química orgânica UNIBTA Fisioterapia

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Estereoquímica 1
APRESENTAÇÃO
Enantiômeros têm propriedades físicas e químicas idênticas, mas nem por isso eles deixam de se
r importantes: todos os sistemas biológicos são construídos para reconhecer especificamente um 
único isômero de um par de enantiômeros. Isso é de particular interesse na produção de fármaco
s. 
Nesta Unidade de Aprendizagem, iremos estudar outro tipo de estereoisomeria: veremos compo
stos que têm quiralidade, ou seja, que contêm um átomo de carbono assimétrico e que, com isso, 
podem se apresentar como um par de enantiômeros.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Reconhecer e representar um centro de quiralidade em uma molécula orgânica.•
Determinar a estereoquímica absoluta de uma molécula quiral.•
Representar moléculas por meio de projeções de Fischer.•
DESAFIO
Sistemas vivos costumam escolher apenas um estereoisômero de moléculas que contêm centros 
assimétricos. Por exemplo, se você se alimentar de um carboidrato da série D (segundo a classifi
cação de Fischer), ele será normalmente processado pelo seu corpo para lhe fornecer energia. Po
r sua vez, se o carboidrato que você ingerir for da série L, ele passará pelo seu organismo e será 
excretado intocado. Esse exemplo fornece uma ideia do grau de especificidade atingido pelos or
ganismos vivos após dois bilhões de anos de evolução.
Os aminoácidos são importantes compostos biológicos, atuando como blocos de construção das 
proteínas. Da mesma maneira que os carboidratos, os aminoácidos podem ser separados em séri
es D e L, segundo a classificação de Fischer. Aqui também nosso organismo prefere trabalhar co
m uma das séries de aminoácidos e ignorar a existência da outra. Nosso organismo utiliza amino
ácidos D ou L para construir proteínas e enzimas?
INFOGRÁFICO
A preocupação com a estereoquímica de fármacos está fundamentada pelo fato de que segundo s
ua disposição espacial, como a existência de dois enantiômeros, um fármaco pode antagonizar a 
ação de seu estereoisômero, ou um dos enantiômeros pode apresentar um efeito terapêutico e o o
utro ser responsável por um efeito secundário, ou ainda os dois apresentarem a mesma atividade 
mas apenas um manifestar um dado efeito indesejável. Na maioria das vezes, os fármacos admin
istrados sob a forma racêmica possuem características biológicas muito inferiores aos seus enant
iômeros puros.
Neste infográfico você verá diversos exemplos de enantiômeros que possuem diferentes atividad
es biológicas.
CONTEÚDO DO LIVRO
Iniciaremos o estudo do assunto desta Unidade com a leitura de trechos do livro Química orgâni
ca. Inicie sua leitura na página 305, na seção 7.1, que apresenta a noção de quiralidade molecula
r. Prossiga na seção 7.2 (página 307) e veja a definição de centro de quiralidade. Após, vá à pági
na 310 e leia a seção 7.4, que versa sobre atividade óptica, uma propriedade de moléculas assim
étricas que você deve sempre ter em mente quando tratar delas. Terminada essa seção, passe à p
arte 7.6 (página 313) e veja como classificar carbonos assimétricos utilizando o sistema de Cah
n-Ingold-Prelog. Note que esta última seção é especialmente importante para você.
Boa leitura.
S É T I M A E D I Ç Ã O
Catalogação na publicação: Ana Paula M. Magnus – CRB 10/2052
C273q Carey, Francis A.
 Química orgânica [recurso eletrônico] : volume 1 / 
 Francis A. Carey ; tradução: Kátia A. Roque, Jane de Moura 
 Menezes, Telma Regina Matheus ; revisão técnica: Gil Valdo 
 José da Silva. – 7. ed. – Dados eletrônicos – Porto Alegre : 
 AMGH, 2011.
 Editado também como livro impresso em 2011.
 ISBN 978-85-8055-053-5
1.Química orgânica. I. Título.
 
 CDU 547
As moléculas do bromoclorofluorometano têm as versões direita e esquerda.
A estereoquímica é a química em três dimensões. Ela foi criada por Jacobus van’t Hoff* e 
Joseph Achille Le Bel em 1874. Van’t Hoff e Le Bel propuseram de modo independente que 
as quatro ligações do carbono fossem orientadas na direção dos vértices de um tetraedro. Uma 
consequência de um arranjo tetraédrico das ligações do carbono é que dois compostos podem 
ser diferentes porque o arranjo de seus átomos no espaço é diferente. Os isômeros que têm a 
mesma constituição, mas são diferentes no arranjo espacial de seus átomos, são chamados de 
estereoisômeros. Já tivemos uma experiência razoável com determinados tipos de estereoisô-
meros, aqueles que envolvem a substituição cis e trans nos alcenos e nos cicloalcanos.
Nossos principais objetivos neste capítulo são desenvolver uma percepção das moléculas 
como objetos tridimensionais e nos familiarizar com princípios, termos e notação da este-
reoquímica. Uma compreensão total da química orgânica e biológica exige o conhecimento 
dos requisitos espaciais das interações entre as moléculas. Este capítulo fornece a base desse 
conhecimento.
7.1 Quiralidade molecular: enantiômeros
Tudo tem uma imagem em um espelho, mas nem todas as coisas são sobreponíveis às suas 
imagens especulares. A sobreponibilidade da imagem especular caracteriza muitos objetos 
que usamos no dia a dia. Xícaras e pires, garfos e colheres, cadeiras e camas são todos idên-
ticos a suas imagens especulares. Entretanto, muitos outros objetos, e essa é a parte mais in-
teressante, não são. Suas mãos esquerda e direita, por exemplo, são imagens especulares uma 
da outra, mas não coincidem ponto a ponto, palma a palma, articulação a articulação em três 
dimensões. Em 1894, William Thomson (Lord Kelvin) criou uma palavra para essa proprie-
dade. Ele definiu que um objeto é quiral quando ele não pode ser sobreposto à sua imagem 
especular. Aplicando o termo de Thomson à química, dizemos que uma molécula é quiral 
quando uma suas duas formas e a respectiva de imagem especular não são sobreponíveis 
em três dimensões. A palavra quiral é derivada da palavra grega cheir, que significa “mão”, 
* Van’t Hoff recebeu o primeiro Prêmio Nobel da química em 1901 por seu trabalho em dinâmica química e pressão 
osmótica, dois tópicos muito distantes da estereoquímica.
306 cAPÍtULo SEtE Estereoquímica
sendo totalmente apropriado falar da “mão” das moléculas. O oposto de quiral é aquiral. 
Uma molécula que é sobreponível à sua imagem especular é aquiral.
Em química orgânica, a quiralidade quase sempre ocorre nas moléculas que contêm um 
carbono que está ligado a quatro grupos diferentes. Um exemplo é o bromoclorofluorometa-
no (BrClFCH).
Cl±C±Br
H
W
W
F
Bromoclorofluorometano
Como mostra a Figura 7.1, as duas imagens especulares do bromoclorofluorometano não 
podem ser sobrepostas. Como as duas imagens especulares do bromoclorofluorometano 
não são sobreponíveis, o BrClFCH é quiral.
(a) As estruturas A e B são representações de imagens especulares do bromoclorofluorometano (BrClFCH).
(b) Para testar a sobreponibilidade, reoriente B girando-a 180°.
(c) Compare A e B�. As duas não coincidem. A e B� não podem ser sobrepostas uma à outra.
Assim, o bromoclorofluorometano é uma molécula quiral. As duas formas, que são imagens especulares 
entre si são enantiômeros.
B
B
A B�
BrCl
H
F
BrCl
H
F
Br
Cl
H
F
A
Br
Cl
H
F
Br
Cl
H
F
B�
Br
Cl
H
F
girar 180°
F i g U r A 7.1
Uma molécula com quatro grupos 
diferentes ligados a um único carbono 
é quiral. As duas formas (imagens 
especulares) não são sobreponíveis.
7.2 Centro de quiralidade 307
As imagens especulares do bromoclorofluorometano têm a mesma constituição. Ou 
seja, os átomos estão conectados na mesma ordem. Contudo, eles diferem na disposição dos 
átomos no espaço; eles são estereoisômeros. Os estereoisômeros que estão relacionados 
como um objeto e sua imagem especular não sobreponível são classificados como enantiô-
meros. A palavra enantiômero descreve uma relação particular entre dois objetos. Não é 
possível olhar uma única molécula isolada e perguntar se ela é um enantiômero, assim como 
não é possível olhar um ser humano eperguntar: “Essa pessoa é um primo?”. Além disso, 
assim como um objeto tem uma e apenas uma imagem especular, uma molécula quiral pode 
ter um e apenas um enantiômero.
Observe na Figura 7.1c, na qual os dois enantiômeros do bromoclorofluorometano 
estão orientados da mesma maneira, que a diferença entre eles corresponde a uma troca de 
posições entre o bromo e o cloro. Em geral, para espécies do tipo C(w,x,y,z), nas quais w, 
x, y e z são átomos ou grupos diferentes, uma troca de dois deles converte uma estrutura 
em seu enantiômero, mas uma troca de três deles resulta na estrutura original, apesar da 
orientação diferente.
Agora, vamos pensar em uma molécula como o clorodifluorometano (ClF2CH), na qual 
dois dos átomos ligados ao carbono são iguais. A Figura 7.2 mostra dois modelos molecula-
res do ClF2CH desenhados de modo a serem imagens especulares um do outro. Como fica 
evidente nesses desenhos, tudo é uma questão de fundir os dois modelos para que todos os 
átomos coincidam. Como as representações da objeto-imagem especular do clorodifluoro-
metano são sobreponíveis entre si, o ClF2CH é aquiral.
O teste mais exato da quiralidade é um exame cuidadoso das formas de imagem especu-
lar para verificar a sobreponibilidade. O uso dos modelos é a prática mais recomendada para 
o trabalho com moléculas como objetos tridimensionais.
7.2 centro de quiralidade
Como acabamos de ver, as moléculas do tipo geral
x
z
w C y
são quirais quando w, x, y e z são diferentes. Em 1996, a IUPAC recomendou que um átomo 
de carbono tetraédrico que tem quatro átomos ou grupos diferentes recebesse o nome de 
centro de quiralidade e esse é o termo que usaremos. Vários termos anteriores ainda são am-
plamente utilizados, incluindo centro assimétrico, carbono assimétrico, centro quiral, centro 
estereogênico e estereocentro.
A observação de um (mas não mais que um) centro de quiralidade é uma maneira simples 
e rápida de determinar se uma molécula é quiral. Por exemplo, o C-2 é um centro de quirali-
dade no 2-butanol; seus quatro grupos diferentes são H, OH, CH3 e CH3CH2. Ao fazer uma 
Cl
H
F F
Cl
H
F F
O bromoclorofluorometano é um composto 
conhecido e amostras enriquecidas 
seletivamente de cada enantiômero foram 
descritas na literatura química. Em 1989 
dois químicos da Universidade Politécnica 
(Brooklin, Nova York) descreveram um 
método para a preparação do BrClFCH 
que forma predominantemente um 
enantiômero.
As recomendações da IUPAC de 1996 
para os termos estereoquímicos 
podem ser consultadas em 
http://www.chem.qmw.ac.uk/iupac/stereo
F i g U r A 7.2
As formas objeto-imagem especular do 
clorodifluorometano são sobreponíveis 
entre si. O clorodifluorometano é 
aquiral.
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310 cAPÍtULo SEtE Estereoquímica
Localize os planos de simetria, se houver, de cada um dos seguintes compostos. Quais dos 
compostos são quirais? Quais são aquirais?
(a) (E)-1,2-Dicloroeteno (c) cis-1,2-Diclorociclopropano
(b) (Z)-1,2-Dicloroeteno (d) trans-1,2-Diclorociclopropano
Exemplo de solução (a) O (E)-1,2-dicloroeteno é planar. O plano molecular é um plano de 
simetria. A identificação de um plano de simetria nos diz que a molécula é aquiral.
ProBLEmA 7.3
Um ponto no centro de uma molécula é um centro de simetria se uma linha qualquer 
desenhada a partir dele até algum elemento da estrutura, quando estendida uma distância 
igual na direção oposta, encontrar um elemento idêntico. O (E)-1,2-dicloroetano, por exem-
plo, tem um centro de simetria além do plano de simetria descrito no Problema 7.3. Ambos os 
carbonos são equidistantes do centro da molécula e estão em uma linha (vermelha) que passa 
através do centro. Da mesma forma, ambos os hidrogênios estão equidistantes do centro e na 
linha azul, e os dois cloros estão equidistantes e na linha verde.
H
*
Cl
Cl
H
H
*
Cl
Cl
H
H
*
Cl
Cl
H
Os planos de simetria são mais fáceis de identificar e mais comuns que os centros de 
simetria. Como qualquer um é suficiente para tornar uma molécula aquiral, faz sentido pro-
curar primeiramente por um plano de simetria. Uma molécula que não tem um plano ou 
centro de simetria pode ser quiral, mas o teste da sobreponibilidade deve ser aplicado para 
ter certeza.
7.4 Atividade óptica
O fato experimental que levou van’t Hoff e Le Bel a propor que as moléculas com mesma 
constituição poderiam diferir na disposição de seus átomos no espaço estava relacionado 
à propriedade física da atividade óptica. Atividade óptica é a capacidade de uma substância 
quiral girar o plano da luz planopolarizada e sua medição é feita usando um instrumento cha-
mado de polarímetro (Figura 7.4).
A luz utilizada para medir a atividade óptica tem duas propriedades: ela consiste em um 
único comprimento de onda e é planopolarizada. O comprimento de onda mais utilizado é 
589 nm (chamado de linha D), que corresponde à luz amarela produzida por uma lâmpada 
de sódio. Exceto por liberar luz de um único comprimento de onda, uma lâmpada de sódio 
é como qualquer outra lâmpada, pois sua luz não é polarizada. Isso significa que o plano de 
seu vetor de campo elétrico pode ter qualquer orientação ao longo da linha percorrida. Um 
feixe de luz não polarizada é transformado em luz planopolarizada quando passa através de 
um filtro polarizador, o qual remove todas as ondas, exceto aquelas que têm o vetor de campo 
elétrico no mesmo plano. Essa luz planopolarizada agora passa através do tubo de amostra 
com a substância a ser examinada, seja na fase líquida seja como solução em um solvente 
adequado (em geral água, etanol ou clorofórmio). A amostra é “opticamente ativa” caso gire 
o plano da luz polarizada. A direção e a magnitude da rotação são medidas usando um segun-
do filtro polarizador (o “analisador”) e citada como α, a rotação observada.
Entre os compostos apresentados no 
Problema 7.3, apenas (E)-1,2-dicloroeteno 
tem um centro de simetria.
O fenômeno da atividade óptica foi 
descoberto pelo médico francês 
Jean-Baptiste Biot, em 1815.
Para ser opticamente ativa, a amostra deve conter uma substância quiral e um enantiô- 
mero deve estar presente em quantidade maior que a do outro. Diz-que uma substância é 
opticamente inativa quando ela não gira o plano da luz polarizada. Todas as substâncias 
aquirais são opticamente inativas.
Quais são as causas da rotação óptica? O plano de polarização de uma onda de luz passa 
por uma rotação muito pequena quando encontra uma molécula quiral. As formas enantiomé-
ricas de uma molécula quiral causam uma rotação do plano de polarização em quantidades 
exatamente iguais, mas em direções opostas. Uma solução que contém quantidades iguais de 
enantiômeros, portanto, não exibe rotação líquida, uma vez que todos os pequenos incrementos 
de rotação horária produzidos pelas moléculas de uma “mão” são cancelados por um número 
igual de incrementos de rotação anti-horária produzida pelas moléculas da “mão” oposta.
As misturas que contêm quantidades iguais de enantiômeros são chamadas de mistu-
ras racêmicas. As misturas racêmicas são opticamente inativas. Por outro lado, quando 
um enantiômero está presente em excesso, uma rotação líquida do plano de polarização é 
observada. No limite, onde todas as moléculas têm o mesmo sentido de rotação, dizemos que 
a substância é opticamente pura. A pureza óptica, ou o excesso enantiomérico percentual, 
é definida como:
Pureza óptica  excesso enantiomérico percentual
  percentual de um enantiômero 2 percentual do outro enantiômero
Assim, um material que é 50% opticamente puro contém 75% de um enantiômero e 25% do outro.
A rotação do plano da luz polarizada no sentido horário é considerada positiva (1) e a 
rotação no sentido anti-horário é considerada rotação negativa (2). Os termos mais antigos 
para as rotações positiva e negativa eram dextrorrotatório e levorrotatório dos prefixos la-
tinos dextro (“à direita”) e levo (“à esquerda”) respectivamente. No passado, os símbolos d 
e l eram empregadospara distinguir as formas enantioméricas de uma substância. Assim, o 
enantiômero dextrorrotatório do 2-butanol era chamado de d-2-butanol e a forma levorrotató-
ria era chamada de l-2-butanol; uma mistura racêmica dos dois era chamada de dl-2-butanol. 
O costume atual favorece o uso de sinais algébricos, como em (1)-2-butanol, (2)-2-butanol 
e (6)-2-butanol, respectivamente.
A rotação observada a de uma substância opticamente pura depende de quantas molécu-
las o raio de luz encontra. Um tubo de polarímetro cheio e com o dobro do comprimento de 
outro produz o dobro da rotação observada, da mesma forma que uma solução com o dobro 
da concentração. Para levar em conta os efeitos do comprimento do caminho óptico e da con-
centração, os químicos definiram o termo rotação específica, que recebeu o símbolo [a]. A 
rotação específica é calculada a partir da rotação observada, de acordo com a expressão
[a] 5 100a
cl
F i g U r A 7.4
A lâmpada de sódio emite luz que se move em todos os planos. Quando a luz passa através do primeiro 
filtro polarizador, apenas um plano emerge. O feixe planopolarizado entra no compartimento da amostra, 
o qual contém uma solução enriquecida em um dos enantiômeros de uma substância quiral. O plano gira 
ao passar através da solução. Um segundo filtro polarizador (chamado de analisador) é fixado a um anel 
móvel calibrado em graus que é utilizado para medir o ângulo de rotação a. (Adaptado de M. Silberberg, 
Chemistry, 3. ed., McGraw-Hill Higher Education, Nova York, 2003, p. 618.)
0°
180°
�90°
�90°
Analisador
Luz
polarizada
rotacionada
A luz plano
polarizada
oscila apenas
em um plano
Tubo de amostra com
a solução de substância
opticamente ativa
α
Filtro
polarizador
A luz não
polarizada
oscila em todos
os planos
Fonte
de luz
Ângulo
de rotação
7.4 Atividade óptica 311
312 cAPÍtULo SEtE Estereoquímica
em que c é a concentração da amostra em gramas por 100 ml de solução e l é o comprimento 
do tubo do polarímetro em decímetros. (Um decímetro equivale a 10 cm.)
A rotação específica é uma propriedade física de uma substância, assim como o ponto de 
fusão, o ponto de ebulição, a densidade e a solubilidade. Por exemplo, o ácido láctico obtido 
do leite é exclusivamente um único enantiômero. Sua rotação específica é citada na forma 
[a]D
25  13,8°. A temperatura em graus Celsius e o comprimento de onda da luz na qual a 
medição foi feita são indicados como sobrescritos e subscritos, respectivamente.
O colesterol, quando isolado de fontes naturais, é obtido como um único enantiômero. 
A rotação observada de uma amostra de 0,3 g de colesterol em 15 ml de solução em 
clorofórmio contida em um tubo de polarímetro de 10 cm é 20,78°. Calcule a rotação 
específica do colesterol.
ProBLEmA 7.4
Uma amostra de colesterol sintético foi preparada, consistindo totalmente de (1)-colesterol. 
Esse (1)-colesterol sintético foi misturado a (2)-colesterol natural. A mistura deste 
(1)-colesterol sintético com certa quantidade de (2)-colesterol natural apresentou uma 
rotação específica [a]D
20  213°. Qual fração do (1)-colesterol na mistura? (Nota: Você 
precisa usar a solução do Problema 7.4 para a rotação específica do (2)-colesterol).
ProBLEmA 7.5
É conveniente distinguir os enantiômeros, colocando o sinal da rotação na frente do nome 
da substância. Por exemplo, chamamos um dos enantiômeros do 2-butanol de (1)-2-butanol 
e o outro de (2)-2-butanol. O (1)-2-butanol opticamente puro tem uma rotação específica 
[a]D
27 de 113,5°; o (2)-2-butanol opticamente puro tem uma rotação específica exatamente 
oposta [a]D
27 de 213,5°.
7.5 configuração absoluta e relativa
A organização espacial tridimensional exata dos substituintes em um centro de quiralidade 
é sua configuração absoluta. O sinal ou a magnitude da rotação por si não podem nos di-
zer qual é a configuração absoluta de uma substância. Assim, uma das seguintes estruturas 
é (1)-2-butanol e a outra é (2)-2-butanol, mas sem informações adicionais não é possível 
saber qual é qual.
C
H
H3C
CH3CH2
OH
H
CH3
CH2CH3
CHO
Embora não se conhecesse nenhuma configuração absoluta para qualquer substância até 
a metade do século XX, os químicos orgânicos haviam determinado experimentalmente as 
configurações de milhares de compostos uns em relação aos outros (suas configurações re-
lativas) através da interconversão química. Para ilustrar, veja o (1)-3-buten-2-ol. A hidroge-
nação desse composto resulta no (1)-2-butanol.
�
3-Buten-2-ol
[�]D
27 �33,2˚
OH
CH3CHCH CH2
2-Butanol
[�]D
27 �13,5˚
OH
CH3CHCH2CH3
Hidrogênio
H2
Pd
Se a concentração for expressa como 
gramas por mililitro de solução, em vez 
de gramas por 100 ml, uma expressão 
equivalente é
[a] 5 a
cl
Em diversos lugares deste capítulo 
usaremos quadros vermelhos e azuis para 
chamar a atenção para estruturas que são 
enantioméricas.
Como a hidrogenação da ligação dupla não envolve nenhuma das ligações com o centro de 
quiralidade, o arranjo espacial dos substituintes no (1)-3-buten-2-ol deve ser igual àquele 
dos substituintes no (1)-2-butanol. O fato de que esses dois compostos têm o mesmo sinal 
de rotação quando têm a mesma configuração relativa é estabelecido pelo experimento da 
hidrogenação; isso não podia ser previsto antes do experimento.
Os compostos que têm a mesma configuração relativa podem ter rotações ópticas com 
sinais opostos. Por exemplo, o tratamento do (2)-2-metil-1-butanol com brometo de hidro-
gênio o converte em (1)-1-bromo-2-metilbutano.
�
2-Metil-1-butanol
[�]D
25 �5,8˚
CH3CH2CHCH2OH
CH3
1-Bromo-2-metilbutano
[�]D
25 �4,0˚
CH3CH2CHCH2Br
CH3
Brometo de
hidrogênio
HBr �
Água
H2O
Essa reação não envolve nenhuma das ligações com o centro de quiralidade, portanto, o ál- 
cool (2) inicial e o brometo resultante (1) têm ambos a mesma configuração relativa.
Uma elaborada rede que conecta os sinais de rotação e as configurações relativas, in-
cluindo os compostos mais importantes da química orgânica e biológica, foi desenvolvida. 
Em 1951, quando a configuração absoluta de um sal de (1)-ácido tartárico foi determinada, 
as configurações absolutas de todos os compostos cujas configurações estavam relacionadas 
ao (1)-ácido tartárico também foram reveladas. Assim, voltando ao par de enantiômeros do 
2-butanol com o qual iniciamos esta seção, suas configurações absolutas agora são conheci-
das e são mostradas abaixo.
C
H
H3C
CH3CH2
OH
H
CH3
CH2CH3
CHO
(�)-2-Butanol (�)-2-Butanol
O modelo molecular mostrado representa o (1)-2-butanol ou o (2)-2-butanol?
ProBLEmA 7.6
7.6 O sistema de notação R–S de Cahn-Ingold-Prelog
Assim como faz sentido ter um sistema de nomenclatura pelo qual podemos especificar a 
constituição de uma molécula em palavras, em vez de figuras, também é útil ter um sistema 
que nos permita descrever a estereoquímica. Já tivemos alguma experiência com essa ideia 
quando distinguimos entre os estereoisômeros E e Z dos alcenos.
No sistema E–Z, os substituintes são classificados pelo número atômico de acordo com 
um conjunto de regras criadas por R. S. Cahn, Sir Christopher Ingold e Vladimir Prelog (Se-
ção 5.4). Na verdade, Cahn, Ingold e Prelog desenvolveram inicialmente seu sistema de classi-
ficação para resolver o problema da configuração absoluta em um centro de quiralidade, e essa 
é a principal aplicação do sistema. A Tabela 7.1 mostra como o sistema Cahn-Ingold-Prelog, 
7.6 O sistema de notação R–S de Cahn-Ingold-Prelog 313
314 cAPÍtULo SEtE Estereoquímica
chamado de regras de sequência, é utilizado para especificar a configuração absoluta no 
centro de quiralidade do (1)-2-butanol.
Como mostra a Tabela 7.1, o (1)-2-butanol tem a configuração S. Sua imagem especular 
é (2)-2-butanol, que tem a configuração R.
C
H
H3C
CH3CH2
OH
(S)-2-Butanol
H
CH3
CH2CH3
CHO
(R)-2-Butanol
e
Com frequência, as configurações R ou S e o sinal de rotação são incorporados ao nome do 
composto, como em (R)-(2)-2-butanol e (S)-(1)-2-butanol.
Atribua as configuraçõesabsolutas R ou S a cada um dos seguintes compostos:
(a)
 (�)-2-Metil-1-butanol
C
H
CH3CH2
H3C
CH2OH
 
(b)
 (�)-1-Fluoro-2-metilbutano
C
H
CH3CH2
H3C
CH2F
ProBLEmA 7.7
ExemploNúmero da etapa
1. Identifique os substituintes do centro de quiralidade e 
classifique-os por ordem de precedência decrescente, de acordo 
com o sistema descrito na Seção 5.4. A precedência é 
determinada pelo número atômico, partindo-se do ponto de 
ligação ao centro de quiralidade.
2. Oriente a molécula para que o átomo ou o grupo de 
menor precedência aponte para a direção oposta à sua.
4. Se a ordem de precedência decrescente dos três 
substituintes de classificação mais alta aparece no 
sentido horário, a configuração absoluta é R (do latim 
rectus, “direito”, “correto”). Se a ordem de precedência 
decrescente aparecer no sentido anti-horário, a 
configuração absoluta é S (do latim sinister, 
“esquerdo”).
Em ordem de precedência decrescente, os quatro substituin-
tes ligados ao centro de quiralidade do 2-butanol são
Como está representado no desenho de cunha e tracejado no 
alto desta tabela, a molécula já está adequadamente orienta-
da. O hidrogênio é o átomo de menor precedência ligado ao 
centro de quiralidade e aponta na direção oposta à nossa.
A ordem de precedência decrescente é anti-horária. 
A configuração no centro de quiralidade é S.
3. Desenhe os três substituintes de maior precedência da 
maneira como eles aparecem para você quando a molécula 
é orientada para que o grupo de menor precedência aponte 
na direção oposta à sua.
HO HCH3CH2 CH3
(mais alta) (mais baixa)
� � �
CH3CH2 OH
CH3
CH3CH2 OH
CH3
(mais alta)
(segunda
mais alta)
(terceira mais alta)
Dado que a configuração absoluta do (�)-2-butanol é
OH
(�)-2-butanol
C
H
H3C
CH3CH2
TABELA 7.1 Configuração absoluta de acordo com o sistema de notação Cahn-Ingold-Prelog
A edição de janeiro de 1994 do Journal 
of Chemical Education contém um artigo 
que descreve como usar suas mãos para 
atribuir as configurações R e S.
Os compostos nos quais um centro de quiralidade faz parte de um anel são tratados 
de modo semelhante. Por exemplo, para determinar se a configuração do (1)-4-metilciclo- 
-hexeno é R ou S, trate os caminhos horário e anti-horário ao redor do anel como se eles fos-
sem grupos independentes.
é tratado como
H3C H
H
H
(�)-4-Metilciclo-hexeno
Caminho de
prioridade
mais baixa
Caminho de
prioridade
mais alta
H3C H
CH2
C
C
H2C
H2C
C C
H
Com o grupo de classificação mais baixa (hidrogênio) direcionado para o lado contrário ao 
nosso, veremos que precedência decrescente da regra de sequência é horária. A configuração 
absoluta é R.
(c)
 (�)-1-Bromo-2-metilbutano
C
CH3
CH3CH2
H
CH2Br
 
(d)
 (�)-3-Buten-2-ol
C
H
HO
H3C
CH CH2
Exemplo de solução (a) O substituinte de classificação mais alta no centro de quiralidade do 
2-metil-1-butanol é CH2OH; o mais baixo é H. Dos dois restantes, o etila supera o metila.
Ordem de precedência: CH2OH CH3CH2 CH3 H. . .
O grupo de classificação mais baixa (hidrogênio) aponta na direção oposta à nossa no 
desenho. Os três grupos de classificação mais alta traçam um caminho horário de 
CH2OH n CH3CH2 n CH3.
H3C CH2OH
CH3CH2
Portanto, esse composto tem a configuração R. Ele é (R)-(1)-2-metil-1-butanol.
Desenhe representações tridimensionais
(a) Do enantiômero R de (b) Do enantiômero S de
 
H3C Br
O
 H
F
F
H3C
Exemplo de solução (a) O centro de quiralidade é aquele ligado ao bromo. Na ordem de 
precedência decrescente, os substituintes ligados ao centro de quiralidade são
Br .
O
. CH2C . CH3C
Quando o substituinte de classificação mais baixa (o grupo metila) está no lado oposto ao 
nosso, a ordem de precedência decrescente dos grupos restantes deve aparecer no sentido 
horário no enantiômero R.
Br
O
CH2C
(R)-2-Bromo-2-metilciclo-hexanona
Br CH3
Oque leva
à estrutura
ProBLEmA 7.8
7.6 O sistema de notação R–S de Cahn-Ingold-Prelog 315
316 cAPÍtULo SEtE Estereoquímica
O sistema Cahn-Ingold-Prelog é o método-padrão da notação estereoquímica. Ele substituiu 
um sistema mais antigo fundamentado em analogias com compostos de referência especifica-
dos, o qual utilizava os prefixos d e l. Desde que a substância em questão fosse estruturalmente 
semelhante à referência, o sistema d,l era adequado. Contudo, esse sistema é ambíguo quando 
aplicado a estruturas que são muito diferentes das referências e, como método geral para espe-
cificar a configuração, o sistema d,l é obsoleto. Entretanto, quando limitado a carboidratos e 
aminoácidos, o uso da notação d,l está muito arraigado e funciona bem. Usaremos essa notação 
ao chegarmos aos Capítulos 25 a 28, mas não precisaremos dela antes disso.
7.7 Projeções de Fischer
A estereoquímica lida com os arranjos tridimensionais dos átomos de uma molécula, ten-
tamos mostrar a estereoquímica com desenhos de cunha e tracejado e modelos gerados em 
computador. Entretanto, podemos veicular as informações estereoquímicas em uma forma 
abreviada, usando um método criado pelo químico alemão Emil Fischer.
Vamos voltar ao bromoclorofluorometano como um exemplo simples de molécula qui-
ral. Na Figura 7.5 os dois enantiômeros do BrClFCH são mostrados como modelos bola-e-
vareta, como desenhos de cunha e tracejado e como projeções de Fischer. As projeções de 
Fischer sempre são geradas da mesma maneira: a molécula é orientada para que as ligações 
verticais do centro de quiralidade sejam direcionadas para o sentido oposto ao seu e para que 
as ligações horizontais apontem na sua direção. A projeção das ligações na página é uma 
cruz. O centro de quiralidade fica no centro da cruz, mas ele não é mostrado explicitamente.
É comum orientar a molécula de tal maneira que a cadeia carbônica seja vertical com o car-
bono de número mais baixo no alto, como mostrado na projeção de Fischer do (R)-2-butanol.
Projeção de Fischer HO H
CH2CH3
CH3
(R)-2-Butanol
corresponde a
CH3
CH2CH3
HO C H
Para verificar se a projeção de Fischer tem a configuração R em seu centro de quiralidade, 
gire a representação tridimensional para que o átomo de classificação mais baixa (H) aponte 
na direção oposta à sua. Tome cuidado para manter as relações estereoquímicas adequadas 
durante a operação.
CH3
CH2CH3
HO C H
CH3
CH2CH3
H C OH
gire 180° ao redor do eixo vertical
Br Cl
H
C
F
H
H
C
H
(R)-Bromoclorofluorometano
(S)-Bromoclorofluorometano
BrCl
F
Br Cl
F
BrCl
F
Fischer foi o químico orgânico mais 
importante do final do século XIX. Ele 
ganhou o Prêmio Nobel de química 
em 1902 por seu trabalho pioneiro em 
carboidratos e química de proteínas.
F i g U r A 7.5
Os modelos bola-e-vareta (esquerda), 
desenhos de cunha e tracejado 
(centro), e as projeções de Fischer 
(direita) dos enantiômeros R e S do 
bromoclorofluorometano.
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra. 
DICA DO PROFESSOR
Desenvolvida pelo químico alemão Hermann Emil Fischer, as projeções de Fischer são uma repr
esentação bidimensional de moléculas orgânicas tridimensionais. Essas projeções foram inicial
mente utilizadas para a representação de moléculas de carboidrato, mas sua aplicação se estende 
a todos os tipos de compostos. 
Nesta dica do professor, você verá o uso das projeções de Fischer para a representação de moléc
ulas quirais. 
Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar.
EXERCÍCIOS
1) Um enantiômero é a imagem especular da molécula, funciona como se a mesma fosse p
rojetada em um espelho plano. Na isomeria óptica temos a nomenclatura R/S que indi
ca o sentido do “giro” da molécula. Sabendo disso analise as moléculas abaixo: 
Qual a configuração R ou S do centro quiral das moléculas I, II e III, respectivament
e? 
A) 
S, R, R
B) 
S, S, S
https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/a8fdeccbc09f9a7396e71f6e7f29b66eC) 
R, S, S
D) 
R, R, S
E) 
R, R, R
2) A estereoquímica é um ramo da química que estuda as diversas possibilidades de estr
uturas em três dimensões das moléculas de carbono e suas consequências, isto é, as pr
opriedades químicas resultantes.
Sabendo disso, são feitas as seguintes afirmações:
I- Um composto com pureza óptica de 80% possui 80% de um enantiômero e 20% do 
outro.
II- Para uma molécula ser quiral, basta que ela tenha ao menos um carbono com qua
tro substituintes diferentes.
III- Enantiômeros possuem as mesmas propriedades físicas e químicas.
Dentre estas afirmações, quais estão corretas?
A) 
I e II
B) 
Apenas III
C) 
II e III
D) 
I, II e III
E) 
I e III
Várias das substâncias que temos contato em nossa vida cotidiana são quirais, como, p
or exemplo, os alimentos (açúcar), o papel (isomeria na celulose), e até em nosso organ
ismo (ácido lático). Sabendo disso, analise as moléculas abaixo: 
3) 
Quais destas são quirais?
A) 
I, II e IV
B) 
II, III, IV
C) 
I e III
D) 
III e IV
E) 
II e III
4) Uma solução aquosa que contém 10 g de frutose opticamente pura foi diluída a 500 m
L com água e colocada em um tubo de polarímetro com 20 cm de comprimento. A rot
ação medida foi de -5,20 graus. Qual a rotação específica da frutose? 
A) 
-26 graus.
B) 
-130 graus.
C) 
-13 graus.
D) 
-1,3 grau.
E) 
130 graus.
5) O Limoneno é um líquido incolor ou amarelo pálido com um doce aroma semelhante a
o do limão. É a maior parte do óleo que é extraído da casca das frutas cítricas. Observ
e a estrutura do limoneno: 
 
A) 
 
B) 
 
C) 
 
D) 
 
E) 
 
NA PRÁTICA
De todos os casos sobre o estudo da atividade biológica de diferentes enantiômeros, o caso mais 
emblemático e marcante é o da talidomida. Esse fármaco foi utilizado na década de 1950-1960 c
omo um sedativo contra náuseas, dores de cabeça e insônia em diversas gestações, e sua conseq
uência foi o nascimento com malformação de inúmeras crianças.
Veja, Na prática, a história da talidomida pelo ponto de vista da estereoquímica, apontando a im
portância para o estudo do tema.
SAIBA +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professo
r:
Quimica Orgânica
Inicie sua leitura pela página 305, na seção 7.1, onde é apresentada a noção de quiralidade molec
ular. Prossiga na seção 7.2 (página 307) e veja a definição de centro de quiralidade. Após isso, v
á à página 310 e leia a seção 7.4, que versa sobre atividade óptica, uma propriedade de molécula
s assimétricas que você deve sempre ter em mente quando tratar delas. Terminada esta seção, pa
sse à parte 7.6 (página 313) e veja como classificar carbonos assimétricos utilizando o sistema d
e Cahn-Ingold-Prelog. Note que esta última seção é especialmente importante para você.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Introdução à estereoquímica
Confira este interessante vídeo sobre os tópicos iniciais de estereoquímica.
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Projeção de Fischer
Estude mais sobre as projeções de Fischer nessa interessante aula do prof. Eduardo Araújo.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar.
https://www.youtube.com/embed/fNvflreZdyA
https://www.youtube.com/embed/IepXrjInUfA