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ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 1 Prof. Guilherme Alves Aula 19 - Isomeria vestibulares.estrategia.com EXTENSIVO 2024 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 2 SUMÁRIO INTRODUÇÃO 3 ISOMERIA PLANA 7 ISOMERIA DE FUNÇÃO 7 ISOMERIA DE CADEIA 8 ISOMERIA DE POSIÇÃO 9 METAMERIA E ISOMERIA DE COMPENSAÇÃO 11 TAUTOMERIA E ISOMERIA DINÂMICA 11 PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS 13 ESTEREOISOMERIA OU ISOMERIA ESPACIAL 16 ESTEREOISOMERIA CIS-TRANS 17 PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS 23 ESTEREOISOMERIA ÓTICA (ISOMERIA ÓPTICA) 29 QUESTÕES FUNDAMENTAIS 51 GABARITO DAS QUESTÕES FUNDAMENTAIS 54 CONSIDERAÇÕES FINAIS 54 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 3 INTRODUÇÃO Se um químico necessita identificar uma substância líquida contida em um frasco, cujo rótulo apresenta somente sua fórmula molecular, ele terá de realizar alguns testes, pois em Química Orgânica é muito comum substâncias diferentes apresentarem a mesma fórmula molecular, mas fórmulas estruturais planas e/ou espaciais diferentes. Esse fenômeno é denominado Isomeria, e dizemos que os compostos que a possuem são isômeros entre si. Por exemplo, uma mesma fórmula molecular pode dar origem a substâncias de odores maravilhosos, como o do abacaxi ou do morango, mas também é responsável pelo cheiro característico de bodes que, inclusive, suspeita-se, pode afetar o cérebro das cabras e ativar seu sistema reprodutivo, agindo como feromônio sexual.1 Na natureza, também são encontradas moléculas que, por pequenas modificações espaciais em sua estrutura, podem exibir características diferentes, como é caso do limoneno. Essa molécula, por possuir um carbono assimétrico, pode apresentar-se como o composto responsável pelo cheiro do limão ou da laranja. 1 https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0960-9822%2814%2900140-7 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 4 Muitos são os exemplos de moléculas diferentes que possuem a mesma fórmula molecular. Muitas delas, inclusive, utilizadas na indústria de cosméticos e perfumaria, como é o caso do linalol e do citronelal, um álcool e um aldeído, responsáveis pelas essências de lavanda e eucalipto, respectivamente. Na década de 50, os cientistas começaram a entender o mecanismo químico de formação da visão. Esse mecanismo se inicia quando a luz, que atravessa o cristalino do olho, atinge a retina, camada do olho recoberta com células fotorreceptoras denominadas bastonetes e cones. Os cones proporcionam a percepção das cores e funcionam na luz brilhante. Os bastonetes funcionam na penumbra, pois são muito sensíveis à luz, mas não distinguem cores. Em cada olho existem cerca de 3 milhões de cones e 100 milhões de bastonetes. As células fotorreceptoras possuem um complexo denominado rodopsina, que é formado pela união da proteína opsina com um pigmento vermelho, o 11-cis-retinal. São as alterações estruturais em torno de uma das ligações duplas do retinal na rodopsina que desencadeiam as reações químicas que levam à formação da visão. Quando este complexo é exposto à luz visível, o cis-retinal se ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 5 separa da opsina e se converte para trans-retinal. Esta mudança de geometria desencadeia uma resposta dos bastonetes, que é transmitida ao cérebro e percebida como um estímulo visual.2 O precursor biológico do retinal em nosso organismo é um pigmento alaranjado denominado β- caroteno, que é encontrado principalmente na cenoura. A estrutura do β -caroteno é a seguinte: Nosso organismo converte o β-caroteno em vitamina A (retinol), que, por sua vez, se converte em retinal. Por isso, a presença da vitamina A na dieta alimentar é extremamente importante porque, entre outras coisas, ela está relacionada à manutenção de uma boa visão. Portanto, o velho ditado popular de que comer cenouras é bom para as vistas possui uma sólida base na química. No entanto, devemos lembrar que a isomerização do retinal é apenas um dos vários fatores envolvidos na formação da visão. Sendo assim, uma dieta rica em cenouras não é garantia de uma boa visão. Eu sei que é muito mais gostoso ficar aqui falando de exemplos do cotidiano, como aqueles compostos que, mesmo tendo a mesma conectividade entre os átomos, apresentam atividades biológicas completamente diferentes, em função de como os átomos estão organizados no espaço3 (vide tabela a seguir e toma spoiler!! ), mas precisamos começar nosso conteúdo que, por sinal, é superimportante para a sua vida e para o seu vestibular (que de uma forma ou de outra, também faz parte da sua vida). 2 A Química da Visão. Disponível em <http://labiq.iq.usp.br/p/ecq/paginas_view.php?idPagina=202&idTopico=728#.YWXR6NrMJPY> 3 Os fármacos e a quiralidade: uma breve abordagem - QUÍMICA NOVA, 20(6) (1997) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 6 Nosso estudo será didaticamente dividido em duas partes: Isomeria constitucional (Isomeria plana) e a Estereoisomeria (Isomeria espacial). Na primeira, veremos os isômeros que são diferentes entre si em razão das diferentes formas em quem seus átomos estão conectados, lembre-se de um anagrama (um anagrama famoso na Literatura Brasileira foi utilizado por José de Alencar em sua obra Iracema, que é um anagrama da palavra América), é tipo isso, só que com os átomos. Já na segunda, serão abordados os isômeros que possuem as mesmas conectividades entre seus átomos, mas que se diferem na forma como estão organizados no espaço. Resumindo, seguiremos esta ordem: Vamos juntos? Espero que você aproveite o conteúdo. Grande abraço! Professor Guilherme Alves ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 7 ISOMERIA PLANA Na isomeria plana, os isômeros possuem fórmulas estruturais planas diferentes, ou seja, possuem conectividades diferentes entre os átomos. Os isômeros planos são denominados isômeros constitucionais. Os isômeros planos possuem propriedades físicas diferentes e podem apresentar propriedades químicas semelhantes ou extremamente diferentes em alguns casos. A isomeria plana se divide em cinco casos: ISOMERIA DE FUNÇÃO A isomeria de função é aquela que os isômeros apresentam a mesma fórmula molecular, mas funções orgânicas diferentes. Consequentemente, os isômeros de função possuem propriedades físicas diferentes (óbvio!). Isômeros de função Isômeros de função C2H6O C2H6O C2H6S C2H6S Função: álcool Função: éter Função: tioéter Função: tiol Isômeros de função Isômeros de função C3H6O C3H6O C2H4O2 C2H4O2 Função: cetona Função: aldeído Função: éster Função: ácido carboxílico ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 8 Isômeros de função C7H8O C7H8O C7H8O Função: fenol Função: álcool aromático Função: éter aromático ISOMERIA DE CADEIA A isomeria de cadeia é aquela em que os isômeros apresentam a mesma fórmula molecular, mesma função, mas cadeias carbônicas diferentes. Isômeros de cadeia Isômeros de cadeia C4H10 C4H10 C2H7N C2H7N Cadeia: ramificada (hidrocarboneto) Cadeia: normal (hidrocarboneto) Cadeia: heterogênea (amina) Cadeia: homogênea (amina) Isômeros de cadeia C3H6 C3H6 Cadeia: fechada (hidrocarboneto) Cadeia: aberta (hidrocarboneto) Só lembrando que, todo fechamento de um anel consome a mesma quantidade de hidrogênios que a adição de uma ligação π entre dois carbonos. Por isso mesmo, as fórmulas gerais dos seguintes compostos são semelhantes: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 9 ISOMERIA DE POSIÇÃO A isomeria de posição é aquela em que os isômeros apresentam a mesma fórmula molecular e mesma função química, porém apresentam grupos funcionais (externos à cadeia principal), insaturações ou ramificações em posições diferentes.Isômeros de posição Isômeros de posição C4H10O C4H10O C4H8 C4H8 Butan-1-ol (álcool de cadeia aberta linear) Butan-2-ol (álcool de cadeia aberta linear) But-2-eno (hidrocarboneto e cadeia aberta linear) But-1-eno (hidrocarboneto e cadeia aberta linear) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 10 Isômeros de posição C5H10 C5H10 1,1-dimetilciclopropano (álcool de cadeia aberta linear) 1,2-dimetilciclopropano (álcool de cadeia aberta linear) A principal maneira de perceber se dois compostos são isômeros de posição é observar a nomenclatura. Isômeros de posição apresentam diferença apenas nos números utilizados para identificar as posições diferentes dos substituintes na nomenclatura. Exemplos: Isômeros de posição Não são de Isômeros de posição OH OH OH OH C7H8O C7H8O C7H8O C7H8O 2-metilfenol (fenol) 3-metilfenol (fenol) Fenilmetanol (álcool) 2-metilfenol (fenol) Perceba que o 2-metilfenol e o 3-metilfenol são isômeros de posição e alteram, apenas, os números em seus nomes. O fenilmetanol e o 2-metilfenol não apresentam mudança de número em seus nomes, logo, não são isômeros de posição. O fenilmetanol e o 2-metilfenol são isômeros de função, pois apresentam a função álcool e fenol, respectivamente. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 11 METAMERIA E ISOMERIA DE COMPENSAÇÃO A metameria é um caso específico de isomeria da posição, porém, a diferença entre os isômeros está na posição de um heteroátomo. Ocorre geralmente entre éteres, ésteres, aminas e amidas. Metâmeros Metâmeros C4H10O C4H10O C3H7ON C3H7ON Metoxipropano Etoxietano N-metiletanamida N-etilmetanamida TAUTOMERIA E ISOMERIA DINÂMICA A isomeria constitucional dinâmica, também conhecida como tautomeria, ocorre somente na fase líquida, em compostos cuja molécula possui um elemento muito eletronegativo, como o oxigênio ou o nitrogênio, ligado ao mesmo tempo ao hidrogênio e a um carbono insaturado (que faz ligação dupla). A alta eletronegatividade do oxigênio ou do nitrogênio provoca a atração dos elétrons da ligação dupla do carbono, que é uma ligação fraca e fácil de deslocar, forçando a um rearranjo molecular. Os dois isômeros passam, então, a coexistir em um equilíbrio dinâmico. Nesse estado de equilíbrio, o tautômero mais estável é aquele que se encontra em maior concentração. O enol, dependendo de sua estrutura, pode ser convertido em duas funções químicas: aldeído ou cetona. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 12 Tautomeria aldo-enólica (𝒆𝒏𝒐𝒍 ⇄ 𝒂𝒍𝒅𝒆í𝒅𝒐) Ocorre entre enóis primários (hidroxila ligada a carbono primário) e aldeídos que possuem, no mínimo, 2 átomos de carbono. Tautomeria ceto-enólica (𝒆𝒏𝒐𝒍 ⇄ 𝒄𝒆𝒕𝒐𝒏𝒂) Ocorre entre enóis secundários (hidroxila ligada a carbono secundário) e cetonas que possuem, no mínimo, 3 átomos de carbono As soluções que apresentam os dois tautômeros é denominada de alelotrópica. (Muito provavelmente você nunca vai usar essa informação, mas ok!) Existem outros casos de tautomeria, como, por exemplo, o equilíbrio amida e iminoálcool ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 13 Sempre que os isômeros coexistirem em equilíbrio, a denominação da isomeria é tautomeria. PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS As diferentes conectividades entre os átomos é um fator muito importante para as propriedades físico-químicas dos isômeros. Quando a mudança na conectividade não altera a função química, os isômeros possuem propriedades químicas semelhantes, portanto, podemos utilizar a seguinte regra: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 14 (UECE/2019) Considerando o composto orgânico C5H10O, analise os seguintes itens: I. butanoato de metila; II. pentan-2-ona; III. ácido pentanoico; IV. pentanal. São compostos que podem ser escritos usando a fórmula química acima apresentada somente os que constam nos itens a) I e III. b) I e II. c) III e IV. d) II e IV. Comentários: Primeiramente, determina-se as fórmulas moleculares dos compostos listados. Isômeros de cadeia, posição e compensação propriedades químicas semelhantes e físicas diferentes Isômeros funcionais e tautômeros propriedades químicas e físicas diferentes I. butanoato de metila II. pentan-2-ona III. ácido pentanóico IV.pentanal. O O O O OH O H C5H10O2 C5H10O C5H10O2 C5H10O ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 15 Portanto, os compostos I e III não são isômeros, porque apresentam dois oxigênios. Os compostos II e IV apresentam a mesma fórmula molecular indicado no texto e, por isso, são isômeros de função Gabarito: D (FAMERP SP/2018) O número de isômeros de cadeia aberta e saturada coerentes com a fórmula molecular C5H12 é a) 5. b) 3. c) 1. d) 4. e) 2. Comentários: A fórmula molecular do tipo C5H12 é de um alcano, porque é múltiplo de CnH2n+2. Não existe grupo substituinte e nem insaturação. Assim, sugiro que comece com montando cadeias com 5 carbonos, depois cadeias com 4 carbonos e mudando a posição da ramificação, depois cadeia com 3 carbonos e mudando a posição etc. Gabarito: B (UNIFENAS 2019) A fórmula representa a estrutura da butanona, também conhecida como metiletilcetona (MEK), importante solvente industrial usado em tintas e resinas. Um isômero da butanona é o a) propan-2-ol. b) butanal. c) metoxipropano. d) butan-2-ol. e) ácido butanoico. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 16 Comentários: A butanona apresenta fórmula molecular C4H8O, a única alternativa que apresenta uma estrutura com mesma fórmula molecular é a letra B), representada abaixo. Gabarito: B ESTEREOISOMERIA OU ISOMERIA ESPACIAL Os estereoisômeros são compostos pertencentes a uma mesma função, com o mesmo tipo de estrutura (cadeia carbônica) e mesma posição de insaturação, grupo funcional, heteroátomo ou substituinte. A diferenciação dos compostos estereoisômeros se dá na configuração das moléculas, ou seja, pela disposição espacial dos átomos que constituem as moléculas isômeras. Os estereoisômeros podem ser divididos em dois grupos principais: diastereoisômeros (que não são a imagem no espelho um do outro – o que veremos na isomeria cis e trans) e enantiômeros (quando são a imagem no espelho um do outro – que será visto na isomeria ótica). Para simplificar sua vida na hora de determinar de que tipo de isomeria estamos falando, siga a linha de raciocínio a seguir: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 17 A estereoisomeria, ou isomeria espacial, é o alvo principal de questões dos vestibulares, portanto, vamos dividi-la em dois tópicos: ESTEREOISOMERIA CIS-TRANS A Estereoisomeria Cis-Trans é observada quando entre dois átomos de carbono que fazem uma ligação dupla, não é possível haver rotação entre eles. Qualquer tentativa de rotação entre os átomos de carbono ocasiona o rompimento da ligação. A ligação dupla é “rígida”. O mesmo ocorre na ligação entre carbonos em uma cadeia cíclica. A isomeria geométrica é encontrada quando existe um impedimento de rotação. Esse impedimento pode ser encontrado em duas estruturas orgânicas: ligações duplas entre carbonos e compostos cíclicos dissubstituídos. Porém, preste atenção, só a existência dessas estruturas não configura a isomeria geométrica, é necessário analisar a natureza dos ligantes. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 18 Com a rotação indicada, independentemente de como estão representados espacialmente os átomos de bromo, tem-se representações equivalentes – trata-se, portanto, da mesma molécula.4 Verificação da existência de estereoisomeria cis-trans com dupla ligação: Presença de, pelo menos, umadupla-ligação, com cada um dos seus carbonos apresentando dois ligantes diferentes entre si. I. Quando cada carbono da dupla-ligação apresentar um átomo de hidrogênio e os ligantes iguais ficarem do mesmo lado do plano, o isômero será denominado cis. 4 Ciscato, C. A. M. Química 3. página 189. ed. Moderna, 2016. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 19 II. Quando cada carbono da dupla-ligação apresentar um átomo de hidrogênio e os ligantes iguais ficarem em lados opostos do plano, o isômero será denominado trans. Exemplo: Jasmona é um composto orgânico natural extraído da parte volátil do óleo de jasmim. O extrato natural contém apenas a forma cis, enquanto o material sintético é, muitas vezes, uma mistura que contém ambas as formas, tendo o cis como forma predominante. Ambos os estereoisômeros, cis e trans, têm odores e propriedades químicas semelhantes. A jasmona é pode atuar tanto como um atrativo ou como um repelente para insetos diversos e, comercialmente, é usado, principalmente, em perfumaria e cosméticos5. 5 https://pt.wikipedia.org/wiki/Jasmone ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 20 Verificação da existência de estereoisomeria cis-trans em compostos cíclicos: Os carbonos de um ciclo também possuem um impedimento de rotação. Portanto, dependendo da natureza dos ligantes, também haverá isomeria geométrica. Os compostos cíclicos devem apresentar grupos ligantes diferentes em, pelo menos, dois carbonos do ciclo. Exemplo: A hidroxiprolina é um aminoácido não essencial constituinte de proteínas. Encontra-se fundamentalmente no tecido conjuntivo e ósseo, constituindo 10% da molécula de colágeno. Também podemos encontrar a hidroxiprolina na parede celular vegetal. Como identificar os isômeros: Cumpra os passos seguintes para identificar o estereoisômeros cis-trans: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 21 Exemplos de compostos que apresentam isomeria cis-trans: A estereoisomeria cis-trans funciona muito bem quando há apenas um hidrogênio substituído em cada carbono da ligação dupla. No entanto, quando existem mais de dois ligantes diferentes, há a necessidade de se utilizar uma nomenclatura diferente. Faça uma linha tracejada paralela a ligação dupla; Identifique o ligante que apresente o maior volume (tamanho), em cada carbono da ligação dupla ou do ciclo; Isômero cis: se os ligantes escolhidos estiverem do mesmo lado da linha tracejada. Isômero trans: se os ligantes escolhidos estiverem em lados opostos da linha tracejada. Se cada átomo de carbono da dupla apresentar um átomo de hidrogênio, utiliza-se o prefixo cis ou trans antes do nome. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 22 Para casos de estereoisômeros mais complexos, os ingleses R. S. Cahn e C. K. Ingold e o iugoslavo V. Prelog propuseram que, quando os ligantes que estiverem do mesmo lado do plano imaginário forem aqueles que possuírem os maiores números atômicos, eles serão denominados Z. A letra Z, que indicará esse tipo de isomeria, entrará na nomenclatura do composto. Quando os isômeros de maiores números atômicos estiverem em lados opostos em relação ao plano imaginário, eles serão denominados E, que também entrará antes da nomenclatura desses compostos. Considere o seguinte exemplo: Por se tratar de um alceno trissubstituído, o sistema cis/trans não pode ser utilizado. A ordem de prioridade dos grupos ligados à dupla é a seguinte: 𝑰𝟓𝟑 > 𝑪𝒍𝟏𝟕 > 𝑭𝟗 > 𝑯𝟏 Se os grupos de maior prioridade de cada carbono estiverem em lados opostos, o isômero será designado pela letra E (do alemão Entgegen, "opostos") e se estiverem do mesmo lado, Z (do alemão Zusammen, "juntos"). Veja os exemplos: 1º Exemplo: E-1-cloro-2-fluoro-1-iodoeteno 2º Exemplo: Isômero Z Grupos prioritários do mesmo lado do plano (o Z vem do alemão zusammen, juntos. Substitui o cis). Isômero E Grupos prioritários em lados opostos (o E vem do alemão entgegen, opostos. Substitui o trans). H C C Cl I F ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 23 Z-1-cloro-2-fluoro-1-iodoeteno 3º Exemplo: E-1-bromo-2-cloro-1-metilciclobutano 4º Exemplo: Quando os átomos ligados aos carbonos da ligação dupla ou ao anel forem iguais, o desempate de prioridade é feito comparando-se as prioridades dos elementos ligados a cada um desses átomos. Observe o seguinte exemplo: Z-4-metilept-3-eno PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Devido à barreira rotacional em torno da ligação dupla, isômeros cis e trans não podem ser interconvertidos entre si (exceto sob condições extremas suficientes para superar a barreira rotacional e quebrar a ligação π). Isso significa que eles podem ser separados um do outro. Em outras palavras, os dois ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 24 isômeros são substâncias diferentes com distintas propriedades físicas, com diferentes pontos de ebulição e diferentes polaridades. Note que trans-2-buteno e trans-2-dicloro-eteno possuem momentos de dipolo zero porque os momentos dipolares das ligações se cancelam. O isômero cis é polar por possuir um vetor resultante de momento de dipolo (μ) diferente de zero e o isômero trans é apolar por possuir resultante é igual a zero. Portanto, as forças intermoleculares nos isômeros trans e cis são, respectivamente, forças de London ou dipolo induzido e dipolo-dipolo ou dipolo permanente. Assim, no isômero trans, as forças intermoleculares são mais fracas e a quantidade de energia necessária para rompê-las é menor, o que resulta em um menor ponto de ebulição. As propriedades químicas dos isômeros geométricos são diferentes, principalmente em sistemas biológicos, podendo um dos isômeros possuir alguma atividade biológica específica enquanto o outro isômero não. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 25 Sobre a estabilidade relativa entre os isômeros cis e trans, o isômero trans é mais estável que o cis. A menor estabilidade dos isômeros cis é justificada, principalmente, pela aglomeração dos dois grupos maiores do mesmo lado da molécula. A maior aproximação entre esses grupos mais volumosos provoca uma repulsão entre eles, gerando maior instabilidade à conformação da estrutura. Os isômeros cis e trans podem ser interconvertertidos (sem a presença de reagentes) somente quando a molécula absorve calor suficiente ou energia luminosa para causar a quebra da ligação , porque uma vez que a ligação é quebrada a rotação pode ocorrer em torno da ligação restante, como é o caso da rodopsina quando absorve luz, a ligação dupla se interconverte entre as formas cis e trans. Este é um importante processo na visão. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 26 Interconversão cis-trans, portanto, não é um processo prático de laboratório. (UERJ/2019) Observe abaixo as fórmulas estruturais espaciais dos principais compostos do óleo de citronela, produto empregado como repelente de mosquitos. Considerando essas fórmulas estruturais, a quantidade de compostos que apresentam isômeros espaciais geométricos é igual a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 Comentários: A condição necessária para que ocorra isomeria geométrica é ter impedimento de rotação (ligação dupla ou ciclo) e que os átomos dos carbonos da ligação dupla sejam diferentes entre si. Analisando a possibilidade de isomeria geométrica de cada molécula apresentada: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 27 Gabarito: A Questão extra 1 Os feromônios são comumente chamados de compostos da atração sexual, embora eles também tenham funções de sinalização mais complexas. A estrutura de um feromônio da abelha rainha é: Pede-se: a. Identifique e nomeie duas funções orgânicas presentes na molécula. b. Aponte otipo de isomeria espacial que ocorre na estrutura do feromônio. c. Escreva as fórmulas estruturais dos estereoisômeros do feromônio, nomeando-os. Comentários e Resolução: a) b) Estereoisomeria cis/trans. c) Os estereoisômeros são: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 28 (UNIFESP/SP) Ácido maleico e ácido fumárico são, respectivamente, os isômeros geométricos cis e trans, de fórmula molecular C4H4O4. Ambos apresentam dois grupos carboxila e seus pontos de fusão são, respectivamente, 130 oC e 287 oC. a. Sabendo que C, H e O apresentam as suas valências mais comuns, deduza as fórmulas estruturais dos isômeros cis e trans, identificando-os e explicando o raciocínio utilizado. b. Com relação aos pontos de fusão dos isômeros, responda qual tipo de interação é rompida na mudança de estado, explicitando se é do tipo inter ou intramolecular. Por que o ponto fusão do isômero cis é bem mais baixo do que o do isômero trans? Comentários e Resolução: a) b. Nas mudanças de estado físico, sempre são rompidas as forças intermoleculares, portanto, na fusão dos isômeros, são rompidas ligações de hidrogênio intermoleculares. No entanto, a ocorrência de ligações de hidrogênio intramoleculares no isômero cis faz com que as moléculas estejam menos fortemente unidas do que no caso do trans, acarretando um ponto de fusão mais baixo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 29 ESTEREOISOMERIA ÓTICA (ISOMERIA ÓPTICA) Os isômeros ópticos recebem essa classificação porque apresentam comportamentos ópticos diferentes quando atravessados por uma luz polarizada. A identificação do isômero é realizada experimentalmente. Os isômeros que desviam a luz polarizada para a direita são chamados de dextrogiro, enquanto aqueles que desviam a luz polarizada para a esquerda são chamados de levogiro. Não tem como saber se uma molécula é levogira ou dextrogira observando a sua fórmula, somente pela análise experimental de seu comportamento óptico em um polarímetro. Logo, os vestibulares examinam se o vestibulando consegue identificar estruturas que apresentam isomeria óptica. A mão direita de um indivíduo é um objeto especular da mão esquerda desse indivíduo. Ou seja, as duas mãos se parecem com o par objeto e imagem na frente de um espelho e, além disso, não são superponíveis. Analogamente, as moléculas orgânicas podem formar estruturas que apresentam imagens especulares que são chamadas de enantiômeros ou enantiomorfos ou antípodas ópticas (eu sei, é uma variedade imensa de nomes que significam a mesma coisa). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 30 Verificação da existência de isomeria óptica A isomeria óptica ocorre quando a molécula orgânica é assimétrica. Essa assimetria gera dois isômeros que são imagens especulares um do outro. A estrutura apresentada acima é assimétrica e formada por quatro grupos ligantes distintos. Assim, uma característica necessária para a ocorrência da isomeria óptica é a presença de um centro assimétrico ou carbono quiral ou carbono assimétrico. Os grupos substituintes ligados devem ser diferentes entre si. Veja alguns exemplos a seguir: Algumas moléculas podem apresentar mais de um carbono quiral, como é o caso do pentan-2,3- diol, que apresenta dois carbonos quirais: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 31 Para compostos cíclicos, a identificação de um carbono quiral é realizada observando os ligantes diferentes entre si. A sequência de átomos em um sentido deve ser diferente da sequência do outro sentido. Calculando o número de isômeros ópticos Cada carbono quiral apresenta dois isômeros possíveis, logo, o número de isômeros possíveis é calculado por: Número de isômeros = 𝟐𝒏 Sendo, n o número de carbonos quirais. 1 carbono quiral 21 = 2 isômeros ópticos OH OH e ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 32 2 carbonos quirais 22 = 4 isômeros ópticos O colesterol apresenta 8 carbonos quirais, ou seja, 256 isômeros possíveis. Porém, o corpo humano reconhece apenas 1 molécula dessas 256 possíveis: Mistura racêmica A mistura racêmica ou compensação externa é formada pela mistura de mesma quantidade de moléculas dextrogira e levogira de uma mesma substância. Por apresentar quantidades equimolares dos enantiômeros, a mistura racêmica não desvia a luz polarizada, pois o desvio devido a uma molécula destrógira é anulado pelo desvio da outra, levogira. O pentan-2,3-diol tem dois carbonos quirais, logo forma 4 isômeros ópticos: OH OH OH OH OH OH OH OH Isômero I Isômero II Isômero III Isômero IV OH OH OH OH OH OH OH OH e e e ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 33 Quais moléculas apresentadas são enantiômeros entre si, ou seja, quais são imagens especulares entre si? As combinações I-IV e II-III formam pares de enantiômeros. Porém, as combinações I-II, I-III, II-IV e III-IV não são pares de enantiômeros, essas combinações são pares de diastereoisômeros. Diastereoisômeros são isômeros que apresentam isomeria espacial (cis-trans ou óptica) e não são imagens especulares. Composto meso O composto meso não desvia a luz polarizada, porque sofre compensação interna. Esse fenômeno ocorre quando o desvio de um carbono dextrogiro (desvia a luz para a direita) anula o desvio de um carbono levogiro (desvia a luz para a esquerda) da mesma molécula. Para que isso seja possível, os átomos de carbono envolvidos no desvio da luz devem ter os ligantes em comum para que possam desviar a luz com os mesmos ângulos. O butan-1,2-diol apresenta dois carbonos quirais que apresentam grupos iguais entre eles. Assim, quando na molécula do butan-1,2-diol apresentar um carbono dextrogiro e um carbono levogiro, essa molécula não apresentará comportamento óptico. Isomeria óptica sem carbono assimétrico Esse caso de isomeria é possível quando existe um dieno condensado e com isso, pode ser comparado a um carbono quiral. Esse caso não possui carbono assimétrico, mas a molécula é quiral. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 34 Propriedades físicas Os isômeros ópticos apresentam as mesmas propriedades físicas e químicas, mas apresentam diferentes propriedades fisiológicas. Imagine o encaixe enzimático com um isômero óptico, por sua vez, essa mesma enzima não se encaixaria com outro isômero óptico. Os fármacos e a importância da síntese enantiosseletiva. A síntese enantiosseletiva ou síntese assimétrica, síntese quiral e síntese estereosseletiva, ocorre quando um produto estereoisômero é formado em maior proporção ou exclusividade. A preocupação na síntese de um estereoisômero é fundamental para o emprego, principalmente, de fármacos. No organismo humano, percebemos uma série de atividades enzimáticas que dependem do arranjo tridimensional dos princípios ativos, pois ocorre o encaixe da enzima com o substrato. Portanto, um fármaco que apresente uma estrutura tridimensional diferente da enzima não será ligado a ela. Muitos fármacos são vendidos com quantidades de substâncias ativas e inativas, ou seja, o consumidor ingere e paga por uma parcela de medicamento que não será utilizada pelo seu corpo humano. Essa comercialização de fármacos não seletivos tem como objetivo barateá-lo ao consumidor. A separação de enantiômeros aumenta o preço de venda do produto. • Aumento da dosagem a ser adminstrada ao paciente, pois somente metade dela será ativa. • Consumo de 50% de uma substância química desnecessária. Desvantagens da comercialização de fármacos racêmicos do ponto de vista do consumido ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 35 A fim de não comercializar o estereoisômero indesejado é que existe a reação estereosseletiva. O ibuprofeno é um fármaco utilizado como antinflamatório parao tratamento da dor, da febre e da inflamação. Apenas o isômero (S)-ibuprofeno apresenta atividades antinflamatórias no organismo humano, enquanto o (R)-ibuprofeno não apresenta nenhuma atividade, sendo este eliminado do corpo humano quando ingerido. A sua produção é realizada na indústria em duas rotas: não estereosseletiva e estereosseletiva. Pesquisas recentes sugerem que o (R)-ibuprofeno pode sofrer isomerização, ou seja, ocorre conversão de (R)-ibuprofeno em (S)-ibuprofeno. Exemplo de uma reação não estereosseletiva O O O OO O- +Na1) 2) H3O + 3) CH3I O O CH3H O O CH3H (S)-Ibuprofeno (R)-Ibuprofeno + mistura racêmica Exemplo de uma reação estereosseletiva ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 36 1) 2) PtCl2 / SnCl2 [O] / H3O + O O CH3H (S)-Ibuprofeno Percebe-se que a rota de síntese não estereosseletiva produz dois estereoisomeros, enquanto a rota reacional seletiva produz apenas um. Atualmente, o ibuprofeno é produzido, industrialmente, por rotas não seletivas, devido ao alto custo na produção seletiva. Não são todos os fármacos que seus isômeros indesejáveis são inofensivos, veja a tabela abaixo: Fármaco Número de estereoisômeros Atividade biológica observada Etambutol 4 Dos quatro isômeros ópticos possíveis: um é tuberculostático (impede o avanço da tuberculose), um pode provocar cegueira e os outros dois são inativos. Estrona 2 Um dos isômeros é inativo e o outro é um hormônio estrogênico. Adrenalina 2 O isômero levógiro é 20 vezes mais ativo e igualmente mais tóxico. Salbutamol 2 Isômero levógiro é 80 vezes mais ativo que o isômero destrógiro. Bupivacaína 2 Ambos os isômeros possuem atividade anestésica local, mas apenas o isômero levógiro apresenta ação vasoconstritora, prolongando, assim, a ação anestésica local. Talidomida 2 Um isômero é sedativo e o outro é tetratogênico (produz dando ao embrião ou feto durante a gravidez). Anfetamina 2 O isômero dextrógiro é 2 vezes mais ativo. Penicilamina 2 Um isômero é anti-artrítico (atua contra doenças que afetam a articulação) e o outro isômero é extremamente tóxico. Clorfeniramina 2 Isômero destrógiro: ação diurética e retenção do ácido úrico; isômero levógiro: aumenta a excreção de ácido úrico. Indacrinona 2 Um isômero apresenta ação diurética com retenção de ácido úrico, enquanto o outro isômero apresenta efeito uricosúrico (eliminação de ácido úrico pela urina). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 37 Confira mais alguns exemplos: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 38 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 39 (UEG GO/2019) A estrutura a seguir representa a morfina, um fármaco com alto poder analgésico utilizado em casos de dores severas, e em cuja molécula existe a presença de carbonos quirais (carbonos estereogênicos). Analisando a estrutura da morfina, constata-se que o número de carbonos quirais presentes é igual a a) 2 b) 3 c) 5 d) 4 e) 6 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 40 Comentários: O carbono quiral é identificado quando um átomo de carbono se apresenta ligado a 4 grupos distintos entre si. (Dica: nesse tipo de representação tridimensional, as linhas tracejadas e preenchidas já correspondem aos carbonos quirais). Gabarito: C (UFSC/2016) Adoçantes fazem realmente mal à saúde? O aspartame é provavelmente o adoçante artificial mais conhecido e também o mais criticado mundialmente. É produzido a partir dos aminoácidos ácido aspártico e fenilalanina. Alguns estudos científicos recentes sugerem que o aumento de alguns tipos de câncer pode estar associado ao consumo excessivo deste adoçante. Por outro lado, pesquisas realizadas pelo Instituto Nacional do Câncer dos Estados Unidos e pela Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos concluíram que o consumo de aspartame na quantidade de 40 mg por cada quilograma de massa corporal do indivíduo é seguro. Disponível em: <http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2015/02/150204_ vert_fut_adocante_ml.shtml>. [Adaptado]. Acesso em: 18 ago. 2015. Informações adicionais: No Brasil, sugere-se que a ingestão diária máxima de aspartame seja de 10 gotas/kg de massa corporal para os produtos comercializados na forma líquida, de modo a não ultrapassar a ingestão diária aceitável de 40 mg/kg de massa corporal. HO OH O NH2O ácido aspártico OH O NH2 fenilalanina O N O OH NH2 H O O CH3 aspartame ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 41 Considere que cada gota de adoçante contém 4,0 mg de aspartame e que para adoçar uma xícara de café seja necessário adicionar 21 gotas de adoçante. Sobre o assunto tratado acima, é CORRETO afirmar que: 01. a nomenclatura IUPAC do ácido aspártico é ácido 3-amino propanoico. 02. a nomenclatura IUPAC da fenilalanina é ácido 2-amino-3-fenilpropanoico. 04. um indivíduo de 50 kg que ingerir, em um dia, quinze xícaras de café com adoçante contendo aspartame nas condições descritas no enunciado terá ingerido uma quantidade maior do adoçante artificial do que a aceitável. 08. as moléculas de ácido aspártico e de fenilalanina apresentam as funções orgânicas amida e ácido carboxílico. 16. a molécula de aspartame apresenta dois átomos de carbono assimétricos. 32. a molécula de fenilalanina apresenta um par de enantiômeros. 64. a molécula de ácido aspártico possui dois pares de diastereoisômeros. Comentários: Julgando os itens, temos: 01. Errado. a nomenclatura IUPAC do ácido aspártico é ácido 3-amino propanodioico. 02. Certo. a nomenclatura IUPAC da fenilalanina é ácido 2-amino-3-fenilpropanoico. 04. Errado. um indivíduo de 50 kg que ingerir, em um dia, quinze xícaras de café com adoçante contendo aspartame nas condições descritas no enunciado terá ingerido 1260 mg de aspartame, que é uma quantidade menor do adoçante artificial do que a aceitável. Vejamos: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 42 1 𝑥í𝑐𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑓é − − 𝑠ã𝑜 𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑠á𝑟𝑖𝑎𝑠 − − 21 𝑔𝑜𝑡𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑑𝑜ç𝑎𝑛𝑡𝑒 15 𝑥í𝑐𝑎𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑓é − − 𝑠𝑒𝑟ã𝑜 𝑢𝑠𝑎𝑑𝑎𝑠 − − 𝑥 𝑥 = 315 𝑔𝑜𝑡𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑑𝑜ç𝑎𝑛𝑡𝑒 Nas condições descritas: 1 𝑔𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑑𝑜ç𝑎𝑛𝑡𝑒 − − − − 4,0 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑝𝑎𝑟𝑡𝑎𝑚𝑒 315 𝑔𝑜𝑡𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑑𝑜ç𝑎𝑛𝑡𝑒 − − − − 𝑦 𝑦 = 1260 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑑𝑜ç𝑎𝑛𝑡𝑒 A quantidade segura descrita seria: 40 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑝𝑎𝑟𝑡𝑎𝑚𝑒 − − − − 1 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑟𝑎𝑙 𝑧 − − − − 𝑢𝑚 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣í𝑑𝑢𝑜 𝑐𝑜𝑚 50 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑟𝑎𝑙 𝑧 = 2000 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑝𝑎𝑟𝑡𝑎𝑚𝑒 08. Errado. as moléculas de ácido aspártico e de fenilalanina apresentam as funções orgânicas amina e ácido carboxílico. 16. Certo. a molécula de aspartame apresenta dois átomos de carbono assimétricos. 32. Certo. a molécula de fenilalanina apresenta um par de enantiômeros. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 43 64. Errado. a molécula de ácido aspártico não possui diastereoisômeros. Gabarito: 50 (UERJ/2018) Um mesmo composto orgânico possui diferentes isômeros ópticos, em função de seus átomos de carbono assimétrico. Considere as fórmulas estruturais planas de quatro compostos orgânicos, indicadas na tabela. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 44 O composto que apresenta átomo de carbono assimétrico é: a) I b) II c) III d) IV Comentários: O carbono assimétrico é identificado por ter quatro grupos distintos ligados. Apenas o composto I apresenta quatro grupos distintos ligados: Gabarito: A (UECE/2016) A glicose é uma das principais fontes de energia para o ser humano, sendo também conhecida como “açúcar do sangue”. Atente à estrutura da glicose: No que diz respeito àisomeria óptica que ocorre com a estrutura da glicose, assinale a afirmação verdadeira. a) Na estrutura existem dois átomos de carbono assimétricos. b) O total de isômeros ópticos gerados por essa estrutura é 16. c) Essa estrutura representa a glicose levógira. d) Na estrutura existem três átomos de carbono simétricos. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. Na estrutura existem quatro átomos de carbono assimétricos. CHO C C C C CH2OH OHH HO H H OH H OH ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 45 b) Certo. O total de isômeros ópticos gerados por essa estrutura é: 2 ú á é = 2 = 16 c) Errado. Apenas com dados experimentais é possível indicar se a molécula desvia a luz polarizada para a direita ou para a esquerda. d) Errado. Na estrutura existem quatro átomos de carbono simétricos. Gabarito: B (UEPG PR/2019) Considere os seguintes pares de compostos: I. orto-nitrobenzaldeído e para-nitrobenzaldeído II. cis-1-bromo-2-fenileteno e trans-1-bromo-2-fenileteno III. 2-buteno e 2-metilpropeno Assinale o que for correto. 01. O par III não representa isômeros. 02. O par I apresenta isomeria de posição. 04. O par II apresenta isomeria geométrica. 08. O isômero cis do par II apresenta plano de simetria. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 46 16. O par I é um exemplo de tautomeria. Comentários: Representando os compostos listados tem-se: Sabendo disso, julga-se os itens. 01. Errado. O par 3 apresentam a mesma fórmula molecular e cadeias diferentes, por isso, são isômeros de cadeia. 02. Certo. O par I apresenta a mesma função orgânica, mesma cadeia carbônica e diferentes posições dos grupos substituintes. 04. Certo. O par II apresenta isomeria geométrica também chamada cis-trans, porque possuem grupos substituintes em planos distintos. 08. Errado. O isômero cis do par II é assimétrico. 16. Errado. O par I é um exemplo de isomeria de posição. A tautomeria necessita da função enol e aldeído ou enol e cetona. Os isômeros I são aldeídos e não se convertem uns nos outros. Gabarito: 06 (FCM MG/2018) A decomposição térmica do ácido málico resulta em dois produtos: ácido maleico (I) e ácido fumárico (II), conforme o seguinte esquema: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 47 Analisando as estruturas I e II e utilizando seus conhecimentos, é correto afirmar, EXCETO: a) I e II são diasteroisômeros geométricos. b) I possui maior solubilidade em água do que II. c) II apresenta valor de Ka1 maior do que I. d) II possui temperatura de ebulição maior do que I. Comentários: Primeiramente, é necessário entender a disposição que os compostos foram apresentados: Os carbonos da ligação dupla apresentem a geometria trigonal plana, porém quando analisando de lado, percebe-se que um dos ligantes fica posicionado para dentro do plano (linha tracejada) e um dos ligantes fica posicionado para fora do plano (linha preenchida). I e II são isômeros, I é o isômero cis (carboxilas do mesmo lado do plano) e II é o isômero trans (carboxila de lados opostos do plano). Julgando os itens, tem-se: a) Certo. Diasteroisômeros (ou diastereoisômeros) são isômeros espaciais que não são imagens especulares. Todos os isômeros geométricos ou isômeros cis-trans são diastereoisômeros. b) Certo. O isômero cis é mais polar que o trans, consequentemente, também é o mais solúvel em água. c) Errado. I é mais solúvel em água do que II, logo, a sua acidez também será. Quanto maior a interação com as moléculas de água, maior a acidez de um ácido. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 48 d) Certo. Sabendo que I é mais polar que II e quanto mais polar, maior a interação entre as moléculas, logo, I apresenta maior temperatura de ebulição. Gabarito: C (UERJ/2017) O ácido linoleico, essencial à dieta humana, apresenta a seguinte fórmula estrutural espacial: Como é possível observar, as ligações duplas presentes nos átomos de carbono 9 e 12 afetam o formato espacial da molécula. As conformações espaciais nessas ligações duplas são denominadas, respectivamente: a) cis e cis b) cis e trans c) trans e cis d) trans e trans Comentários: As duas ligações duplas apresentam os carbonos ligados a grupos diferentes e suas prioridades estão localizadas no mesmo plano, portanto, são classificadas por isômero cis. Gabarito: A (USF SP/2019) A amoxicilina possivelmente seja um dos antibióticos mais comuns utilizados atualmente. Trata- se de uma variação da penicilina que é utilizada no tratamento de infecções causadas por bactérias. Sua estrutura molecular é apresentada a seguir. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 49 Em relação a estrutura apresentada para a amoxicilina observamos que a) há um total de cinco carbonos quirais o que possibilita que essa substância exista como trinta e duas estruturas espaciais diferentes. b) há dois grupamentos funcionais amídicos sendo que apenas uma dessas amidas é considerada uma lactama. c) é uma substância aromática e que possui apenas grupos funcionais de caráter ácido. d) sua fórmula molecular apresenta o mesmo número de átomos de carbono e hidrogênio. e) é uma substância que deve apresentar baixa interação com as moléculas de água. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. Existem 4 carbonos quirais e todos foram indicados na imagem por linhas tracejadas ou preenchidas, logo, a quantidade de moléculas possíveis é de 24 = 16 isômeros possíveis. b) Certo. Os grupos amídicos ou amidas são formadas quando um átomo de nitrogênio se liga a uma carbonila (C=O). A lactama é o nome dado para uma amida cíclica. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 50 c) Errado. É uma substância aromática porque apresente um anel aromático. A substância apresentada possui um grupo ácido que é o ácido carboxílico, porém apresenta três grupos básicos: duas amidas e uma amina. A amina possui caráter básico mais forte do que as amidas. d) Errado. A amoxicilina apresente a fórmula molecular C16H19N3O4S. e) Errado. A amoxicilina apresenta muitos grupos polares: grupo amino (-NH2), amida (-CONH-), lactama (-CON-) e carboxila (-COOH). A amina, amida e a carboxila realizam ligações de hidrogênio com a água e elevam a hidrossolubilidade desse composto. Gabarito: B (UERJ/2018) O ecstasy é uma droga cujo princípio ativo apresenta a seguinte fórmula estrutural: Esse composto corresponde a uma mistura racêmica com número de isômeros ópticos igual a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 Comentários: Identifica-se a quantidade de átomos de carbono quirais ou assimétrico. Cada carbono assimétrico apresenta dois isômeros possíveis: dextrogiro e levogiro. Para 1 carbono assimétrico, calcula-se o número de isômeros ópticos possíveis: 2n = 21 = 2 isômeros ópticos. Gabarito: B ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 51 QUESTÕES FUNDAMENTAIS Questão Fundamental 01 Identifique o tipo de isomeria presente entre os pares de substâncias apresentados. a) OH OH b) O O c) HO OH d) OH OH e) OH O f) H2N NH2 NH2 g) OH O h) O O i) j) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 52 Questão Fundamental 02 Identifique os compostos em: isômero cis, isômero trans ou não possui isomeria geométrica. a) b) C Br H C H OH c) C H H C CH3 CH3 d) (CH2)7H3C (CH2)7 O OH e) Cl CH3 f) OH OH O O g) C CH3 Cl C H Cl h) OH OH i) (CH2)7H3C (CH2)7 O OH j) OH OH k) O HO O OH l) Cl m) Cl Cl n) CH3(CH2)4 CH2 (CH2)7COOH o) CH2 CH2 CH2 C C CH2 CH3 CH2 CH2 CH3Br ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 53 Questão Fundamental 03 Identifiquea quantidade de carbonos quirais (assimétricos) em cada molécula abaixo. a) CH3 NH2 b) CH3 NH HO CH3 c) HO O NH2 OH d) O OH H2N e) NH2 OH O f) HO O NH2 OH O g) C H O C C C H OH HO H H OH CH2OH OHH h) HO CH3 CH3 H3C CH3 H3C ESTRATÉGIA VESTIBULARES – ISOMERIA AULA 19 – ISOMERIA 54 i) O OH GABARITO DAS QUESTÕES FUNDAMENTAIS Questão Fundamental 01 Questão Fundamental 02 Questão Fundamental 03 a) Posição. b) Função. c) Cadeia. d) Função. e) Tautomeria. f) Posição. g) Função. h) Metameria. i) Cadeia. j) Posição. a) Trans. b) Trans. c) Não tem. d) Trans. e) Cis. f) Cis. g) Cis. h) Cis. i) Cis. j) Trans. k) Trans. l) Trans. m) Trans. n) Cis cis. o) Cis. a) 1. b) 2. c) 1 d) 0. e) 1. f) 1. g) 4. h) 8. i) 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Prontinho, mais uma aula de orgânica finalizada. Com isso podemos afirmar que estudamos, além da própria Isomeria em si, as principais funções orgânicas e suas propriedades. O próximo passo no estudo da Química Orgânica serão as reações. Porém, vamos fazer uma pausa na sequência da orgânica para fazer com que esse conhecimento químico consiga ser transferido da memorização para o aprendizado. Então se liga, você já sabe onde pode me encontrar... Estou no fórum de dúvidas, nas salas VIPs e no instagram. Se precisar, é só chamar. Agora descanse, pois, você merece! É isso! Aquele abraço carinhoso e até a próxima aula.