QOI-06-Estereoqumica

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QUÍMICA ORGÂNICA I
UNIDADE 02 
Estereoquímica; Reações Orgânicas e 
mecanismos; Substituição Nucleofílica
(SN1 e SN2)
Prof. Rodrigo Cristiano
QUÍMICA ORGÂNICA I
Aulas 12 e 13 
Estereoquímica
Prof. Rodrigo Cristiano
rodrigo.cristiano@academico.ufpb.br
Atendimento às dúvidas
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Tipos de isomerismo
Isomerismo
Isômeros 
constitucionais
Estereoisômeros
Enantiômeros Diastereoisômeros
São imagem de 
espelho
Não são imagem 
de espelho
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Quiralidade. (Quiral = grego cheir para mãos)
A imagem de espelho da mão
esquerda é a mão direita!
Assim como moléculas quirais, as duas
mãos representam entidades diferentes.
Imagine se fossem idênticas, abaixo:
A mão esquerda e a mão
direita são imagens de
espelho NÃO SOBREPONÍVEIS
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Quiralidade
Uma molécula é QUIRAL quando ela e sua imagem especular não são sobreponíveis.
A fonte mais comum de quiralidade em moléculas é a presença de uma átomo de carbono ligado a 4 grupos 
diferentes. Este é o centro quiral, também chamado de centro estereogênico.
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Enantiômeros e o Carbono tetraédrico
O carbono ligado a 4
substituintes diferentes terá
duas formas possíveis de
conexão dos átomos, ambas
imagens de espelho uma da
outra, e não sobreponíveis
Essas duas são a mesma molécula
Essas duas são a mesma molécula
Essas duas moléculas não são idênticas
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Origem da quiralidade: falha em ter simetria
Objetos aquirais tem plano de simetria. Objetos quirais, não.
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* Centro quiral ou centro de 
quiralidade ou centro 
estereogênico...
São enantiômeros
Alguns exemplos de centros quirais
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ATENÇÃO: Não importa o tamanho da cadeia, mesmo que a diferença seja pequena de único carbono, sendo os 4
grupos diferentes, teremos centro de quiralidade
Alguns exemplos de centros quirais
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Desenvolvendo a aprendizagem
Localizando centros de quiralidade
Propoxifeno, vendido sob o nome comercial DarvonTM, é um analgésico e antitussígeno (supressor da tosse).
Identifique todos os centros de quiralidade no propoxifeno:
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Solução:
Passo 1: Ignoram-se átomos de carbono com hibridação sp2 (duplas) e sp (triplas)
Passo 2: Ignoram-se grupos CH2 e CH3, pois obviamente não tem 4 substituintes
diferentes tendo 2 ou mais Hs.
Passo 3: Identificação de qualquer átomo de carbono com quatro grupos
diferentes.
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Exercícios de fixação
F1: Identifique todos os centros de quiralidade em cada uma das substâncias vistas a seguir:
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Enantiômeros
Quando uma substância é quiral, sua imagem de espelho não será sobreponível, chamada de seu enantiômero
Essa linha não especifica a
quiralidade! Usamos a linha assim
para indicar que trata-se do
RACEMATO, ou mistura racêmica.
Mistura racêmica: Uma mistura de iguais
quantidades de cada enantiômero
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Enantiômeros
Formas de representar enantiômeros:
Existem três maneiras de fazê-lo, porque existem três posições onde podemos imaginar em colocar um espelho: 
(1) atrás, (2) ao lado ou (3) abaixo da molécula:
Treine sua visualização 3D: 
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Exercícios de fixação
F2: Represente o enantiômero de cada
uma das substâncias vistas a seguir:
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Atribuição da configuração específica R ou S para o centro de quiralidade
Ilustramos até aqui as diferenças
Para representação visual da estereoquímica se faz necessário um método ou convenção para nomenclatura
correta. Para tal usa-se as configurações específicas R e S seguindo as regras de prioridade de Cahn-Ingold-Prelog.
Cahn-Ingold-Prelog, prioridade maior para menor (1 para 4):
a) Número atômico 
Maior o número atômico do átomo diretamente ligado ao C 
quiral terá maior prioridade
b) Se houver empate, olhe o átomo subsequente
c) Ligações múltiplas valem n° igual de lig. Simples com mesmos 
átomos
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Atribuição da configuração específica R ou S para o centro de quiralidade
Após atribuir as prioridades aos quatro grupos, giramos a molécula de modo que a quarta prioridade fique 
direcionada para trás da página (cunha tracejada):
A seguir, olhamos para ver se a sequência 1-2-3 está no sentido horário (R) ou anti-horário (S). 
O enantiômero dessa substância terá
uma sequência horária e será
designado como R
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Um macete: Quando a prioridade 4 é um H implícito não redesenhe nada
H implícito aqui está para frente
Giro R, mas H para frente, 
portanto é S
H implícito aqui já está para trás
Assim a sequência 1-2-3 já 
dá direto a resposta → R
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Exercícios de fixação
F3: Atribua a configuração específica R ou S para cada um dos centros de quiralidades nas
moléculas
F4: Atribua a configuração do centro de quiralidade da seguinte substância:
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Exercícios de fixação
F4: Desenhe o (2S, 3R)-2,3-dibromopentano
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Atividade ótica
Experiências de Loius Pasteur com cristais de sais do ácido tartárico. 
Imagem de espelho
Os enantiômeros exibem propriedades
físicas idênticas:
Mesmo ponto de fusão
Mesmo ponto de ebulição
Mesmos espectros IV, RMN etc...
Só diferem entre si na forma como
interagem com a luz plano polarizada!
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Atividade ótica
Luz plano-polarizada e polarímetro
[α]D = rotação específica
Substâncias quirais são opticamente ativas,
ou seja, rotacionam o plano da luz
polarizada.
Substâncias que rotacionam para a
esquerda (anti-horário) são denominadas
LEVÓGIRAS, sinal (-)
Substâncias que rotacionam para a direita
(horário) são denominadas DEXTRÓGIRAS,
sinal (+)
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Atividade ótica
Luz plano-polarizada e polarímetro
Enantiômeros giram a luz com a mesma 
magnitude, mas em sentidos opostos
[α]D = -23.1 [α]D = +23.1
R e S não tem nenhuma relação com (+)
ou (-)!!!!
A substância poder ser (+) e ser (S), e
outra substância diferente pode ser (-) e
ter também a configuração específica (S)
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Atividade ótica
Misturas racêmicas são opticamente inativas
Uma mistura de iguais quantidades de 
enantiômero R e enantiômero S, por 
exemplo do composto ao lado, é 
chamada de RACEMATO ou MISTURA 
RACÊMICA.
[α]D = -23.1 [α]D = +23.1
[α]D = 0
A mistura racêmica será opticamente inativa, pois 50% irá
girar o plano da luz em -23,1° e outros 50% irá girar o plano da
luz em +23,1°
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Diastereoisômeros
Estereoisômeros
Enantiômeros Diastereoisômeros
São imagem de 
espelho
Não são imagem 
de espelho
Os enantiômeros são estereoisômeros que são imagens
especulares um do outro, enquanto diastereoisômeros (ou
simplesmente diastereômeros) são estereoisômeros que não
são imagens especulares.
Observe esses indicados, como apenas 
um dos centros é invertido. Assim, os 
mesmos não são imagem de espelho e 
sim DIASTEREOISÔMEROS.
1R,2S é diastereoisômero de 1R,2R e de 
1S,2S
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Diastereoisômeros
Uma molécula com n centros de 
quiralidade pode ter até 2n
estereoisômeros
Exemplo: 2 centros quirais, 22 = 4 estereoisômeros possíveis
2R,3S 2S,3R
2S,3S2R,3R
enantiômeros
enantiômeros
diastereoisômerosdiastereoisômeros
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Diastereoisômeros
Uma molécula com n centros de 
quiralidade pode ter até 2n
estereoisômeros
Exemplo: 3 centros quirais, 23 = 8 estereoisômeros possíveis
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Desenvolvendo a aprendizagem
Determinação da Relação Estereoisomérica entre duas Substâncias
Identifique se o par de substâncias visto a seguir é de enantiômeros ou diastereoisômeros:
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Solução:
Passo 1: Atribua R ou S para cada centro de quiralidade.
S , S , R R , R , R
Passo 2: Comparação da configuração em cada centro de quiralidade
inverteuinverteu
S , S , R R , R , R
Passo 3: Se algum dos centros continuar o mesmo, sem 
inversão, as substâncias serão DIASTEREOISÔMEROS
não inverteu não inverteu
SÃO DIASTEREOISOMEROS
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Exercícios de fixação
F3: Identifique se cada um dos pares de substâncias vistos a seguir é enantiômero ou
diastereoisômero:
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Compostos MESO
Uma molécula com n centros de 
quiralidade pode ter até 2n
estereoisômeros, menos os 
MESO compostos
Uma substância que apresente um pano de SIMETRIA, 
mesmo que tenha C com 4 ligações diferentes, será 
AQUIRAL. 
Plano de simetria: Passar um espelho através da molécula
Vejamos:
MESO composto (AQUIRAL)
Assim, existem 2 estereoisômeros trans,mas apenas um cis é possível
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Compostos MESO
Mais um exemplo:
MESO composto (AQUIRAL)
Assim, existem 2 estereoisômeros trans, mas apenas um cis é possível
(meso)-ácido tartárico
Perceba que tanto a R,S
como a S,R são a mesma
molécula. Basta girar para
sobrepor
Já o (d,l)-ácido tartárico são dois enantiômeros
Aqui, o R,R é enantiômero
do S,S. Os dois compostos
são imagem de espelho um
do outro e, ao contrário do
MESO, não são
sobreponíveis.
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Exercícios de fixação
F4: Quais das seguintes estruturas representam compostos MESO?
F5: A seguinte estrutura representa um composto meso? Se a resposta for afirmativa, indique o 
plano de simetria.
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Também importante, mas não será abordado na graduação de Engenharias
Outros elementos que não o C também podem apresentar centro de quiralidade. O Nitrogênio, não, porque há
interconversão rápida mostrada abaixo (à esquerda). Mas outros elementos como P e S podem gerar estruturas quirais.
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Também importante, mas não será abordado na graduação de Engenharias
A técnica para separação de enantiômeros é denominada RESOLUÇÃO. A técnica mais clássica de Resolução envolve a
preparação de diastereoisômeros usando um reagente com centro quiral específico conhecido. Exemplo abaixo:
Métodos mais modernos de
resolução envolvem o uso de
coluna cromatográfica
contendo sílica modificada
contendo grupo quiral
específico.
Os enantiômeros tem
diferentes propriedades
quando o meio em que estão
é QUIRAL.
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Também importante, mas não será abordado na graduação de Engenharias
Moléculas aquirais podem possuir centros que estão a uma reação de adição de se tornarem centros quirais. Esses centros são
denominados de PRÓ-QUIRAIS.
A pró-quiralidade mais comum encontrada em aldeídos ou em cetonas assimétricas. Veja:
A adição do H por cima (face
RE) gera o enantiômero
daquele que é obtido pela
adição do H por baixo (Face
SI).
Atribuição Re e Si seguem as
mesmas regras de prioridade
de Cahn-Ingold-Prelog
aprendidas para determinar
R e S...
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Também importante, mas não será abordado na graduação de Engenharias
O meio biológico provém os exemplos mais eficientes de emprego do meio quiral para diferenciação de agentes químicos e
propriedades. O efeito mais clássico conhecido é o que chamamos de efeito CHAVE-FECHADURA, onde uma determinada enzima
tem uma cavidade específica em que apenas um dos enantiômeros se encaixa e não o outro. Por isso diferenciamos tão bem cheiros
de enantiômeros, tais como por exemplo do (+)-limoneno de laranjas do (-)-limoneno de limões.
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Resolva os problemas indicados pelo professor
Lembre-se, estes slides são apenas um guia para sua 
aprendizagem e nossas aulas. Se quiser mesmo 
aprender a fundo tudo isso, terá que abrir o LIVRO 
(ou mais de um dos indicados), ler e resolver os 
PROBLEMAS do capítulo em questão.
Bons estudos!!!