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Diastereoisomeria E-Z Os termos cis e trans podem se tornar ambíguos se forem aplicados a alcenos cujos átomos de carbono da dupla tenham, em conjunto, mais que dois ligantes diferentes. Considere, por exemplo, o 3-metilpent-2-eno: Note que os ligantes em destaque são os mais simples de cada carbo- no da dupla e, por estarem em um mesmo plano, esse seria o isômero cis. Essa ideia, no entanto, opõe-se à definição vista anteriormente, pois os ligantes iguais estão em planos opostos. Para evitar esse tipo de impasse, nesses casos, o mais correto é usar o sistema de nomenclatura E-Z, proposto pelo químico orgânico inglês Christopher Kelk Ingold (1893-1970), pelo químico orgânico naturalizado suíço Vladimir Prelog (1906-1998) e por colaboradores. Nesse sistema, a letra E vem da palavra alemã entgegen, opostos, e a letra Z, da palavra alemã zusammen, juntos. No sistema E-Z, examinamos os dois grupos ligados a cada átomo de carbono da dupla ligação e os colocamos em ordem de prioridade. CC H CH 3 H 3 C CH 3 C H 2 Terá maior prioridade o ligante cujo átomo imediatamente ligado ao carbono da dupla tiver maior número atômico. Considere novamente o 3-metilpent-2-eno: No carbono x o ligante de maior prioridade é o etil, pois o desempate é feito comparando-se o número atômico do último átomo de carbono desse ligante com o do átomo de hidrogênio do ligante metil. No carbono y o ligante de maior prioridade é o metil, pois o carbono tem número atômico maior que o átomo de hidrogênio. • Isômero Z-3-metilpent-2-eno: apresenta os ligantes de maior prioridade em um mesmo plano (juntos). • Isômero E-3-metilpent-2-eno: apresenta os ligantes de maior prioridade em planos opostos (separados). CC H CH 3 H 3 C CH 3 C H 2 x y CC H CH 3 H 3 C CH 3 C H 2 CC H CH 3 H 3 C CH 3 C H 2 Os feromônios são substâncias químicas voláteis, que podem agir a longas distâncias, utilizadas para a comunicação entre membros de uma mesma espécie, como insetos, mamíferos e organismos marinhos (algas, peixes, moluscos e crustáceos). Há algum tempo os cientistas vêm fazendo experiências com feromônios sintéticos na tentativa de usá-los em substituição aos inseticidas para controlar a população de insetos. Uma substância sintética que atua comprovadamente como feromônio é o Z-9-tricoseno, utilizado pela mosca doméstica para atrair os machos da espécie. É interessante observar que apenas o isômero Z do 9-tricoseno atrai os machos da mosca doméstica. O isômero E-9-tricoseno não causa nenhum efeito nesse sentido. (CH 2 ) 7 C C H H (CH 2 ) 12 CH 3 H 3 C A nomenclatura E-Z é aplicada de forma análoga a compostos cíclicos. Lembre-se de que não podemos relacionar os termos cis e Z (juntos) e trans e E (opostos), pois são sistemas de nomenclatura distintos. Capítulo 5132 M_Reis_Quimica_V3_PNLD2018_119a147_U2_C05.indd 132 29/04/16 17:30 2 (Vunesp-SP) No composto 3,4-dimetil-hex-3-eno: a) Ocorre que tipo de isomeria? b) Escreva as fórmulas estruturais dos isômeros espaciais do item anterior, identificando-os. Resolução a) O 3,4-dimetil-3-hexeno apre sen ta diastereoisomeria cis-trans. Além disso, por ser um alceno (fórmula molecu- lar C 8 H 16 e fórmula geral C n H 2n ), é isômero de ciclanos. Logo, apresenta isomeria de cadeia e de posição (dos radicais e da insaturação). b) Os isômeros espaciais são, respectiva mente: cis-3,4-dimetil-3-hexeno (1) e trans-3,4-dimetil-3-hexeno (2). C C C CH 3 CH 3 C H 2 H 2 H 3 C CH3 (1) C C C CH 3 CH 3 C H 2 H 2 H 3 C CH 3 (2) Exercício resolvido 9 (UnB-DF) Indique quais das seguintes substâncias apresentam diastereoisomeria cis-trans: 1. 2-metilbut-2-eno. 2. hex-3-eno. 3. 1,3-dimetilciclobutano. 4. but-2-eno. 5. 1,2-dimetilbenzeno. 6. 1,2-diclorociclopenteno. 10 (Ufop-MG) Com relação às estruturas abaixo, que representam substâncias usadas com fins terapêuticos, responda: I II III a) Quais são os isômeros orto e meta da substância II? b) Quais são as funções presentes em II? c) Qual(is) das substâncias I, II e III possui(em) diaste- reoisômeros? Represente-os. d) Qual é a substância que contém uma ligação dupla não conjugada? 11 (FCC-SP) Qual é o número mínimo de átomos de carbono que um difluoreto orgânico deve ter para pos- sibilitar a existência de isômeros cis-trans? a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 12 Indique se os compostos a seguir apresentam dias- tereoisomeria cis-trans ou diastereoisomeria E-Z. Justi- fique sua resposta. a) hex-3-eno; b) 1,2-dibromoeteno; c) ciclobutan-1,3-diol; d) 3-metil-hex-2-eno. 13 Uma das reações químicas responsáveis pela visão humana envolve dois isômeros da molécula retinal. Quando a luz incide sobre a rodopsina, que é uma proteí- na conjugada (que possui outros grupos funcionais além dos aminoácidos) existente nos bastonetes da retina dos mamíferos, transforma o cis-11-retinal em trans-11-retinal. É essa transformação de um diastereoisômero em outro que marca o início do processo visual, isto é, que age como o elo entre a incidência da luz e a série de reações quími- cas que geram o impulso nervoso que dá origem à visão. a) Explique as condições necessárias para que ocorra estereoisomeria cis-trans em compostos de cadeia acíclica e em compostos de cadeia cíclica. b) Identifique o grupo funcional e a fórmula molecular de um isômero de função do cis-11-retinal. OCH 3 CH l CH k CH 3 OCH 3 COH OCH 3 CH 2 k CH l CH 2 X X cis-11-retinal trans-11-retinal C OH 1 2 3 6 5 4 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 6 5 4 7 8 9 10 11 15 13 12 14 O H C Exercícios ATENÇÃO! Não escreva no seu livro! Isomeria constitucional e estereoisomeria 133 M_Reis_Quimica_V3_PNLD2018_119a147_U2_C05.indd 133 29/04/16 17:30 Enantiômeros Quando uma molécula é assimétrica, ou seja, quando não é possível dividi-la ao meio de modo que os dois lados resultantes dessa divisão fiquem iguais, ela possui dois enantiômeros que são a imagem especular um do outro. Os enantiômeros não são sobreponíveis e, por isso, são chamados de molé- culas quirais. Molécula assimétrica. Enantiômero: imagem especular um do outro. S é rg io D o tt a /A rq u iv o d a e d it o ra A n d re w L a m b e rt P h o to g ra p h y /S P L /L a ti n s to ck A palavra quiral vem de ‘mão’ (em grego), pois esse fenômeno (ser assimé- trico e não sobreponível) ocorre com as mãos direita e esquerda, como mostra a foto a seguir. mão direita mão esquerda espelho imagem especular da mão direita imagem especular da mão esquerda S é rg io D o tt a /A rq u iv o d a e d it o ra A diferença entre dois enantiômeros costuma ser bastante acentuada em relação a fenômenos bioquímicos, ou seja, na maneira como dois enantiôme- ros atuam em um organismo vivo. Para você é difícil enxergar esse fenômeno? Não se preocupe, isso é comum. Poucas pessoas conseguem visualizar no espaço a diferença entre dois enan- tiômeros. É por isso que usamos modelos. Você não tem modelos? Então vamos construir alguns! A n d re w L a m b e rt P h o to g ra p h y /S P L /L a ti n s to ck S é rg io D o tt a /A rq u iv o d a e d it o ra Capítulo 5134 M_Reis_Quimica_V3_PNLD2018_119a147_U2_C05.indd 134 29/04/16 17:30