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Prof. Nunes
Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Química Orgânica I
EstereoquímicaEstereoquímica
Análise Análise ConformacionalConformacionalAnálise Análise ConformacionalConformacional
Prof. Dr. José Nunes da Silva Jr.
nunes.ufc@gmail.com
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Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Química Orgânica I
Análise Análise ConformacionalConformacional
Prof. Dr. José Nunes da Silva Jr.
nunes.ufc@gmail.com
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À temperatura ambiente em solução, todastodas asas ligaçõesligações simplessimples na molécula
estão constantemente rotacionando.
Análise ConformacionalAnálise Conformacional
FeromômioFeromômio da traça de ervilha: da traça de ervilha: acetato de acetato de ciscis--1010--dodecendodecen--11--ilaila
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As possibilidades de que duasduas moléculasmoléculas teremterem exatamenteexatamente aa mesmamesma formaforma,
em qualquer momento são bastante pequenas.
Análise ConformacionalAnálise Conformacional
No entanto, mesmo que não haja duas moléculas com exatamente a mesma
forma, em qualquer momento, elas sãosão mesmomesmo compostocomposto químicoquímico, pois têm
todos os mesmos átomos ligados da mesma maneira.
Chamamos as diferentesdiferentes formasformas dede moléculasmoléculas dodo mesmomesmo compostocomposto
conformaçõesconformações.conformaçõesconformações.
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Para ir de um conformação a outra, podemos girar em torno das ligações
simples.
Análise ConformacionalAnálise Conformacional
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Para ir de um conformação a outra, podemos girar em torno das ligações
simples.
Um coisa que nãonão podemospodemos fazerfazer, porém, é para quebrarquebrar quaisquerquaisquer ligaçõesligações.
Análise ConformacionalAnálise Conformacional
Um coisa que nãonão podemospodemos fazerfazer, porém, é para quebrarquebrar quaisquerquaisquer ligaçõesligações.
É por isso que não se pode rodar em torno de uma dupla ligação, pois
teríamos que quebrar a ligação π.
x x
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x
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Algumas conformações sãosão maismais estáveisestáveis que outras...
Conformação e ConfiguraçãoConformação e Configuração
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A barreirabarreira rotaçãorotação em torno de ligaçõesligações simplessimples éé muitomuito baixabaixa, à temperatura
ambiente, e a rotação se dá facilmente.
Barreiras de RotaçãoBarreiras de Rotação
Já a barreirabarreira dede rotaçãorotação em torno de ligaçõesligações duplasduplas são significantemente
maiores.
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Considere os dois átomos de hidrogênio do etano destacados em vermelho na
projeção de Newman. Estes dois átomos de hidrogênio parecem estar
separados por um ângulo de 60 °.
Análise Conformacional do EtanoAnálise Conformacional do Etano
Este ângulo é o chamado ânguloângulo diedrodiedro ou ânguloângulo dede torçãotorção.
Este ângulo diedro muda quando giramos a ligação C-C - por exemplo, se oEste ângulo diedro muda quando giramos a ligação C-C - por exemplo, se o
carbono da frente gira no sentido horário enquanto o carbono de trás é
mantido parado.
O valor para o ânguloângulo diedrodiedro entre dois grupos podem ser de qualquer valor
entre 00°° e 181800°°..
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Portanto, há um número infinito de possíveis conformações.
No entanto, existem duas conformações que requerem especial atenção:
Análise Conformacional do EtanoAnálise Conformacional do Etano
� a de menor energia – conformação alternada
� aa dede maiormaior energiaenergia –– conformaçãoconformação eclipsadaeclipsada
AlternadaAlternada EclipsadaEclipsadaAlternadaAlternada EclipsadaEclipsada
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A diferença de energia entre as conformações alternadaalternada e eclipsadaeclipsada do etano,
é de 1212 kJkJ/mol/mol, como mostrado no diagrama de energia.
Análise Conformacional do EtanoAnálise Conformacional do Etano
Observe que todas as conformações alternadasalternadas do etano são degenerados; ou
seja, todas as conformações alternadasalternadas têm a mesma quantidade de energia.
Da mesma forma, todas as conformações eclipsadaseclipsadas do etano são
degeneradas.
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A diferença de energia entre as conformações alternadaalternada e eclipsadaeclipsada do etano é
referida como tensãotensão torsionaltorsional, e a sua causa tem sido debatida por muitos
anos.
Análise Conformacional do EtanoAnálise Conformacional do Etano
Com base em recentes cálculos de mecânica quântica, acredita-se agora que a
conformação alternadaalternada possui uma interaçãointeração favorávelfavorável entre um orbital
molecular ligante ocupado e outro orbital molecular anti-ligante desocupado.
Essa interação é favorável e só está presente na conformação alternadaalternada.
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Quando a ligação C-C é rodada (passando de uma alternadaalternada para uma
eclipsadaeclipsada), a sobreposição favorável citada é temporariamente interrompida,
causando um aumento de energia.
Análise Conformacional do EtanoAnálise Conformacional do Etano
No etano, este aumento de energia atinge 12 kJ/mol.
Uma vez que existem três interações eclipsadaeclipsada separadas, é razoável atribuir 4
kJ/mol para cada par de sobreposição HH-HH.
Esta diferença de energia é significativa. À temperatura ambiente, uma
amostra do gás etano terá cerca de 9999%% dasdas suassuas moléculasmoléculas emem
conformaçõesconformações alternadasalternadas em qualquer dado instante.
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O diagrama de energia de propanopropano é muito semelhante ao de etano, com
exceção da a tensão torsional ser de 14 kJ/mol em vez de 12 kJ/mol.
Mais uma vez, observe que todas as conformações alternadasalternadas são
Análise Conformacional do PropanoAnálise Conformacional do Propano
Mais uma vez, observe que todas as conformações alternadasalternadas são
degeneradas, assim como são todas as conformações eclipsadaseclipsadas.
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Nós já atribuímos 4 kJ/mol para cada par de H eclipsadoseclipsados. Se sabemos que a
tensão torsional do propano é de 14 kJ/mol, é razoável atribuir 6 kJ/mol para a
sobreposição de um H com um grupo metila.
Análise Conformacional do PropanoAnálise Conformacional do Propano
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A análise conformacional de butanobutano é um pouco mais complexa do que as
análisesconformacionais do etano ou do propano.
Análise Conformacional do ButanoAnálise Conformacional do Butano
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� 33 conformaçõesconformações dede maiormaior energiaenergia -- conformaçõesconformações alternadasalternadas.
� 33 conformaçõesconformações dede menormenor energiaenergia -- conformaçõesconformações eclipsadaseclipsadas..
Análise Conformacional do ButanoAnálise Conformacional do Butano
�Mas, no caso de butano, note que uma conformação eclipsadaseclipsadas (ângulo
diedro = 0) é maior na energia do que as outras duas conformações
eclipsadaseclipsadas. Em outras palavras, as três conformações eclipsadaseclipsadas não são
degeneradas.
�Da mesma forma, uma conformação alternadaalternada (ângulo diedro = 180) é
inferior em energia do que as outras duas conformações alternadasalternadas.
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33 conformaçõesconformações alternadasalternadas..
A conformação com um ângulo diedro de 180° é chamada de conformação
anti, e representa a conformação de menor energia do butano.
Análise Conformacional do ButanoAnálise Conformacional do Butano
anti, e representa a conformação de menor energia do butano.
As outras duas conformações também são alternadas,alternadas, porém com 3,8 kJ/mol
a mais de energia do que a conformação anti - são chamadas de
conformações gauche. Por quê?
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Na conformação antianti, os grupos metila conseguem a separação máxima um
do outro.
Nas conformações gauchegauche, os grupos metila estão mais próximos uns dos
Análise Conformacional do ButanoAnáliseConformacional do Butano
Nas conformações gauchegauche, os grupos metila estão mais próximos uns dos
outros.
As nuvens de elétrons se repelem (tentando ocupar a mesma região do
espaço), causando um aumento da energia de 3,8 kJ/mol. Esta interação
desfavorável, chamada de interaçãointeração gauchegauche, é uma forma de impedimentoimpedimento
estéricoestérico, e é diferente do conceito de tensão torsional.
As duas conformações gauchegauche que mostram essa interação são degeneradas.As duas conformações gauchegauche que mostram essa interação são degeneradas.
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Agora vamos voltar nossa atenção para os 33 conformaçõesconformações eclipsadaseclipsadas.
Uma conformação eclipsada é superior em energia do que as outras duas
porque os grupos metila estão se sobrepondo.
Análise Conformacional do ButanoAnálise Conformacional do Butano
porque os grupos metila estão se sobrepondo.
As experiências sugerem que esta conformação tem um custo total de energia
de 19 kJ/mol. Uma vez que já foi atribuído 4 kJ/mol para cada interação H-H, é
razoável atribuir 11 kJ/mol para a interação entre dois grupos metilas vizinhos.
A conformação com os dois grupos metila se sobrepondo é o maior
conformação de energia.
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As outras duas conformações eclipsadaseclipsadas são degeneradas.
Análise Conformacional do ButanoAnálise Conformacional do Butano
Em cada caso, existe um par de H e dois pares H/CH3 eclipsadoseclipsados. Temos todas
as informações necessárias para calcular a energia dessas conformações.
Sabemos que eclipsando H de são 4 kJ/mol, e cada conjunto de H/CH3 eclipsado
é 6 kJ/mol. Portanto, calcula-se um custo total de energia de 16 kJ/mol.
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Análise Conformacional - ResumoAnálise Conformacional - Resumo
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Um medicamento vai se ligar a um receptor biológico se possuir um arranjo
específico tridimensional de grupos funcionais, chamado um grupo
farmacóforofarmacóforo. Por exemplo, o farmacóforofarmacóforo de morfina é mostrado em vermelho:
Medicamentos e suas ConformaçõesMedicamentos e suas Conformações
A morfina é uma molécula muito rígida, uma vez que tem muito poucas ligaçõesA morfina é uma molécula muito rígida, uma vez que tem muito poucas ligações
que são submetidos a uma rotação livre. Como resultado, o farmacóforofarmacóforo é
bloqueado no seu lugar.
Em contraste, as moléculas flexíveis são capazes de adotar uma variedade de
conformações, e só algumas destas conformações podem se ligar ao receptor.
Por exemplo, a metadona tem muitas ligações simples, cada uma das quais
sofre uma rotação livre.23
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A metadonametadona é utilizada para o tratamento de viciados em heroína, que sofrem de
sintomas de abstinência.
A metadonametadona se liga ao mesmo receptor que a heroína, e acredita-se que a
conformação ativa é aquela em que a posição dos grupos funcionais
Medicamentos e suas ConformaçõesMedicamentos e suas Conformações
conformação ativa é aquela em que a posição dos grupos funcionais
corresponde ao farmacóforofarmacóforo da heroína (e da morfina):
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O cicloexanocicloexano pode adotar muitas conformações, como veremos em breve. Por
enquanto, vamos explorar duas conformações:
� conformação cadeira, e
Conformações do CicloexanoConformações do Cicloexano
� conformação cadeira, e
� conformação barco.
cadeiracadeira barcobarco
Em ambas as conformações, os ângulos de ligação são bem próximos de 109,5°
e, portanto, ambas as conformações possuem muito pouca tensão angular.
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Conformações do CicloexanoConformações do Cicloexano
A diferença significativa entre elas pode ser visto ao se comparar a tensão
torsional.
A conformação cadeiracadeira não tem tensão torsional. Isto pode ser melhor visto
com uma projeção de Newman.
cadeiracadeira barcobarco
Observe que todas os H são alternados. Nenhum está eclipsado.
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Conformações do CicloexanoConformações do Cicloexano
Na conformação de barco tem duas fontes de tensão torsional.
cadeiracadeira barcobarco
Muitos dos HH estãoestão eclipsadoseclipsados (Figura a), e os H de cada lado das interações
sentem efeitos estéricos no anel chamados de interaçõesinterações mastromastro, como
mostrado na Figura b.
H eclipsadosH eclipsados interação mastrointeração mastro
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Conformações do CicloexanoConformações do Cicloexano
O barcobarco pode aliviar um pouco essa tensão torsional “torcendo” sua estrutura,
resultando em uma conformação chamada de barcobarco torcidotorcido..
barcobarco interação mastrointeração mastro
barco torcidobarco torcido
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Na verdade, o cicloexanocicloexano pode adotar muitas conformações diferentes, mas a
mais importante é a conformação cadeiracadeira.
Na verdade, existemexistem duasduas conformaçõesconformações cadeiracadeira diferentes que se
interconvertem rapidamente através de uma via que passa por muitas
Conformações do CicloexanoConformações do Cicloexano
interconvertem rapidamente através de uma via que passa por muitas
conformações diferentes, incluindo uma conformação meia-cadeira de alta
energia, bem como conformações de barco torcido e barco.
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Ao desenhar uma conformação cadeira, é importante desenhá-la com exatidão.
Certifique-se de evitar o desenho mal feitos de cadeiras, porque vai ser difícil
posicionar os substituintes corretamente se o esqueleto não for exato.
Desenhando as Conformações CadeiraDesenhando as Conformações Cadeira
Desenhando o esqueleto de uma conformaçãoconformação cadeiracadeira
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SubstituintesSubstituintes
Axiais Axiais 
Desenhando as Conformações CadeiraDesenhando as Conformações Cadeira
SubstituintesSubstituintes
EquatoriaisEquatoriais
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Considere-se um anel que contém apenas um substituinte. Duas possíveis
conformações de cadeira podem ser feitas:
O substituinte pode estar numa posição axialaxial ou numa posição equatorialequatorial.
Cicloexano MonossubstituídoCicloexano Monossubstituído
O substituinte pode estar numa posição axialaxial ou numa posição equatorialequatorial.
Estas duas possibilidades representam duas conformações diferentes que
estão em equilíbrio uma com o outro:
axial axial equatorialequatorial
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axial axial equatorialequatorial
Cicloexano MonossubstituídoCicloexano Monossubstituído
O termo “anelanel viradovirado" é utilizado para descrever a transformação de uma
conformação cadeira em outra. Este processo não é feito simplesmente
movendo a molécula como uma panqueca.
Em vez disso, um “anelanel viradovirado” possui uma alteração conformacional que é
realizada apenas por meio de uma rotação de todas as ligações C-C individuais.
Isto pode ser visto com uma projeçãoprojeção dede NewmanNewman.
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Quando duas conformações cadeira estão em equilíbrio, a conformação de
menor energia será favorecida. Por exemplo, considere as duas conformações
cadeira do metilcicloexano.
Estabilidade das Conformações CadeirasEstabilidade das Conformações Cadeiras
À temperatura ambiente, 95% das moléculas estarão na conformação cadeira
axial axial equatorialequatorial
À temperatura ambiente, 95% das moléculas estarão na conformação cadeira
que tem o grupo metila na posição equatorialequatorial.
Esta deve, portanto, ser a conformação de menor energia, mas por quê?
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axial axial equatorialequatorialEstabilidade das Conformações CadeirasEstabilidade das Conformações Cadeiras
Quando o substituinte está na posição axial, existem interaçõesinterações estéricasestéricas com
os outros de H axiais no mesmo lado do anel.
As nuvems eletrônicas do substituinte está tentando ocupar a mesma região do
espaço ocupada pelos hidrogênios, causando impedimentoimpedimento estéricoestérico.
Estas interações são chamados interaçõesinterações 11,,33--diaxialdiaxial, onde os números de
"1,3" descrevem a distância entre o substituinte e cada um dos hidrogênios.
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Por esta razão, o equilíbrio entre as duas conformações cadeira geralmente
favorecefavorece aa conformaçãoconformação comcom oo substituintesubstituinte equatorialequatorial. As concentrações de
equilíbrio exatas das duas conformações cadeira irá depender do tamanho do
substituinte.
Estabilidade das Conformações CadeirasEstabilidade das Conformações Cadeiras
Grupos maiores terão maior impedimento estérico resultantes de interações
1,3-diaxiais, e o equilíbrio favorecerá mais fortemente do substituinte equatorialequatorial.
Por exemplo, o equilíbrio de terc-butilcicloexano favorece quase completamente
a conformação cadeira com um grupo terc-butil na posição equatorial:
axial axial equatorialequatorial
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Estabilidade das Conformações CadeirasEstabilidade das Conformações Cadeiras
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Ao desenhar conformações cadeira de um composto que tem dois ou mais
substituintes, há uma cuidado adicional. Especificamente, devemos também
considerar a orientação tridimensional, ou configuração, de cada substituinte.
Cicloexano DissubstituídoCicloexano Dissubstituído
Observe que o átomo de clorocloro está em uma cunha, o que significa que ele está
saindo da página: é parapara cimacima. O grupo metilametila está em ligação pontilhada, o quesaindo da página: é parapara cimacima. O grupo metilametila está em ligação pontilhada, o que
significa que ele está abaixo do anel, ou parapara baixobaixo. As duas conformações
cadeira para este composto são os seguintes:
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Cicloexano 1,2-DissubstituídoCicloexano 1,2-Dissubstituído
ConformaçãoConformação dada esquerdaesquerda:: doisdois gruposgrupos sãosão axiaisaxiais (menos(menos favorável)favorável)..
ConformaçãoConformação dada direitadireita:: doisdois gruposgrupos sãosão equatoriaisequatoriais (mais(mais favorável)favorável)..
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Um método convencional de se representar os estereoisômeros ciscis e trans em
sistemas cíclicos, utiliza descrições como mostrada abaixo:
Cicloexano 1,4-DissubstituídoCicloexano 1,4-Dissubstituído
Este tipo de representação não evidencia as conformações dos isômeros ciscis e
CH3CH3
HH
CH3CH3
HH
cis-1,4-dimetilcicloexano trans-1,4-dimetilcicloexano
Este tipo de representação não evidencia as conformações dos isômeros ciscis e
trans-1,4-dimetilcicloexano, uma vez que, por serem derivados do cicloexano,
existe em conformações cadeiras, este fato deve ser levado em consideração
quando avaliarmos as estabilidades relativas destes estereoisômeros.
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Cicloexano 1,4-DissubstituídoCicloexano 1,4-Dissubstituído
CH3CH3
HH
CH3CH3
HH
cis-1,4-dimetilcicloexano trans-1,4-dimetilcicloexano
Seus respectivos calores de combustão indicam que o isômero transtrans é cerca de
6 KJ/mol mais estável que o ciscis.
Através da análise das estruturas planares não podemos explicar a diferença de
estabilidade entre os isômeros, uma vez que os grupos metilas estão muito
distantes nas duas estruturas representadas.distantes nas duas estruturas representadas.
Todavia, a análiseanálise conformacionalconformacional das duas formas cadeiras de cada isômero
revela que uma das formas em cadeira do isômero transtrans coloca as duas metilas
nas posições equatoriais, livres de qualquer interação repulsiva maior, fato que
a torna mais estável.
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Todavia, a análiseanálise conformacionalconformacional das duas formas cadeiras de cada isômero
Cicloexano 1,4-DissubstituídoCicloexano 1,4-Dissubstituído
CH3CH3
HH
CH3CH3
HH
cis-1,4-dimetilcicloexano trans-1,4-dimetilcicloexano
Todavia, a análiseanálise conformacionalconformacional das duas formas cadeiras de cada isômero
revela que uma das formas em cadeira do isômero transtrans coloca as duasduas metilasmetilas
nasnas posiçõesposições equatoriaisequatoriais, livreslivres dede qualquerqualquer interaçãointeração repulsivarepulsiva maiormaior, fato que
a torna mais estável.
ciscis
inversão do anel
CH3
CH3
H
CH3
CH3
H
um grupo metila na axial 
e outro na equatorial
um grupo metila na axial 
e outro na equatorial
transtrans
42
H
H
inversão do anel
CH3
H
CH3
H
CH3
H
CH3
H
ambos os grupos metilas na axial: 
conformação menos estável
ambos os grupos metilas na equatorial: 
conformação mais estável
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1) O trans-1,2-dimetilcicloexano é mais estável que o isômero ciscis. Já o isômero
ciscis-1,3-dimetilcicloexano é mais estável que o transtrans. Desenhe as duas
conformações cadeira pra cada composto e tente explicar estes resultados.
ExercícioExercício
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2) Represente a conformação mais estável para a estrutura do mentol.
ExercícioExercício
OHCH33
CH3
CH3
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Isomeria : Isomeria : Isômeros ConstitucionaisIsômeros Constitucionais
O termo isômero vem das palavras gregas isos e meros, que significam
"feito das mesmas partes".
Isto é, os isômeros são compostos que são construídos a partir dos
isômeros
isômeros constitucionais estereoisômeros
Isto é, os isômeros são compostos que são construídos a partir dos
mesmos átomos (mesmas fórmulas moleculares), mas que ainda diferem
uns dos outros.
46
isômeros cis/trans isômeros que 
contêm centros 
quirais
Isômeros constitucionais diferem na ligação dos seus átomos; por exemplo:
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Isomeria : Isomeria : Isômeros ConstitucionaisIsômeros Constitucionais
isômeros
isômeros constitucionais estereoisômeros
Os estereoisomerosestereoisomeros, por sua vez, sãosão subsub--divididosdivididos emem duasduas classesclasses, de
acordo com a presençapresença dede duplasduplas ouou centroscentros estereogênicosestereogênicos.
isômeros com 
duplas ligações
isômeros com 
centros de 
quiralidade
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acordo com a presençapresença dede duplasduplas ouou centroscentros estereogênicosestereogênicos.
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Isomeria : Isomeria : Isômeros ConstitucionaisIsômeros Constitucionais
cis-2-buteno trans-2-buteno
estereoisômeros
Os dois alcenos acima representam 2 diferentes compostos com diferentes
propriedades físicas,
� porque a ligação dupla não experimentam a rotação livre como
ligações simples fazer.
A rotação em torno da ligação dupla C=C seria destruiria a sobreposição
entre os orbitais p. Portanto, a ligação dupla C=C não experimenta a livre
48
entre os orbitais p. Portanto, a ligação dupla C=C não experimenta a livre
rotação à temperatura ambiente.
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Isomeria : Isomeria : ciscis/trans/trans
Para que seja possível utilizar a terminologia cis-trans para diferenciar
estereoisômeros,
� tem de haver dois grupos idênticos, para comparar,
ligados a doisdois carbonoscarbonos diferentesdiferentes da dupla ligação.ligados a doisdois carbonoscarbonos diferentesdiferentes da dupla ligação.
49
Os átomos de hidrogênio também pode ser utilizado para atribuir
terminologia cis-trans; por exemplo:
é trans por causa dos Hs
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Quando dois grupos idênticos estão ligados na mesma posição (mesmo
carbono), não pode haver isomeria cis-trans.
Isomeria : Isomeria : ciscis/trans/trans
Por exemplo, considere o seguinte composto:
é o mesmo que
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Determine se o estereoisômero mostrado abaixo apresenta configuração cis
ou trans?
Isomeria : Isomeria : ciscis/trans/trans
Solução:
isopropila
isopropila
etila
51
Nomear os quatro grupos ajuda a identificar os grupos idênticos. Há
sempre quatro grupos em qualquer ligação dupla (mesmo que alguns
desses grupos sejam apenas átomos de hidrogênio). Nesse caso,
nomear os grupos que torna evidente que há dois grupos isopropila que
são cis para entre si.
metila
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Para cada um dos seguintes compostos, determine se o mesmo apresenta
uma configuração cis ou trans ou se não é simplesmente estereoisomérica.
Isomeria Isomeria -- ExercícioExercício
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EstereoisomerismoEstereoisomerismo –– Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
Anteriormente, vimos que os estereoisomerosestereoisomeros sãosão subsub--divididosdivididos emem duasduas
classesclasses, de acordo com a presençapresença dede duplasduplas ouou centroscentros dede quiralidadequiralidade.
Como já analisamos a estereoisomeria baseada em duplas, vamos estudar
isômeros
isômeros constitucionais estereoisômeros
Como já analisamos a estereoisomeria baseada em duplas, vamos estudar
agora os centros de quiralidade.
53
isômeros com 
duplas ligações
isômeros com 
centros de 
quiralidade
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Qualquer objeto pode ser visto em um espelho, revelando sua imagem no
espelho. Tomemos, por exemplo, um par de óculos de sol.
EstereoisomerismoEstereoisomerismo –– Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
Para muitos objetos, como os óculos de sol,
54
� a imagem do espelho é idêntico ao objeto real.
� a sua imagem no espelho e o objeto são sobreponíveis
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EstereoisomerismoEstereoisomerismo –– Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
No caso se removermos uma das lentes, a sua imagem no espelho e objeto
passam a ser diferentes.
�Um par está faltando a lente direita, enquanto o outro par
está faltando a lente esquerda.
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�Nesse caso, a sua imagem no espelho e o objeto não são
sobreponíveis.
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Uma mão esquerda não se encaixa em na mão direita de uma luva,
� e uma mão direita não se encaixa na mão esquerda da luva.
EstereoisomerismoEstereoisomerismo -- Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
Objetos, como mãos, que não são sobreponíveis com suas imagens
especulares
� são chamados de objetos quirais
Moléculas são objetos tridimensionais e também podem ser classificadas
em uma de duas categorias.
As moléculas quirais são como mãos: não são sobreponíveis com suas
56
As moléculas quirais são como mãos: não são sobreponíveis com suas
imagens especulares.
Moléculas aquirais não são como as mãos: são sobreponíveis com suas
imagens especulares.
O que faz uma molécula ser quiral?
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A fonte mais comum de quiralidade molecular é a presença de um átomo de
carbono que carrega quatro grupos diferentes.
� Há duas maneiras diferentes de organizar quatro grupos em
EstereoisomerismoEstereoisomerismo –– Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
� Há duas maneiras diferentes de organizar quatro grupos em
torno de um carbono central átomo.
� estes dois arranjos são imagens especulares não sobreponíveis.
que diferem um do outro apenas no arranjo espacial dos seus
átomos, e, portanto, eles são estereoisômeros.
57
espelho
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Em 1996, a IUPAC recomendou que um átomo de carbono tetraédrico tendo
quatro grupos diferentes seja chamado de um centro de quiralidade.
Muitos outros nomes de uso comum incluem:
Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
Muitos outros nomes de uso comum incluem:
� centro quiral,
� estereocentro,
� centro estereogênico e
� centro assimétrico.
Para o restante de nossa discussão, vamos usar o termo recomendado pela
IUPAC.
58
Abaixo estão alguns exemplos de centros de quiralidade:
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Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
Cada um dos átomos de carbono destacado carrega quatro grupos
diferentes.
No último composto, o átomo de carbono é um centro de quiralidade,
porque um caminho em torno do anel diferente do que é o outro caminho.
Em contraste, o seguinte composto não apresenta um centro de quiralidade.
59
Em contraste, o seguinte composto não apresenta um centro de quiralidade.
Neste caso, os sentidos horário e anti-horário são idênticos.
Prof. Nunes
Identifique todos os centros de quiralidade.
Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
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Prof. Nunes
Desenhe todos os isômeros constitucionais de C4H9Br, e identifique os
isômeros que possuem centros de quiralidade.
Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
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Desenhe todos os isômeros constitucionais de C4H9Br, e identifique os
isômeros que possuem centros de quiralidade.
Centros de Centros de QuiralidadeQuiralidade
62
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EnantiômerosEnantiômeros e e DiastereoisômerosDiastereoisômeros
Os estereoisomerosestereoisomeros, por sua vez, sãosão subsub--divididosdivididos emem duasduas classesclasses::
�� enantiômeros
� diastereoisômeros� diastereoisômeros
isômeros
isômeros constitucionais estereoisômeros
63
isômeros com 
duplas ligações
isômeros com 
centros de 
quiralidade
enantiômeros diastereoisômeros
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EnantiômerosEnantiômeros
Quando um composto é quiral, ele terá uma imagem especular não-
sobreponível, denomidada seu enantiômero.
O composto e sua imagem especular não sobreponível constituem um parO composto e sua imagem especular não sobreponível constituem um par
de enantiômeros.
espelho
par de enantiômeros
64
o
par de 
enantiômeros
Prof. Nunes
Desenhando EnantiômerosDesenhando Enantiômeros
Os enantiômerosenantiômeros sãosão normalmentenormalmente desenhadosdesenhados utilizando-se fórmulasfórmulas emem
perspectivaperspectiva ((cavaletecavalete)) ou projeçõesprojeções dede FischerFischer.
A fórmulasfórmulas emem perspectivaperspectiva mostram:
�� duasduas dasdas ligaçõesligações ao carbono assimétrico nono planoplano do papel
(linhas cheias),
�� umauma ligaçãoligação parapara trástrás do plano (cunha pontilhada) e
�� umauma ligaçãoligação parapara aa frentefrente do plano (cunha cheia).
65
fórmulas em perspectiva dos enantiômeros do 2-bromobutano
Prof. Nunes
Nomeando EnantiômerosNomeando Enantiômeros
O sistemasistema RR,,SS foi desenvolvido por Cahn, Ingold e Prelog
� para definir a configuração absoluta (arranjo espacial) dos
átomos ou grupos ao redor do carbono assimétrico.átomos ou grupos ao redor do carbono assimétrico.
As letras R e S são utilizadas para indicar as duas configurações possíveis.
66
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Sugestão de LeituraSugestão de Leitura
67
Prof. Nunes
Sistema de Nomenclatura R/SSistema de Nomenclatura R/S
Vamos primeiro olhar como podemos determinar a configuração de um
composto se nós temos um modelo tridimensional do composto.
1)1) ClassifiqueClassifique osos gruposgrupos (ou(ou átomos)átomos) ligadosligados aoao carbonocarbono estereogênicoestereogênico
segundosegundo aa ordemordem dede prioridadeprioridade. Os números atômicos dos átomos
diretamente ligados ao carbono assimétrico determinam as prioridades
relativas. QuantoQuanto maiormaior oo númeronúmero atômico,atômico, maiormaior aa prioridadeprioridade.
68
maior prioridade
menor prioridade
Prof. Nunes
Sistema de Nomenclatura R/SSistema de Nomenclatura R/S
Se a prioridade não puder atribuída com base nos átomos diretamente
ligados ao carbono assimétrico,
� ospróximos átomos deverão ser examinados.� os próximos átomos deverão ser examinados.
**
(4)(4)(1)(1)
(2)(2)
(3)(3)
69
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Sistema de Nomenclatura R/SSistema de Nomenclatura R/S
Para grupos com ligaçõesligações duplasduplas ou triplastriplas são atribuídas prioridades,
como se seus átomos estivessem duplicadosduplicados ou triplicadostriplicados.
como se ele fosse
como se ele fosse
70
é tratado é tratado 
como se se como se se 
fossefosse
com com 
prioridade prioridade 
maior quemaior que
Prof. Nunes
Sistema de Nomenclatura R/SSistema de Nomenclatura R/S
2) Oriente a molécula para que o grupo (ou átomo), comcom aa prioridadeprioridade maismais
baixabaixa ((44)) seja dirigido para longe de você. Em seguida, desenhedesenhe umauma
setaseta imagináriaimaginária partido do grupo (ou átomo) com o prioridadeprioridade maismais altaalta
((11)) parapara oo grupogrupo (ou(ou átomo)átomo) comcom aa próximapróxima prioridadeprioridade ((22))..
SeSe aa setapontossetapontos nono sentidosentido horário,horário, oo carbonocarbono assimétricoassimétrico possuipossui�� SeSe aa setapontossetapontos nono sentidosentido horário,horário, oo carbonocarbono assimétricoassimétrico possuipossui
aa configuraçãoconfiguração RR (R de rectus, palavra latina que significa "direito").
� SeSe aa setaseta apontaaponta parapara aa esquerda,esquerda, oo carbonocarbono assimétricoassimétrico temtem
aa configuraçãoconfiguração SS (S de sinister, palavra latina que significa
"esquerda").
(3)
71
(4)
(1)
(2)
RR
Prof. Nunes
Sistema de Nomenclatura R/SSistema de Nomenclatura R/S
Se você tem problemas para visualizar relações espaciais e não tiver acesso a
um modelo molecular, a metodologiametodologia abaixoabaixo permitirápermitirá queque vocêvocê determinedetermine aa
configuraçãoconfiguração assimétricaassimétrica dede umum carbonocarbono semsem terter dede girargirar mentalmentementalmente aa
moléculamolécula.
1)1) RanqueieRanqueie osos átomosátomos (ou(ou grupos)grupos) segundosegundo suassuas prioridadesprioridades..
72
Prof. Nunes
Sistema de Nomenclatura R/SSistema de Nomenclatura R/S
Se o grupo (ou átomo) com a prioridade mais baixa está ligado por uma
cunha tracejada,
� desenhe uma seta a partir do grupo (ou átomo), com a
prioridade mais alta (1) para o grupo (ou átomo) com a
segunda maior prioridade (2).
Se a setaseta apontaaponta nono sentidosentido horáriohorário, o composto tem a configuraçãoconfiguração RR, e se
apontaaponta parapara aa esquerdaesquerda, o composto tem a configuraçãoconfiguração SS.
73
Prof. Nunes
Sistema de Nomenclatura R/SSistema de Nomenclatura R/S
Se o grupo (ou átomo) com a prioridadeprioridade maismais baixabaixa nãonão estáestá ligadoligado porpor umauma
cunhacunha tracejadatracejada,
�� redesenheredesenhe aa projeçãoprojeção emem perspectivaperspectiva dede modomodo aa colocarcolocar oo
grupogrupo dede maismais baixabaixa prioridadeprioridade voltadovoltado parapara trástrás dodo planoplano..
AoAo fazerfazer aa trocatroca dede posiçãoposição entreentre doisdois átomosátomos (ou(ou grupos)grupos) duasduas vezes,vezes, aa
configuraçãoconfiguração dodo centrocentro quiralquiral nãonão sese alteraaltera..
AoAo fazerfazer aa trocatroca dede posiçãoposição entreentre doisdois átomosátomos (ou(ou grupos)grupos) umauma vezvez,, aa
configuraçãoconfiguração dodo centrocentro quiralquiral sese alteraaltera..
1 troca
(S)(S)
74
2 trocas
(R)(R)
(R)(R)
Prof. Nunes
Sistema de Nomenclatura R/SSistema de Nomenclatura R/S
Projeção em perspectivaProjeção em perspectiva
qual a configuração? a molécula tem configuração Rconfiguração R. Portanto, 
ela tinha configuração Sconfiguração S antes dos 
grupos serem trocados.
1 troca
75
Prof. Nunes
Sistema de Nomenclatura R/SSistema de Nomenclatura R/S
Projeção de FischerProjeção de Fischer
H para trás H para trás -- mantémmantém--se se a configuração determinada a configuração determinada 
76
H para frente H para frente -- inverteinverte--se se a configuração determinada a configuração determinada 
Prof. Nunes
ExercitandoExercitando
IndiqueIndique aa configuraçãoconfiguração absolutaabsoluta dosdos centroscentros quiraisquirais..
(R)(R)
(R)(R) (R)(R)
(R)(R)
77
Prof. Nunes
ExercitandoExercitando
ClassifiqueClassifique cadacada parpar dede moléculasmoléculas comocomo enantiômerosenantiômeros ouou idênticasidênticas..
(R)(R)(S)(S) (R)(R)(S)(S)
enantiômerosenantiômeros
enantiômerosenantiômeros
(R)(R)(S)(S)
(S)(S) (R)(R)
78
enantiômerosenantiômeros
enantiômerosenantiômeros
(S)(S) (R)(R)
(S)(S)(R)(R)
Prof. Nunes
ExercitandoExercitando
IndiqueIndique aa ordemordem dede prioridadeprioridade dede cadacada conjuntoconjunto dede substituintessubstituintes..
223311 44
334422 11
33
22
44
33 11
22
44
11
79
Prof. Nunes
Isômeros com Isômeros com mais de 1 mais de 1 Centro Centro QuiralQuiral
isômeros
isômeros constitucionais estereoisômeros
Diastereoisômeros são estereoisômeros que não mantêm uma relação
isômeros com 
duplas ligações
isômeros com 
centros de 
quiralidade
enantiômeros diastereoisômeros
80
Diastereoisômeros são estereoisômeros que não mantêm uma relação
objeto-imagem.
De acordo com esta definição, podemos entender por isômeros cis-trans
são diastereoisômeros.
cis-2-buteno trans-2-buteno
Prof. Nunes
Isômeros com Isômeros com mais de 1 mais de 1 Centro Centro QuiralQuiral
Considere o seguinte estrutura:
Este composto tem dois centros de quiralidade. Cada um pode ter quer a
configuração R ou S,
� dando origem a quatro possíveis estereoisômeros
(dois pares de enantiômeros):
um par de enantiômerosum par de enantiômeros
81
Prof. Nunes
Isômeros com Isômeros com mais de 1 mais de 1 Centro Centro QuiralQuiral
um par de enantiômerosum par de enantiômeros
Para descrever a relação entre estes quatro estereoisômeros,
� vamos olhar para um deles (1R,2S por exemplo) e
� descrever sua relação com os outros três estereoisômeros.
Quanto todos os centros de quiralidades são invertidos no objeto e em sua
82
Quanto todos os centros de quiralidades são invertidos no objeto e em sua
imagem especular, temos um par de enantiômeros. Qualquer outra
possibilidade, define um par de diastereoisômeros.
EnantiômeroEnantiômero DiastereoisômerosDiastereoisômeros
1R,2S 1R,2R
1S,2S
Prof. Nunes
Isômeros com Isômeros com mais de 1 mais de 1 Centro Centro QuiralQuiral
Outro exemplo:
Referência: 1R, 2R, 3SReferência: 1R, 2R, 3S
EnantiômeroEnantiômero DiastereoisômerosDiastereoisômeros
83
EnantiômeroEnantiômero DiastereoisômerosDiastereoisômeros
1S,2S,3R 1R,2R,3R
1S,2S,3S
1R,2S,3S
1S,2R,3R
1R,2S,3R
1S,2R,3S
Prof. Nunes
Isômeros com Isômeros com mais de 1 mais de 1 Centro Centro QuiralQuiral
Outro exemplo:
enantiômeros
diastereoisômeros
e
n
a
n
t
i
ô
m
e
r
o
s
e
n
a
n
t
i
ô
m
e
r
o
s
84
enantiômeros
Prof. Nunes
Número de Número de EstereoisômerosEstereoisômeros
Note que a presença de três centros de quiralidade produz uma família de
quatro pares de enantiômeros (8 estereoisômeros).
Um composto com quatro centros de quiralidade irá gerar uma família de
oito pares de enantiómeros (16 estereoisômeros).
Isso levanta a questão óbvia: Qual é a relação entre o número de centros de
quiralidade e o número de estereoisômeros na família?
85
Número máximo de estereoisômeros = 2n
Prof. Nunes
Número de Número de EstereoisômerosEstereoisômeros
O colesterol tem oito centros de quiralidade, dando origem a uma família de
28 estereoisómeros (256 estereoisômeros).
O estereoisômero mostrado tem:
� 1 enantiômeroe
� 254 diastereômeros.
86
� 254 diastereômeros.
A estrutura mostrada é o único estereoisômero produzido por natureza. 2n
Prof. Nunes
EstereoisômerosEstereoisômeros
Identifique se cada um dos seguintes parespares dede compostoscompostos são
enantiômeros ou diastereoisômeros.
enantiômeros diastereoisômeros
87
enantiômeros
diastereoisômeros diastereoisômeros
diastereoisômeros
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Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
Simetria Rotacional versus Simetria Reflexional
Vamos aprender como determinar se um composto é quiral ou aquiral.
É verdade que qualquer composto com umum únicoúnico centrocentro dede quiralidadequiralidade tem
de ser quiral,
� mas a mesma afirmação não é necessariamente verdade
para compostos com dois centros de quiralidade. Considere
os cis e trans do 1,2-dimetilcicloexano:
88
Cada um destes compostos tem dois centros de quiralidade, mas o isômero
trans é quiral, enquanto o isômero cis é aquiral. Para entender o porquê,
devemos explorar a relaçãorelação entreentre aa simetriasimetria ee quiralidadequiralidade.
Prof. Nunes
Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
Em termos gerais, existemexistem apenasapenas doisdois tipostipos dede simetriasimetria:
�simetria rotacional e
�simetria refleccional.
O isômero trans exibe uma simetria de rotação. Para visualizar isso,
imagine que o anel cicloexano é perfurada com uma vara do imaginária.
Então, enquanto seus olhos estão fechados, a vara é rodada:
89
Se, depois de abrir os olhos, é impossível determinar se a rotação ocorreu
ou não, quando a molécula possui simetria rotacional. A “vara imaginária” é
chamado um eixo de simetria.
Prof. Nunes
Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
Este composto não tem o mesmo eixo de simetria que isômero trans exibe.
Se nós “perfurarmos” a molécula com um “bastão imaginário”, teríamos deSe nós “perfurarmos” a molécula com um “bastão imaginário”, teríamos de
girar 360°, a fim de regenerar a mesma imagem.
� Portanto, este composto não apresenta simetria de rotação.
No entanto, o composto exibe simetria refleccional. Imagine fechar os olhos
enquanto a molécula é refletida sobre o plano mostrado na figura abaixo.
90
Todo o lado direito é refletido para o lado esquerdo. Ao abrir os olhos, você
não vai ser capaz de determinar se ou não a reflexão teve lugar. Esta
molécula possui um plano de simetria.
Prof. Nunes
Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
Para resumir, uma molécula
� com um eixo de simetria possui simetria rotacional,
� com um plano de simetria possui simetria refleccional.
Com uma compreensão destes dois tipos de simetria, podemos agora
explorar a relaçãorelação entreentre aa simetriasimetria ee quiralidadequiralidade.
� Em particular, a quiralidade não é dependente de qualquer forma
com simetria de rotação. A presença ou ausência de um eixo de
simetria é totalmente irrelevante para a determinação se um
composto é quiral ou aquiral. Vimos que trans-1,2-
dimetilcicloexano possui simetria rotacional. No entanto, o
91
dimetilcicloexano possui simetria rotacional. No entanto, o
composto é ainda quiral e existe como um par de enantiômeros.
enantiômeros
Prof. Nunes
Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
Mesmo a presençapresença dede váriosvários eixoseixos dede simetriasimetria diferentesdiferentes nãonão indicaindica sese oo
compostocomposto éé quiral ou aquiral.
� A quiralidade é unicamente dependente da presença ou ausência de
simetria refleccional.
� Qualquer composto que possui um plano de simetria, será aquiral.
�O isómero cis de 1,2-dimetilcicloexano apresenta um plano de
simetria, e, por conseguinte, o composto é aquiral. Ele não tem um
enantiômero.
92
enantiômero.
Prof. Nunes
Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
Embora a presença de um plano de simetria torna um composto aquiralaquiral,
� o inverso nem sempre é verdade,
� ou seja, a ausência de um plano de simetria, não
significa necessariamente que o composto é quiral.
. ponto de inversão
93
Este composto não tem um plano de simetria, mas tem um outro tipo de
simetria refleccional. Em vez de refletir sobre um plano, imagine refletir
sobre um ponto no centro do composto (ponto de inversão).
Prof. Nunes
Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
. ponto de inversão
Durante o processo de inversão, o grupo metila na parte superior do
desenho (em uma cunha cheia) é refletida para o inferior do desenho (em
uma cunha hachurada).
Do mesmo modo, o grupo metila na parte inferior do desenho (cunha
hachurada) é refletida para o topo do desenho (em uma cunha cheia).
�Todos os outros grupos são também refletidas sobre o centro do
94
�Todos os outros grupos são também refletidas sobre o centro do
composto.
� O composto é dito exibir um centro de inversão, o que lhe
confere com simetria refleccional.
�Como resultado, o composto é aquiral, embora ele não
tenha um plano de simetria.
Prof. Nunes
Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
T ambém existem outros tipos de simetria refleccional, mas eles estão fora
do escopo nossa discussão (graduação).
Para os nossos propósitos, será suficiente procurar um plano de simetria.Para os nossos propósitos, será suficiente procurar um plano de simetria.
Pode-se resumir a relaçãorelação entreentre simetriasimetria ee quiralidadequiralidade com as três
seguintes declarações:
� a presença ou a ausência de simetria de rotação é irrelevante para
quiralidade.
� um composto que tem um plano de simetria será aquiral.
95
� um composto que tem um plano de simetria será aquiral.
� um composto que não tenha um plano de simetria provavelmente
será quiral (embora haja raras exceções, o que pode, na maior parte ds
vezes, ser ignorados para os nossos propósitos).
Prof. Nunes
Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
Para cada um dos seguintes objetos, determine se possuem ou não um
plano de simetria:
sim sim
96
não sim
sim não
Prof. Nunes
Simetria e Simetria e QuiralidadeQuiralidade
Cada uma das seguintes moléculas tem um plano de simetria. Encontre o
plano de simetria em cada caso: (Dica: Um plano de simetria pode cortar
átomos ao meio.)
97
Prof. Nunes
Compostos Compostos MesoMeso
Temos visto que a presença de centros de quiralidade não necessariamente
torna um composto quiral.
Especificamente, um composto que exibe uma simetria refleccional seráEspecificamente, um composto que exibe uma simetria refleccional será
aquiral, embora ele tenha centros de quiralidade.
Tais compostos são chamados compostoscompostos mesomeso.
98
Prof. Nunes
Compostos Compostos MesoMeso
Uma famíliafamília dede estereoisômerosestereoisômeros contendo um composto meso terá menos
de 2n estereoisômeros. Como um exemplo, considere o composto seguinte:
Este composto tem dois centros de quiralidade e, portanto, seria de esperar
22 (= 4) estereoisômeros. Em outras palavras, espera-se dois pares de
enantiômeros:
99
um par de
enantiômeros
estas duas representações representam 
o mesmo composto
Prof. Nunes
Compostos Compostos MesoMeso
O primeiro par de enantiômeros atende às suas expectativas. Mas o
segundo par é, realmente, apenas um composto. O composto apresenta
simetria refleccional e é, portanto, um compostocomposto mesomeso:
um par de
enantiômeros
estas duas representações representam 
o mesmo composto
100
O compostocomposto mesomeso não é quiral, e não tem um enantiômero.
plano de simetria
Prof. Nunes
Compostos Compostos MesoMeso
Quantos estereoisômeros você espera para o seguinte
composto? Desenhe todos os estereoisômeros.
Há apenas 4 estereoisômeros
não é um 
centro de quiralidade
não é um 
101
não é um 
centro de quiralidadeProf. Nunes
Compostos MesoCompostos Meso
É fácil reconhecer quando um composto comcom doisdois carbonoscarbonos assimétricosassimétricos
têm um estereoisômero que é um compostocomposto mesomeso..
Ele possui os doisdois carbonoscarbonos assimétricosassimétricos com quatroquatro átomosátomos ouou gruposgrupos
idênticosidênticos ligadosligados aa cadacada umum dosdos carbonoscarbonos estereogênicosestereogênicos.
composto mesocomposto meso par de enantiômerospar de enantiômeros
102
composto mesocomposto meso par de enantiômerospar de enantiômeros
composto mesocomposto meso par de enantiômerospar de enantiômeros
Prof. Nunes
Compostos MesoCompostos Meso
No caso de compostoscompostos cíclicoscíclicos, o isômero ciscis será o composto mesomeso
� e o isômero transtrans vai existir como um par de enantiômerosenantiômeros.
composto mesocomposto meso
ciscis-1,3-dibromociclopentano
par de enantiômerospar de enantiômeros
transtrans-1,3-dibromociclopentano
103
composto mesocomposto meso
ciscis-1,2-dibromocicloexano
par de enantiômerospar de enantiômeros
transtrans-1,2-dibromocicloexano
Prof. Nunes
Compostos MesoCompostos Meso
plano de 
nenhum plano de simetria
mesomeso
ciscis-1,2-dibromocicloexano
104
plano de 
simetria
conformação cadeiraconformação cadeira conformação barcoconformação barco
Prof. Nunes
Projeção de FischerProjeção de Fischer
Uma representação simplificada, chamada de ProjeçãoProjeção dede FischerFischer,
� mostra o arranjoarranjo tridimensionaltridimensional dosdos gruposgrupos ligadosligados aoao carbonocarbono
assimétricoassimétrico emem duasduas dimensõesdimensões.assimétricoassimétrico emem duasduas dimensõesdimensões.
A projeçãoprojeção dede FischerFischer representa um carbonocarbono assimétricoassimétrico comcom oo pontoponto dede
intersecçãointersecção entre as duas linhas perpendiculares:
�� linhaslinhas horizontaishorizontais:: ligações para frente do plano
�� linhaslinhas verticaisverticais:: ligações para trás do plano.
105
carbono estereogênico
Prof. Nunes
Projeção de FischerProjeção de Fischer
106
Prof. Nunes
Propriedades Propriedades Propriedades Propriedades 
dos dos 
EstereoisômerosEstereoisômeros
107
Prof. Nunes
Propriedades dos Propriedades dos EstereoisômerosEstereoisômeros
Os estereoisômeros podem apresentar diferentediferente atividadesatividades
� Físicas
� Químicas
� Óticas (um tipo de Física)� Óticas (um tipo de Física)
� Biológicas
O entendimento destas atividades em enantiômeros e diastereoisômeros é de
suma importânciaimportância.
108
Prof. Nunes
Propriedades Propriedades FísicasFísicas dos dos EstereoisômerosEstereoisômeros
Propriedades físicas dos estereoisômeros do ácido tartárico
Ponto de
Fusão (oC)
Solubilidade,
g/100 g H2O a 15oC
(2R,3R) 170 139
(2S,3S) 170 139(2S,3S) 170 139
(2R,3S) 140 125
109
Propriedades Físicas
enantiômerosenantiômeros ==
diastereoisômerosdiastereoisômeros ≠≠
Os dados mostram que:
Prof. Nunes
Os estereoisômerosestereoisômeros, por terem a mesma composição e conectividade, têmtêm
osos mesmosmesmos gruposgrupos funcionaisfuncionais.
� Portanto, reagirãoreagirão ““igualmenteigualmente ((mesmomesmo tipotipo dede reaçãoreação))” frentefrente aoao
mesmomesmo reagentereagente.
Propriedades Propriedades QuímicasQuímicas dos dos EstereoisômerosEstereoisômeros
mesmomesmo reagentereagente.
OH
OH
SOCl2
SOCl2
Cl
Cl
110
Propriedades Químicas
enantiômerosenantiômeros ==
diastereoisômerosdiastereoisômeros ==
Prof. Nunes
Todavia, enantiômerosenantiômeros poderão reagir de formas disitintas em termostermos
cinéticoscinéticos em reações que utilizem ambientesambientes quiraisquirais.
Nas moléculasmoléculas quiraisquirais dada naturezanatureza, como aminoácidos, enzimas, proteínas e
Propriedades Propriedades QuímicasQuímicas dos dos EstereoisômerosEstereoisômeros
Nas moléculasmoléculas quiraisquirais dada naturezanatureza, como aminoácidos, enzimas, proteínas e
o próprio DNA, uma dessas formas espelhadas é mais usada e abundante
que a outra.
Isso ocorre porque a estruturaestrutura espacialespacial dede cadacada enantiômeroenantiômero determinarádeterminará aa
formaforma comocomo reagereage comcom osos receptoresreceptores, sendo alguns se encaixam
perfeitamente e outros não.
111
Portanto, podemos considerar que os enantiômerosenantiômeros podempodem apresentarapresentar
propriedadespropriedades químicasquímicas diferentesdiferentes.
Propriedades Químicas
enantiômerosenantiômeros ≠≠
Prof. Nunes
Um exemplo de reações em abientes quirais é o que ocorre em reaçõesreações
enzimáticasenzimáticas, as quais podem ser estereosseletivasestereosseletivas..
Propriedades Propriedades QuímicasQuímicas dos dos EstereoisômerosEstereoisômeros
Neste tipo de reaçãoreação
�� somentesomente umum dosdos enantiômerosenantiômeros reagiráreagirá, ou
� umum dosdos enantiômerosenantiômeros reagiráreagirá muitomuito maismais rapidamenterapidamente que o outro,
�levando a um produtoproduto enantiomericamenteenantiomericamente puropuro ou a um
excessoexcesso enantioméricoenantiomérico, respectivamente.
112
Prof. Nunes
Propriedades Propriedades ÓticasÓticas dos dos EstereoisômerosEstereoisômeros
Embora a atividadeatividade óticaótica (habilidade de um composto de desviar o plano da luz
polarizada)) seja umauma propriedadepropriedade físicafísica dos compostos, devido à sua
importância na Estereoquímica, merece
� um destaque especial, e� um destaque especial, e
� ser estudada separadamente.
Antes de estudarmos a habilidade de um composto em desviar o planoplano dada
luzluz polarizadapolarizada,
� demos entender melhor o que é um planoplano dada luzluz
polarizadapolarizada.
113
polarizadapolarizada.
Prof. Nunes
Luz PolarizadaLuz Polarizada
A luz é uma energia radiante que impressiona os olhos e é chamada, de
forma mais técnica, de onda eletroeletromagnéticas.
Chamamos de onda eletroeletromagnéticas o tipo de onda formada por um
elétricoelétrico e outro magnéticomagnético que são perpendicularesperpendiculares entreentre ssi e que seelétricoelétrico e outro magnéticomagnético que são perpendicularesperpendiculares entreentre ssi e que se
deslocamdeslocam emem umauma direçãodireção perpendicularperpendicular àsàs duasduas primeirasprimeiras.
114
Prof. Nunes
Luz PolarizadaLuz Polarizada
A luzluz normalnormal, após passar atravésatravés dede umum polarizadorpolarizador, como uma lente
polarizada ou um Prisma Nicol, se torna uma luzluz planoplano--polarizadapolarizada (ou
simplesmente luzluz polarizadapolarizada), a qual oscilaoscila apenasapenas emem umum únicoúnico planoplano
através do caminho de propagaçãoatravés do caminho de propagação
115
Prof. Nunes
Luz PolarizadaLuz Polarizada
Em 1815, o físico JeanJean--BaptisteBaptiste BiotBiot descobriu que algumasalgumas substânciassubstâncias
orgânicasorgânicas naturaisnaturais erameram
�� capazescapazes dede girargirar oo planoplano dada luzluz polarizadapolarizada.
Sendo que algumas giravamgiravam oo planoplano dede polarizaçãopolarização
�� no sentido horário, outras
� no sentido anti-horário, e outras
�� nãonão giravamgiravam oo planoplano dede polarizaçãopolarização.
(1774 -1862)
luz
polarizada
116
observador
analisadorcela contendo
moléculas orgânicas
polarizadorfonte de
luz
polarizadaProf. Nunes
Luz PolarizadaLuz Polarizada
�� JeanJean--BaptisteBaptiste BiotBiot previu que a capacidadecapacidade dede girargirar oo
planoplano dede polarizaçãopolarização eraera atribuídaatribuída aa algumaalguma assimetriaassimetria
nas moléculas.
�� JacobusJacobus HendricusHendricus Van'tVan't HoffHoff e JosephJoseph AchilleAchille LeLe BelBel,
depois, determinaram que a assimetriaassimetria molecularmolecular estavaestava
associadaassociada aosaos compostoscompostos queque apresentavamapresentavam umum ouou maismais
carbonoscarbonos estereogênicosestereogênicos.
(1774 -1862)
117 (1852-1911) (1847-1930)
Prof. Nunes
Portanto, um compostocomposto aquiralaquiral
�� nãonão gira o plano de polarização.
� é opticamenteopticamente inativoinativo.
Quando a luz polarizada passa através de uma solução de moléculasmoléculas
Atividade Ótica Atividade Ótica –– CompostosCompostos AquiraisAquirais
Quando a luz polarizada passa através de uma solução de moléculasmoléculas
aquiraisaquirais,
� a luz emerge a partir da solução
� com o seu planoplano dede polarizaçãopolarização inalteradoinalterado.
O plano de polarização
não foi girado
118
não foi giradodireção da propagação da luz
cela contendo
moléculas aquirais
polarizadorFonte de
luz
luz
normal
luz
polarizada
luz
polarizada
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Atividade Ótica Atividade Ótica –– CompostosCompostos QuiraisQuirais
Portanto, um compostocomposto quiralquiral
� gira o plano de polarização.
� é opticamenteopticamente ativoativo.
Quando a luz polarizada passa através de uma solução de moléculasmoléculas quiraisquirais,Quando a luz polarizada passa através de uma solução de moléculasmoléculas quiraisquirais,
� a luz emerge a partir da solução
� com o seu planoplano dede polarizaçãopolarização alteradoalterado.
O plano de polarização
não foi giradodireção da propagação da luz
119
polarizadorFonte de
luz
luz
normal
luz
polarizada
luz
polarizada
cela contendo
moléculas quirais
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Propriedades Propriedades ÓticasÓticas dos dos EstereoisômerosEstereoisômeros
Enquanto os enantiômerosenantiômeros desviamdesviam aa luzluz polarizadapolarizada
� em sentidos opostos
� na mesma magnitude
Os diastereosômerosdiastereosômeros desviamdesviam aa luzluz polarizadapolarizada
� em sentidos opostos ou não
� em diferentes magnitudes
120
Propriedades Óticas
enantiômerosenantiômeros = magnitudes= magnitudes
≠ sentidos≠ sentidos
diastereoisômerosdiastereoisômeros ≠ magnitudes≠ magnitudes
= ou ≠ sentidos= ou ≠ sentidos
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Se um composto oticamenteoticamente ativoativo gira o plano de polarização no sentidosentido
horáriohorário, é chamado dextrógirodextrógiro, indicado pelo sinal (+)(+).
Atividade Ótica Atividade Ótica –– Compostos Compostos QuiraisQuirais
Se um composto oticamente ativo gira o plano de polarização no sentido
antianti--horáriohorário, é chamado de levógirolevógiro, indicado pelo sinal ((--)).
(R)(R)--(+)(+)--22--butanolbutanol
121
Às vezes, as letras minúsculas dd e ll são usadas em vez de (+)(+) e ((--)).
(S)(S)--((--))--ácido málicoácido málico
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É imporante reassaltar que não devemos associar (+)(+) e ((--)) com RR e SS,
respectivamente.
Os símbolos (+)(+) e ((--))
� indicam aa direçãodireção emem queque umum compostocomposto oticamenteoticamente ativoativo giragira oo
Atividade Ótica Atividade Ótica –– Compostos Compostos QuiraisQuirais
� indicam aa direçãodireção emem queque umum compostocomposto oticamenteoticamente ativoativo giragira oo
planoplano dede polarizaçãopolarização.
Os símbolos RR e SS
� indicam aa disposiçãodisposição dosdos gruposgrupos sobresobre umum carbonocarbono assimétricoassimétrico.
Alguns compostos com a configuração de RR são ((--)) e alguns SS são (+)(+)..
122
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Rotação ÓticaRotação Ótica
O graugrau em que um composto oticamente ativo giragira oo planoplano dede polarizaçãopolarização
pode ser medida com um instrumento chamado polarímetropolarímetro.
direção da propagação da luz
O graugrau em que o analisador é girado pode ser lido e representarepresenta a diferençadiferença
polarizadorFonte de
luz
luz
normal
luz
polarizada
luz
polarizada
cela contendo
moléculas quirais
analisador
observador
123
O graugrau em que o analisador é girado pode ser lido e representarepresenta a diferençadiferença
entre uma amostras oticamente
� ativas (quirais)
� inativas (aquirais)
Isso é chamado de rotaçãorotação observadaobservada ((αα)) e é medidamedida emem grausgraus.
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Rotação ÓticaRotação Ótica
A rotaçãorotação observadaobservada ((αα)) é proporcional
� à concentraçãoconcentração dada substânciasubstância (C),(C), ee
� ao comprimentocomprimento dada celacela (l)(l)
Logo Logo α α proporcional a C.lC.l
Para transformar uma proporcionalidade em igualdade, devemos inserir uma
124
Para transformar uma proporcionalidade em igualdade, devemos inserir uma
constanteconstante dede proporcionalidadeproporcionalidade. Neste caso, chamaremos esta constante dede
rotaçãorotação específicaespecífica:: [[αα]]DD
αα = [[αα]]DD cc..ll ouou
UnidadesUnidades
C (g/mL)
l (dm)
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A rotaçãorotação observadaobservada de 2,0 g de um composto em 50 mL de solução em um
tubo de polarímetro de 50 centímetros de comprimento +13,4o. Qual é a a
rotaçãorotação específicaespecífica do composto?
ExercitandoExercitando
[[α]α]DD = αα
c.lc.l
[[α]α]DD = 13,413,4
0,04 . 50,04 . 5
[[α]α] = 13,413,4
125
[[α]α]DD = 13,413,4
0,04 . 50,04 . 5
[[α]α]DD = 67º.mL.g67º.mL.g--11.dm.dm--11
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Quando sintetizamos um composto quiral comcom apenasapenas umum centrocentro
estereogênicoestereogênico (por exemplo), podemos obtê-lo como:
� um únicoúnico enantiômeroenantiômero ((RR ouou SS)) ou
Substância Enantiomericamente PuraSubstância Enantiomericamente Pura
� um únicoúnico enantiômeroenantiômero ((RR ouou SS)) ou
� uma misturamistura dede enantiômerosenantiômeros ((RR ++ SS)).
� Quado a síntese leva à formação de um únicoúnico enantiômeroenantiômero, dizemos que a
reaçãoreação foifoi estereoespecíficaestereoespecífica, e o produto é enantiometicamenteenantiometicamente puropuro.
126
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� Quado a síntese leva à formação de uma misturamistura dede enantiômerosenantiômeros,
podemos ter duasduas situaçõessituações.
Mistura de EnantiômerosMistura de Enantiômeros
1.1. misturamistura racêmicaracêmica ou racemaracema [R][R] == [S][S]
2.2. excessoexcesso enantioméricoenantiomérico (e(e..ee..)) [R][R] ≠≠ [S][S]
127
Quando [R][R] >> [S][S] temos um e.e. de (R)R)
Quando[S][S] >> [R][R] temos um e.e. de (SS))
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Podemos determinar se uma amostra é constituída de um únicoúnico enantiômeroenantiômero
ou uma misturamistura dede enantiômerosenantiômeros através da medida de sua rotaçãorotação
específicaespecífica [[α]α]DD.
Pureza ÓticaPureza Ótica
rotação específica [rotação específica [α]α]DD
128
%R
%S
%R
%S
100100
00 100100
00
5050
5050
rotação específica [rotação específica [α]α]DD
+ 5,75+ 5,75 -- 5,755,750,000,005,75 > 5,75 > [[α]α]D D > 0> 0 5,75 < 5,75 < [[α]α]D D < 0< 0
e.e.e.e. de Rde R e.e.e.e. de Sde S
S.E.P.S.E.P. S.E.P.S.E.P.racematoracemato
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A partir da rotaçãorotação específicaespecífica [[α]α]DD podemos calcular a purezapureza óticaótica (p(p..oo..))
de uma mistura.
Pureza ÓticaPureza Ótica
pp..oo.. = [[α]α]DD observada
[[α]α]DD do enantiômero puro
PorPor exemploexemplo:: se uma amostra de 2-bromobutano tem uma rotação específica de
2,3º, sua pureza ótica é de 0,40. Em outras palavras, é 4040%%
opticamenteopticamente purapura - 4040%% dada misturamistura consisteconsiste dede umum excessoexcessodede
umum únicoúnico enantiômeroenantiômero.
129
pp..oo.. = 22,,33 = 00,,44 ou 4040%% logologo........
55,,7575
%% RR ++ %%SS ==100100 22 %%RR == 140140
%% RR -- %%SS == ee..ee ((4040%%)) %%RR == 140140 = 7070%% %%SS == 3030%%
22
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Polarímetro VirtualPolarímetro Virtual
Com o intuito de melhorar o entendimento dos estudantes sobre rotaçãorotação
óticaótica dede compostoscompostos orgânicosorgânicos, desenvoli um softwaresoftware educacionaleducacional livre
nomeado PolarímetroPolarímetro VirtualVirtual.
130
http://www.quimica.ufc.br/polarimetro
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Propriedades Propriedades BiológicasBiológicas dos dos EstereoisômerosEstereoisômeros
Após termos termos estudados as propriedades físicas, químicas e óticas de
estereoisômeros, estudaremos como se apresentam as propriedades
biológicasbiológicas de estereoisômeros.
ComoComo diferentesdiferentes estereoisômerosestereoisômeros sese comportamcomportam nono sistemasistema biológico?biológico?
Para responder esta questão, devemos entender melhor como os compostos
se comportam ao interagireminteragirem comcom osos sítiossítios receptoresreceptores dasdas proteínasproteínas.
131
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Em 1894, Emil Fisher propôs o modelo chavechave-fechadurafechadura
para a interação fármacofármaco-receptorreceptor, onde o fármaco agiria
como uma chavechave e o receptorreceptor (proteína)(proteína) atuaria como uma
fechadurafechadura.
Propriedades Propriedades BiológicasBiológicas de de EstereoisômerosEstereoisômeros
Devido ao fato do receptorreceptor serser quiralquiral, enantiômeros poderão
se ligar de formas distintas com os sítios receptores,
levando a diferentesdiferentes efeitosefeitos ou a nenhumnenhum efeitoefeito.
Emil Fisher
efeito biológico
132
efeito biológico
sem efeito
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Os dois enantiômeros da efedrinaefedrina, por exemplo, apresentam atividadesatividades bembem
distintasdistintas.
Neste caso, na ((--))--EfedrinaEfedrina, ocorre uma formação adicional de uma ligação
de hidrogênio entre a hidroxila e um sítio da proteína.
Propriedades Propriedades BiológicasBiológicas de de EstereoisômerosEstereoisômeros
de hidrogênio entre a hidroxila e um sítio da proteína.
OH
OH
H
OH
N+
H3C
H H
OH
OH
OH
H
N+
H3C
H H **
133
X
sítio
aniônico
área
plana
nãonão ocorre interação
X
sítio
aniônico
área
plana
ocorre interação
(+)-Efedrina – menos ativa (-)-Efedrina – mais ativa
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Os receptoresreceptores localizados no exterior do células nervosas nono nariznariz são
capazescapazes dede perceberperceber ee diferenciardiferenciar aproximadamenteaproximadamente 1010..000000 odoresodores
diferentesdiferentes.
Os enantiômerosenantiômeros dada carvonacarvona apresentam diferentesdiferentes odoresodores
Propriedades Propriedades BiológicasBiológicas de de EstereoisômerosEstereoisômeros
Os enantiômerosenantiômeros dada carvonacarvona apresentam diferentesdiferentes odoresodores
� devido à simples troca de dois substituintes no carbono
estereogênico.
�� (R)(R)--((--))--carvonacarvona -- hortelãhortelã
�� (S)(S)--(+)(+)--carvonacarvona -- cominhocominho.
134
(R)(R)--((--))--carvonacarvona (S)(S)--(+)(+)--carvonacarvona
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O aspartameaspartame é muito utilizado como um adoçante.
Todavia, somente o isômero (S,S)(S,S) apresentaapresenta sabersaber docedoce.
Propriedades Propriedades BiológicasBiológicas de de EstereoisômerosEstereoisômeros
135
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Além de diferenças de sabores ou odores, enantiômeros podem diferir
seriamente quanto às suas propriedades biológicas.
Propriedades Propriedades BiológicasBiológicas de de EstereoisômerosEstereoisômeros
Por exemplo, a TalidomidaTalidomida foi administrada, nos anos 60, como racematoracemato para
o tratamentotratamento dede enjôoenjôo matutinomatutino dede grávidasgrávidas nos Estados Unidos.
O
136
N
N
H
O
OO
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O
Propriedades Propriedades BiológicasBiológicas de de EstereoisômerosEstereoisômeros
Todavia, os enantiômerosenantiômeros que constituíam o racemato apresentavamapresentavam
atividadesatividades bembem distintasdistintas.
eutômero distômero
ativo menos ativo
N
N
H
O
O
O
O
O O
137
(R)-Talidomida
sedativo
(S)-Talidomida
mutagênico
N
N
H
O
OO
N
N
H
O
OO
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A administração de droga como uma misturamistura racêmicaracêmica pode levar a duas
situações diferentes, dependo da ação do distômerodistômero, o qual pode:
Drogas Drogas QuiraisQuirais
� não apresentar nenhum efeito colateral mais sério;
� exibir um efeito colateral indesejável;
� exibir efeito terapêuticas independente, mas não prejudicial.
138
Prof. Nunes
Drogas Drogas QuiraisQuirais
Alguns exemplos de drogas onde o distômerodistômero nãonão apresentaapresenta nenhumnenhum
efeitoefeito colateralcolateral maismais sériosério.
O
O N
OH
H
O N
OH
H
N
S
N
N
O
(S)-Propanolol
(S)-Timolol
139
Os enantiômerosenantiômeros RR sãosão inativosinativos e não apresentam efeitos colaterais.
O N
OH
H
(S)-Metaprolol
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Drogas Drogas QuiraisQuirais
Alguns exemplos de drogas onde o distômerodistômero exibeexibe umum efeitoefeito colateralcolateral
indesejávelindesejável.
HS
COOH
NH2
HS
COOH
NH2
HOOH
(R)-Penicilamina
anti-artrite
(S)-Penicilamina
mutagênico
140
N
N
HO
H
H
OH
N
N
HO
H
H
OH
(R,R)-Etambutol
tuberculóstico
(S,S)-Etambutol
causa cegueira
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Drogas Drogas QuiraisQuirais
Ambos os isômeros apresentam valoresvalores terapêuticosterapêuticos independentesindependentes.
N
O
R
S N
O
R
S
Darvon
analgésico
Novrad
anti-tussígeno
O
O
O
O
CHHH C H
141
(S)-Ketamina
anestésico
(R)-Ketamina
alucinógeno
O
N
CH3
H
Cl
R
O
N
H3C
H
Cl
S
Prof. Nunes
Drogas Drogas QuiraisQuirais
Neste e nos próximos dois slides, serão apresentados mais exemplos de
drogasdrogas quiraisquirais e as atividadesatividades farmacológicasfarmacológicas dede seusseus enantiômerosenantiômeros.
142
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Drogas Drogas QuiraisQuirais
143
Prof. Nunes
Indústria FarmacêuticaIndústria Farmacêutica
A relevânciarelevância dodo tematema quiralidadequiralidade ee atividadeatividade biológicabiológica é confirmada na
análise da evolução do licenciamento de enantiômeros.
� Crescimento da produção de enantiômeros simples
� Diminuição da produção de racematos.� Diminuição da produção de racematos.
144
Agranat, I.; Carner, H.; Caldwell, J. Putting Chirality to work: The strategy of chiral switches, Nature Rev. Drugs
Discovery 2002, 1, 753-768.
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Mercado MundialMercado Mundial
� Percentuais dos tipos de fármacos comercializados no mundo (2004).
� US$ 48 bilhões
64,6%
25,4%
10%
enantiômero puroracemato
145
aquiral
Fonte: Chem. Eng. News 2004, 82(24), 47-62.
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Drogas Drogas QuiraisQuirais
As produções do eutômeroeutômero ou da misturamistura racêmicaracêmica são determinadas por
motivosmotivos distintosdistintos.
Eutômeros
Ser o único enantiômero ativo
Baixo índice terapêutico da mistura
Maior toxicidade do distômero
Não haver bioinversão de quiralidade
Acessbilidade econômica
Misturas Racêmicas
Ação sinérgica dos isômeros
Alto índice terapêutico da mistura
Pouca ou nula toxicidade do distômero
Ocorrência de bioinversão de quiralidade
Inovação terapêutica
Uso em quadros crônicos
146
Uso em quadros crônicos
Baixo curso de produção em relação ao
eutômero
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Mercado dos Fármacos Mercado dos Fármacos -- CustosCustos
Cl
NN
H OH
OH
O
OH
147
N
N
O
H
Cl
OH
Cl
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Drogas Drogas QuiraisQuirais
Embora seja um reportagem antiga, sua leituraleitura éé recomendávelrecomendável.
148
Sugestão de leitura: Sugestão de leitura: SuperSuper remédios para quem?remédios para quem?
Revista Época
Edição 363 - 20/04/2005
Acesse: http://revistaepoca.globo.com/Revista/Epoca/0,,EDG69991-6014-363,00.html
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Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Química Orgânica I
ResoluçãoResolução
QuiralQuiral
149
QuiralQuiral
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Resolução Resolução QuiralQuiral
A maioriamaioria dasdas moléculasmoléculas na natureza sãosão quiraisquirais, e a natureza geralmente
produz estas moléculas como enantiômerosenantiômeros simplessimples.
Aminoácidos, açúcares, efedrina, pseudoefedrina, e ácido tartárico podem ser
isolados a partir de fontes naturais na forma de enantiômeros simples.isolados a partir de fontes naturais na forma de enantiômeros simples.
Por outro lado, nono laboratóriolaboratório, se fizermos compostos quiraisquirais a partir de
materiaismateriais dede partidapartida aquiraisaquirais, estamos “condenados” a obter misturas
150
materiaismateriais dede partidapartida aquiraisaquirais, estamos “condenados” a obter misturas
racêmicas.
Assim, como é que podemos obter compostos enantiomericamenteenantiomericamente purospuros,
sem que sejam de fontes naturais?
Prof. Nunes
Resolução Resolução QuiralQuiral
Os enantiômeros nãonão podem ser separadas por técnicas de separação
habituais, tais como:
� destilaçãodestilação fracionadafracionada ou
� cristalizaçãocristalização
porque os seus pontospontos dede ebuliçãoebulição e solubilidadesolubilidade sãosão idênticosidênticos, levando-os a
destilar ou cristalizar simultaneamente.
Louis Pasteur foi o primeiro a separar um par de enantiômeros com sucesso.
Ao trabalhar com cristais de tartarato de amônio de sódio,
� ele observou que os cristaiscristais nãonão erameram idênticosidênticos!
� ele meticulosamente separou os dois tipos de cristais com pinças.
151
� ele meticulosamente separou os dois tipos de cristais com pinças.
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Resolução Resolução QuiralQuiral
Imagine uma reação entre um álcoolálcool racêmicoracêmico quiralquiral e um ácidoácido carboxílicocarboxílico
racêmicoracêmico quiralquiral para se obter um éster,éster, em uma esterificação catalisada por
ácido.
O produtoproduto contém dois centros estereogênicos, por isso, esperamos obter
doisdois diastereoisômerosdiastereoisômeros, cada um como uma mistura de dois enantiômeros.
152
doisdois diastereoisômerosdiastereoisômeros, cada um como uma mistura de dois enantiômeros.
Prof. Nunes
Resolução Resolução QuiralQuiral
Os diastereômerosdiastereômeros têmtêm propriedadespropriedades físicasfísicas diferentesdiferentes, de modo que deve ser
fácil de separar, por exemplo, por cromatografiacromatografia.
Poderíamos, então, reverter a etapaetapa dede esterificaçãoesterificação, e hidrolisar qualquer um
destes diastereoisômeros, e regenerar o álcool e ácido racêmicos.
153
Prof. Nunes
Resolução Resolução QuiralQuiral
Se repetirmos esta reação, desta vez usando uma amostra
enantiomericamente pura de (R)(R)--ácidoácido mandélicomandélico voltaríamos a obter dois
produtos diastereoméricos mas, desta vez, cada um será enantiomericamenteenantiomericamente
puropuro.
154
Prof. Nunes
Resolução Resolução QuiralQuiral
Se hidrolisarmoshidrolisarmos cadacada diastereoisômerodiastereoisômero separadamenteseparadamente, faremos algo
bastante notável: conseguiremosconseguiremos separarseparar aa doisdois enantiômerosenantiômeros do álcool de
partida.
155
A separação dos dois enantiômeros é chamada de resoluçãoresolução.
Prof. Nunes
Resolução Resolução QuiralQuiral
156
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StereogameStereogame
Exercite teus conhecimentos com este divertido jogo computacional.
157
http://www.quimica.ufc.br/stereogame