os carbonos 2 (dois) e 3 (três); 1 (um) grupo funcional carbonila, localizado fora das extremidades da cadeia principal; e 1 (um) carbono estereogênico. A respeito dessas informações, é correto afirmar que o composto:

a) é um aldeído. d) possui 2 (dois) isômeros, apenas. b) tem dupla ligação C=C com a configuração cis. e) é opticamente ativo. c) é mesógiro.

Gabarito de Isomeria Orgânica

No

Resposta No

Resposta No

Resposta No

Resposta

001 VVVFF 017 A 033 VFFVF 049 FVVFV

002 D 018 B 034 E 050 VVFVV

003 A 019 B 035 D 051 C

004 E 020 C 036 VVFFF 052 FVFFF

005 A 021 A 037 D 053 E

006 D 022 A 038 C 054 04

007 D(REPETIDA) 023 FVVFV 039 V V V F V = Eber

F V V F V = UFPE 055 VVFFV

008 B 024 B 040 VVVFF 056 VFFFV

009 D 025 FFFVV 041 VFVVF 057 A

010 B 026 VVFVV 042 B 058 VVFVF

011 A 027 FFVVF 043 D 059 32 = Eber

40 = UFPE

012 B(REPETIDA) 028 D 044 D 060 D

013 B 029 A 045 B 061 FVFVF

014 E 030 C 046 D 062 B

015 F = Eber

E = UPE 031 B 047 D 063 V V F F V = Eber V V V V V = UPE

016 C 032 FFVVF 048 D 064 E