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Capítulo 4 Isomeria 153 Luz não polarizada Polarizador Luz polarizada Solução com moléculas simétricas Não há rotação Observador Luz não polarizada Polarizador Luz polarizada Solução com moléculas assimétricas Há rotação α Observador il u s tr a ç õ e s : a d il s o n s e c c o R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Ao pas sar por um tubo con ten do molé cu las assi mé tri cas, o plano da luz pola ri za da sofre des vio (rota ção). D izemos q ue a s m olé cu las a ssi mé tri cas s ão opti ca men te a ti vas. Se o des vio ocor re no sen ti do horá rio (como o mos tra do nesse esque ma), a subs tân cia é dex tror ro ta tó ria. Caso o des vio seja no sen ti do anti-horá rio, a subs tân cia é levor ro ta tó ria. Ao pas sar por um tubo con ten do ape nas molé cu las simé tri cas, o plano da luz pola ri za da não sofre des vio (rota ção). Dizemos que as molé cu las simé tri cas são opti ca men te i na ti vas. As propriedades físicas (ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade) de dois enantiômeros são iguais, exceto o desvio sobre a luz polarizada. Daí o nome isômeros ópticos (isto é, diferem numa propriedade óptica). Fonte dos dados: LIDE, D. R. (Ed.) CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84. ed. Boca Raton: CRC Press, 2003. p. 3-1ss, 8-93 ss; MORRISON, R. T.; BOYD, R. N. Organic Chemistry. 6. ed. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1992. p. 129-130. Fórmula molecular: C5H12O Ponto de ebulição: 128 °C Densidade (25 °C): 0,815 g/cm3 Solubilidade (25 °C): 3,1 g/100 g de H2O Desvio da luz polarizada (solução de 1 g/cm3; tubo de comprimento de 10 cm): 15,90° (dextrorrotatório) Fórmula molecular: C5H12O Ponto de ebulição: 128 °C Densidade (25 °C): 0,815 g/cm3 Solubilidade (25 °C): 3,1 g/100 g de H2O Desvio da luz polarizada (solução de 1 g/cm3; tubo de comprimento de 10 cm): 25,90° (levorrotatório) ()-2-metil-butan-1-ol ()-2-metil-butan-1-ol Considere duas soluções de mesma concentração, uma de cada enantiômero de uma dada substância em que exista isomeria óptica. Se fizermos a luz polarizada atravessar cada uma delas (em tubos de mesmo comprimento), perceberemos que o desvio sofrido pelo plano da luz polarizada terá o mesmo valor (que é medido em graus). A única diferença entre ambas estará no fato de uma delas desviá-lo no sentido horário e a outra, no anti-horário. 3.7 Por que o nome isomeria óptica? Em um par de isômeros ópticos, um dos enantiômeros é dextrorrotatório, desviando o plano da luz polarizada no sentido horário. O outro é levorrotatório, desviando-o no sentido anti-horário. Veja o exemplo: H3C CH2 CH3 CH2 OHC H H3C CH2 CH3 CH2 OHC H 154 mistura racêmica é uma mistura formada por iguais quantidades de uma substância levorrotatória e seu respectivo enantiômero dextrorrotatório. Ela é opticamente inativa, ou seja, não desvia o plano da luz polarizada. 3.9 Efeitos fi siológicos dos enantiômeros No que diz respeito aos efeitos fisiológicos (efeitos sobre um organismo vivo), muitas vezes os enantiômeros possuem notáveis diferenças. Como exemplo, podemos citar a adrenalina, substância liberada na corrente sanguínea quando levamos um susto, sendo a responsável pela subsequente aceleração dos batimentos cardíacos. Em sua fórmula estrutural, mostrada abaixo, você percebe a presença de um carbono quiral. De ambos os enantiômeros da adrenalina, apenas um deles, o levorrotatório (2), possui efeito fisiológico. Outro exemplo interessante é o da asparagina. Um de seus enantiômeros estimula as papilas linguais, produzindo a sensação de sabor doce. O outro produz a sensação de sabor amargo. Nesse caso, cada um dos isômeros ópticos difere no efeito fisiológico sobre a língua ou, em palavras mais simples, cada um deles tem um sabor diferente. Muitos medicamentos contêm carbono quiral e, portanto, exibem o fenômeno da isomeria óptica. O naproxeno é um exemplo. Um de seus enantiômeros é comercializado para atuar como anti-inflamatório, ajudando a aliviar dores. O outro, além de não ter esse efeito, pode causar danos ao fígado. Logo, apenas um dos enantiômeros é comercializado. Mas por que os efeitos de dois enantiômeros sobre o organismo podem ser diferentes? 3.8 Mistura racêmica Se fizermos uma solução com ambos os enantiômeros, cada qual presente na mesma con- centração em mol/L, verificaremos que ela não desvia o plano da luz polarizada. Essa mistura, que é opticamente inativa, recebe o nome de mistura racêmica. adrenalina HO HHO OH C* CH2 CH3NH asparagina O C CH2 CH COOHH2N * NH2 naproxeno OH3C COOHCH CH3 * R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Qual a origem da expressão mistura racêmica? racêmico vem do latim racemus, que significa cacho de uva. O cientista francês Louis Pasteur estudou, em 1848, o ácido tartárico (na época denominado acidum racemicum), encontrado na uva. Ao cristalizar tal substância (na verdade, uma mistura racêmica), percebeu que os cristais eram assimétricos e uns eram a imagem especular dos outros. Ele separou os dois tipos de cristais manualmente, com auxílio de uma lupa, obtendo os isômeros opticamente ativos do ácido tartárico. Essa foi a primeira separação de mistura racêmica de que se tem notícia. • Atenção O consumo de medicamentos sem orientação médica, a automedicação, é uma atitude perigosís- sima à saúde. JAMAIS SE AUTOMEDIQUE.