Aula 06- Aula Estereoquimica

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  • 7/29/2019 Aula 06- Aula Estereoquimica

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    Prof. Dr. Luciano da Silva [email protected]

    ESTEREOQUMICA

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    ISOMERISMO

    Ismeros

    Ismeros Constitucionais

    Estereoismeros

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    Subdiviso de Ismeros

    IsmerosCompostos diferentes coma mesma frmula molecular

    Ismeros Constitucionais

    C4H

    10

    Estereoismeros

    Enantimeros Diasteroismeros

    C

    CO2H

    H OHH

    3C

    C

    CO2H

    HHOCH

    3

    Cl

    Cl

    H

    H

    H

    Cl

    Cl

    H

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    Ismeros CisTrans

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    Enantimeros e Molculas Quirais

    Uma molcula quiral definida como aquela que no superponvel com sua imagemno espelho.

    Como sabemos quando esperar a possibilidade de

    enantimeros?

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    C

    CH3

    CH2OH

    H

    C2H5 * *C

    OH

    COOH

    H

    CH3

    *C

    Cl

    CH3

    HC2H5 C

    D

    CH3

    H*

    2-metil-2-butanol cido ltico

    cloreto de s-butila -deuterioetilbenzen

    Um par de enantimeros sempre possvel para molculas que contm um tomotetradrico com quatro diferentes grupos ligados a ele.

    Carbono tetradrico estereognico

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    Enantimeros(Grego, enantio = oposto):Um par de substncias que no superpem

    I

    c. cloro iodo metano sulfnico

    no sobreponvel: enantimeros

    C

    SO3H

    H

    I ClC

    SO3H

    H

    Cl

    espelho

    Cl

    cloreto de isopropila

    sobreponvel: no enantimeros

    CH3CH3

    Cl

    C

    H

    C

    H

    CH3CH3

    espelho

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    TESTE DE QUIRALIDADE:PLANO DE SIMETRIA

    Plano imaginrio que divide uma molcula de tal forma que as duas metades da molcula so imagens

    especulares uma da outra.

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    Nomenclatura de Enantimeros: O sistema R, S( Cahn, Ingold e Prelog)

    Os dois enantimeros do 2 butanolCH3CH2CH2OH

    C HOCH3

    CH2

    CH3

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    Configurao Absoluta

    Sistema desenvolvido por Cahn, Ingold e Prelog

    Configurao S

    1

    2 3

    4

    1

    23

    4

    Configurao R

    4

    3

    2

    1

    F

    Cl

    H

    Br

    (S

    )-Bromoclorofluormetano

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    (1) Designar as prioridades dos tomos ligados ao centro quirl (n atmico);

    (2) visualisar a molcula com o tomo de menor prioridade para atrs;

    (3) determinar o sentido indo do tomo de maior prioridade para do menor

    prioridade;

    (4) sentido horrio, configurao R(Latim, rectus, direita); sentido anti-

    horrio, configurao S(Latim, sinister, esquerda).

    Br

    I ClH

    Br

    Cl IH

    R S

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    2- As prioridades so determinadas pelas regras de sequncia:

    a nmero atmica dos primeiros tomos ligados ao centro quirl,

    depois os tomos seguintes, etc

    C

    H

    CH3Br

    Iab

    c

    o mesmo que

    CHI

    Br

    CH3

    (R)-1-Bromo-1-IodoetanoNA=nmero atmico

    NA1

    NA35

    NA53 NA6

    a

    b

    c

    C H

    H

    H H

    H

    C HC

    H

    H

    metil etil

    igual

    maiormenor

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    Exemplos

    Assinale uma configurao (R) ou (S) para cada uma das seguintes molculas

    e d a Formula Molecular de cada substncia

    H NH2

    H3C

    CH2OH

    H CO2H

    CHO

    CH2OHO

    Cl

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    Quiralidade e atividade biolgica

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    Quiralidade e atividade biolgica

    Coelho, F.A.S. Qumica Nova na Escola, n. 3, 2001, 23.

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    Discriminao de Enantimeros porMolculas Biolgicas

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    Propriedades dos enantimeros

    Os enantimeros so compostos diferentes.

    Um par de enantimeros apresentam diferentes P.F., P.E. esolubilidade ?

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    Propriedades dos enantimeros: Atividade tica

    Propriedades fsicas (R)-2-butanol (S)-2-butanol

    P.E (1 atm) 99,5C 99,5C

    Densidade (g.mL-1 a

    20 C)

    0,808 0,808

    ndice de Refrao(20C)

    1,397 1,397

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    - Mostram comportamentos diferentes apenas quando interagem com outrassubstancias quirais;

    - Diferentes velocidades de reao a outras molculas quirais;

    diferentes solubilidades em solventes que consistem em um nico enatimero

    - Os enantimeros diferem no comportamento deles frente a uma luz

    polarizada no plano, enantimeros separados so chamados de compostos

    oticamente ativos.

    Propriedades dos enantimeros

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    O Polarmetro

    Um polarmetro mede o grau de rotao ptica de uma substncia

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    ROTAO ESPECFICAS

    O nmero de graus que o plano girado medida que a luz passa atravs de umasoluo de um enatimero.

    Rotao observada

    Concentrao da soluo (g.mL-1)

    O comprimento do tubo em decimetro (1dm=10cm)

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    O sentido da rotao da luz polarizada incorporada aos nomes doscompostos

    No existe correlao obvia entre as configurao dos enantimeros (R, S) e osentido (+) (-) que eles giram a luz polarizada no plano

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    As formas Racmicas

    Uma mistura racmica, a qual contm a mesma quantidadedos dois enantimeros, opticamente inativa;

    Uma amostra de uma substancia oticamente ativa econsiste em um unico enantimero dita serenatiomericamente pura.

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    Molculas com mais de um estereocentro

    O

    H

    CH3

    H

    H

    H

    CH3 H

    Colesterol

    8 centros de quiralidade 28

    = 256 estereoismeros

    No de estereoismeros no execer a 2n

    *

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    Molculas com mais de um estereocentro

    H

    CH3

    Cl

    H Br

    CH3

    Cl

    CH3

    H

    Br H

    CH3

    Cl

    CH3

    H

    H Br

    CH3

    H

    CH3

    Cl

    Br H

    CH3

    I II III IV

    ** 4321CH3 CH

    Br

    CH CH3

    Cl

    2-bromo-3-clorobutano

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    Composto Meso

    C

    CO2H

    C

    CO2H

    OHH

    OHH

    C

    CO2H

    C

    CO2H

    HHO

    HHO

    A B C D

    (3S,3S)(2R,3R) (2R,3S) (2S,3R)

    C

    CO2H

    C

    CO2H

    HHO

    OHH

    C

    CO2H

    C

    CO2H

    OHH

    HHO

    1

    2

    3

    4

    C

    CO2H

    C

    CO2H

    OHH

    OHH

    C

    CO2H

    C

    CO2H

    HHO

    HHO

    (2R,3S) (2S,3R)

    Giro 180o

    1

    2

    1

    2

    33

    44

    C

    CO2H

    OHH

    C

    CO2H

    OHH

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    Hidrognios enantiotpicos tm a mesma reatividade qumica e no podem serdistinguidos por agentes aquirais, mas eles no so quimicamente equivalentesfrente a reagentes quirais.

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    Hidrognios diastereotpicos no tm a mesmareatividade qumica com reagentes aquirais

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    R E l d E t i

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    Reao Envolvendo Estereoismeros

    Gerao de centro quirlico a partir de composta aquiral

    Q

    : Como explicar que a clorao de n-butano produz 2-clorobutano pticamente inativo?

    CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH CH3

    Cl

    Cl2, Luz ou calor+ cloreto de n-butil

    *

    n-butano(aquiral) cloreto de s-butila

    (quiral)

    C

    CH3

    C2H5

    ClH HCl

    C2H5

    CH3

    C

    (S)-(+)-cloreto de s-butila (R)-(-)-cloreto de s-butil

    I II

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    C

    CH3

    C2H5

    ClHHCl

    C2H5

    CH3

    C

    C

    C2H5

    HCH3

    Cl2a b

    a b

    enantimeros

    formados em igual quantidade

    Gerao de um centro quiral

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    Esteroqumica de Reaes de Adio Eletroflica de

    Alcenos

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    COMPOSTOS COM CENTROS ESTEROGNICOS DIFERENTES DECARBONOS

    Compostos quirais que no possuem um tomo tetradrico com quatro grupodiferentes

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    Como separar uma mistura de

    enantiomeros ?????

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    Exerccios

    Considere os seguintes pares de estruturas. Identifique a relao entre elasdescrevendo-as como representando enantimeros, diasteroismeros, ismeros

    constitucionais ou duas molculas do mesmo composto:

    a-C

    BrH

    F

    CH3

    C

    HF

    Br

    CH3

    b-C

    BrH

    F

    CH3

    CHBr

    F

    CH3

    C

    BrH

    CH3

    CH3C H

    H

    CH2Br

    CH3

    c-

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    50/50

    Muito Obrigado!!!

    Pedras no caminho? Junto todas, um dia vou construir um castelo.

    Fernando Pessoa