IEQ-602 - Parte 12-Estereoquímica II

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ESTEREOQUÍMICA II 
Prof. Dr. Joel Passo 
ISÔMEROS COM MAIS DE UM CARBONO 
ASSIMÉTRICO 
 Muitos compostos têm mais de um carbono 
assimétrico; 
 O máximo do número de estereoisômeros pode ser 
calculado por 2n; 
 Onde n é igual ao número de carbonos assimétricos. 
 
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22 = 4 
3-cloro-2-butanol 
ISÔMEROS COM MAIS DE UM CARBONO 
ASSIMÉTRICO 
 1 e 2 são um par de enantiômeros; 
 3 e 4 são o outro par de enantiômeros; 
 1 e 3 não possuem imagens superponíveis, 
portanto não são enantiômeros e são denominados 
diastereoisômeros, assim como, 1,4 e 2 e também 
3,2 e 4 são diastereoisômeros; 
 
3 
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Enantiômeros eritro Enantiômeros treo 
ISÔMEROS COM MAIS DE UM CARBONO 
ASSIMÉTRICO 
 Enantiômeros com grupos similares do mesmo 
lado são denominados enantiômeros eritro; 
 Enantiômeros com grupos similares de lados 
opostos são denominados enantiômeros treo; 
 
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Enantiômeros eritro Enantiômeros treo 
Fórmula em perspectiva eclipsada dos estereoisômeros do 3-cloro-2-butanol 
EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
 1a)Quantos carbonos assimétricos o colesterol 
têm? 
 1b) Qual o número máximo de estereoisômeros 
que o colesterol pode ter? 
 1c) Quantos estereoisômeros do colesterol são 
encontrados na natureza? 
 
 
 
 
 
 
 2) Escreva os estereoisômeros do 2,4-
dicloroexano. Indique os pares de enantiômeros e 
diasteroisômeros. 
 
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Colesterol 
ISÔMEROS COM MAIS DE UM CARBONO 
ASSIMÉTRICO – COMPOSTOS CÍCLICOS 
 1-bromo-2-metilciclopentano 
 
 
 
 
 
 1-bromo-3-metilciclobutano 
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Cis-1-bromo-2-metilciclopentano Trans-1-bromo-2-metilciclopentano 
Par de enantiômeros Par de enantiômeros 
 
 
 
 
Cis-1-bromo-3-metilciclobutano Trans-1-bromo-3-metilciclobutano 
ISÔMEROS COM MAIS DE UM CARBONO 
ASSIMÉTRICO – COMPOSTOS CÍCLICOS 
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Cis-1-bromo-3-metilcicloexano 
Trans-1-bromo-3-metilcicloexano 
ISÔMEROS COM MAIS DE UM CARBONO 
ASSIMÉTRICO – COMPOSTOS CÍCLICOS 
 1-bromo-4-metilcicloexano 
 Não tem carbono assimétrico 
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Cis-1-bromo-4-metilcicloexano Trans-1-bromo-4-metilcicloexano 
EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
 1) Escreva todos estereoisômeros possíveis para 
cada composto a seguir: 
a) 2-cloro-3-hexanol 
b) 2-bromo-4-cloroexano 
c) 2,3-dicloropentano 
d) 1,3-dibromopentano 
 
 2) Escreva os estereoisômeros do 1-bromo-3-
clorocicloexano. 
 
 
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COMPOSTOS MESO 
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2,3-dibromobutano 
Por que está faltando um isômero? 
COMPOSTOS MESO 
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Imagem no espelho 
sobreponível 
COMPOSTOS MESO 
 Mesmo que um composto meso tenha um carbono 
assimétrico ele é aquiral devido ter uma imagem 
sobreponível; 
 Todo composto que tem um plano de simetria, ele 
não será opticamente ativo mesmo que tenha um 
carbono assimétrico; 
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Compostos meso 
COMPOSTOS MESO 
 Para reconhecer quando um composto com dois 
carbonos assimétricos tem um estereoisômero que 
é um meso composto verifique se os quatro grupos 
ligados a um carbono assimétrico são idênticos aos 
quatro grupos ligados ao outro carbono 
assimétrico. 
 Um composto que tiver os mesmo quatro grupos 
ligados a dois carbonos assimétrico diferentes terá 
três estereoisômeros: 
 Um meso e dois enantiômeros. 
 
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Composto meso Enantiômeros 
COMPOSTOS MESO – COMPOSTOS CÍCLICOS 
 No caso de compostos cíclicos, o isômero cis será 
o composto meso e o isômero trans existirá como 
enantiômeros. 
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Composto meso Enantiômeros 
Composto meso Enantiômeros 
Cis-1,3-dimetilciclopentano 
Cis-1,2-dibromocicloexano 
Trans-1,3-dimetilciclopentano 
Trans-1,2-dibromocicloexano 
COMPOSTOS MESO – COMPOSTOS CÍCLICOS 
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Confôrmero cadeira Confôrmero bote 
Confôrmero eclipsado Confôrmero alternado 
Se um confôrmero apresenta plano de simetria, os estereoisômeros apresentarão 
um composto meso. 
EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 Quais dos seguintes compostos tem um 
estereoisômero que é um composto meso? 
a) 2,3-dimetilbutano 
b) 3,4-dimetilexano 
c) 2-bromo-3-metilpentano 
d) 1,3-dimetilcicloexano 
e) 1,4-dimetilcicloexano 
f) 1,2-dimetilcicloexano 
g) 3,4-dietilexano 
h) 1-bromo-2-metilcicloexano 
 
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EXERCÍCIO RESOLVIDO 
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Não tem carbono assimétrico 
Tem carbonos assimétricos, porém com quatro grupos diferentes 
nos carbono assimétrico. 
EXERCÍCIO RESOLVIDO 
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Tem carbonos assimétricos com quatro grupos semelhantes 
nos carbonos assimétricos, ou seja, possuem compostos meso. 
EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 Qual dos seguintes compostos são quirais? 
 
 
 
 
 
 
 Para ser quiral a molécula não pode ter plano de 
simetria, portanto, somente o compostos abaixo 
são quirais. 
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
 1) Quais dos seguintes compostos tem um 
estereoisômero como composto meso? 
a) 2,4-dibromoexano 
b) 2,4-dibromopentano 
c) 2,4-dimetilpentano 
d) 1,3-diclorocicloexano 
e) 1,4-diclorocicloexano 
f) 1,2-diclorociclobutano 
 
 
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
a) 1-bromo-2-metilbutano 
b) 1-cloro-3-metilpentano 
c) 2-metil-1-propanol 
d) 2-bromo-1-butanol 
e) 3-cloro-3-metilpentano 
f) 3-bromo-2-butanol 
g) 3,4-dicloroexano 
h) 2,4-dicloropentano 
i) 2,4-dicloroeptano 
j) 1,2-diclorociclobutano 
k) 1,3-diclorocicloexano 
l) 1,4-diclorocicloexano 
m) 1-bromo-2-
clorociclobutano 
n) 1-bromo-3-
clorociclobutano 
 
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2) Desenhe todos os estereoisômeros de cada composto a seguir: 
 
NOMENCLATURA DO SISTEMA R,S DE ISÔMEROS 
COM MAIS DE UM CARBONO ASSIMÉTRICO 
 Para compostos com mais de um carbono 
assimétrico os passos para determinar a 
configuração, se R ou S, do carbono assimétrico 
devem ser aplicados para cada carbono 
individualmente. 
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S 
R 
NOMENCLATURA DO SISTEMA R,S DE ISÔMEROS 
COM MAIS DE UM CARBONO ASSIMÉTRICO 
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ESTEREOISÔMEROS DO 3-BROMO-2-BUTANOL 
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Os enantiômeros possuem configurações opostas nos carbonos assimétricos 
dos dois carbonos. 
Os diastereoisômeros possuem a mesma configuração em um dos carbonos 
assimétricos e configuração oposta no outro. 
ESTEREOISÔMEROS 
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Ácido (2R,3S)-tartárico Ácido (2R,3R)-tartárico Ácido (2S,3S)-tartárico 
Composto meso Par de enantiômeros 
EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 Escreva as fórmulas em perspectiva dos seguintes 
compostos: 
 a) (R)-2-butanol b) (2S,3R)-3-cloro-2-pentanol 
 Solução: 
 a) Primero desenhe o composto , ignorando a 
configuração do carbono assimétrico. Desenhe as ligações em torno do carbono 
assimétrico 26 
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EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 Coloque o grupo de menor prioridade ligado a 
cunha tracejada e o grupo de maior prioridade em 
qualquer outra posição; 
 
 
 
 Escreva o grupo seguinte em prioridade numa 
posição que o sentido da seta indique sentido 
horário para obter o enantiômero R; 
27 
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EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 Coloque o grupo que restou na outra posição. 
 
 
 
 
 b) Primero desenhe o composto , ignorando a 
configuração do carbono assimétrico. 
 
 
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3-cloro-2-pentanol 
EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 Desenhe as ligações em torno do carbono 
assimétrico 
 
 
 
 Coloque os grupos de menor prioridade ligados as 
cunhas tracejadas dos carbonos; 
 
 
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4
 
EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 Para cada carbono assimétrico coloque o grupo de 
maior prioridade de maneira que a seta aponte 
para o sentido horário para configuração R ou anti-
horária para configuração S. 
 
 
 
 
 Coloque os grupos que restaram nas outras 
posições. 
 
 
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4
 
(2S,3R)-3-cloro-2-pentanol 
EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
 1) Desenhe as fórmulas em perspectiva dos seguintes 
compostos: 
a) (S)-3-cloro-1-pentanol 
b) (2R,3R)-2,3-dibromopentano 
c) (2S,3R)-3-metil-2-pentanol 
d) (R)-1,2-dibromobutano 
 2) Por muitos séculos, os chineses têm usado extratos 
de um grupo de ervas conhecido como efedra para 
tratar asma. Os químicos isolaram um composto destas 
ervas que eles denominaram efedrina, um potente 
dilatador da passagem de ar nos pulmões. 
 
 
 
 
 a) Quantos estereoisômeros são possíveis para 
efedrina? 
31 
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Efedrina 
EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
 b) O estereoisômero mostrado abaixo tem 
atividade farmacológica. Qual é a configuração de 
cada carbono assimétrico? 
 
 
 
 3) Dê o nome dos seguintes compostos: 
 
32 
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4
 
REAÇÕES DOS COMPOSTOS QUE CONTÊM 
CARBONO ASSIMÉTRICO 
 Quando um composto que contém um carbono 
assimétrico sofre uma reação, o que acontece com a 
configuração do carbono assimétrico vai depender da 
reação. 
 
 
 
 
 
 
 Se na reação não há quebra de ligação no carbono 
assimétrico a posição relativa dos grupos não muda. 33 
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4
 
(S)-1-cloro-3-metilexano (S)-3-metil1-hexanol 
REAÇÕES DOS COMPOSTOS QUE CONTÊM 
CARBONO ASSIMÉTRICO 
 Cuidado: A posição relativa dos grupos não muda, 
mas, a prioridade dos grupos pode ser alterada. 
 
 
 
 
 
 O produto tem a mesma configuração relativa, 
porém diferente configuração absoluta. 
34 
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(S)-3-metil-3-metilexeno (R)-3-metil-3-metilexeno 
EXERCÍCIO RESOLVIDO 
 (S)-(-)-2-metil-1-butanol pode ser convertido para 
Ácido (+)-2-metilbutanóico sem quebra de ligação 
do carbono assimétrico. Qual a configuração do (-)-
Ácido 2-metilbutanóico? 
 
 
 
 Solução: 
 Sabemos que o ácido (+)-2-metilbutanóico a 
configuração relativa mostrada devido ele ter sido 
formado a partir do (S)-(-)-2-metil-1-butanol sem quebra 
de ligação do carbono assimétrico. Portanto, sabemos 
que Ácido (+)-2-metilbutanóico tem configuração S. 
Então podemos concluir que o Ácido (-)-2-
metilbutanóico tem configuração R. 
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4
 
35 
EXERCÍCIO PROPOSTO 
 O estereoisômero do 1-iodo-2-metilbutano com 
configuração S rotaciona a luz plano polarizada no 
sentido anti-horário. A seguinte reação resulta num 
álcool que rotaciona a luz plano polarizada no 
sentido horário. Qual a configuração do (-)-2-metil-
1-butanol? 
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36 
CONFIGURAÇÃO ABSOLUTA DO 
(+)-GLICERALDEÍDO 
 Até 1951 não se sabia a configuração do (+)-
Gliceraldeído; 
 Por escolha o definiram como enantiômero R; 
 
 
 
 
 
 
 Várias substâncias foram sintetizadas tendo o (+)-
gliceraldeído como referência. 
(R)-(+)-gliceraldeído (S)-(+)-gliceraldeído 
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37 
CONFIGURAÇÃO ABSOLUTA DO 
(+)-GLICERALDEÍDO 
(+)-gliceraldeído Ácido (-)-glicérico (+)-isoserina 
Ácido (-)-3-bromo-2- 
hidroxipropanóico 
Ácido (-)-lático 
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4
 
38 
 Em 1951, J. M. Bijvoet, A. F. Peerdeman e J. van 
Bommel usando cristalografia de raios-X e uma 
técnica conhecida como dispersão anômala e 
determinaram que o sal de sódio e rubídio do ácido 
(+)-tartárico tinha configuração R,R; 
 Com esse experimento eles confirmaram que a 
configuração R assumida para o (+)-gliceraldeído 
estava correta e consequentemente todos os 
compostos que o utilizaram como referência. 
CONFIGURAÇÃO ABSOLUTA DO 
(+)-GLICERALDEÍDO 
(-)-gliceraldeído Ácido (+)-tartárico 
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39 
EXERCÍCIO PROPOSTO 
 Qual a configuração dos seguintes compostos? 
a) Ácido (-)-glicérico 
b) (+)-isoserina 
c) (-)-gliceraldeído 
d) Ácido (+)-lático 
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40 
SEPARAÇÃO DE ENANTIÔMEROS 
 Enantiômeros não podem ser separados por 
técnicas como destilação fracionada ou 
cristalização; 
 Louis Pasteur foi o primeiro a separar 
enantiômeros com sucesso; 
Tartarato de 
Amônio e sódio 
Tartarato de 
Amônio e sódio 
Cristais canhotos Cristais destros 
Rotaciona a luz plano-polarizada 
em sentido horário 
Rotaciona a luz plano-polarizada 
em sentido anti-horário 
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41 
SEPARAÇÃO DE ENANTIÔMEROS 
VIA SÍNTESE 
Ácido-R Ácido-S 
Enantiômeros 
Sal-R,S Sal-S,S 
Diastereoisômeros Diastereoisômeros 
Separação 
Sal-R,S Sal-S,S 
Ácido-R Ácido-S 
Mistura racêmica 
Enantiômeros separados 
Morfina, estricnina e brucina 
são exemplos de bases-S que 
ocorrem naturalmente e são usadas 
Na resolução de misturas racêmicas. 
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42 
 Outra metodologia utilizada para resolução de 
misturas racêmicas é a técnica chamada de 
cromatografia. 
SEPARAÇÃO DE ENANTIÔMEROS 
CROMATOGRAFIA 
Coluna quiral 
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43 
DISCRIMINAÇÃO DOS ENANTIÔMEROS POR 
MOLÉCULAS BIOLÓGICAS - ENZIMAS 
 Enantiômeros possuem as mesmas propriedade 
químicas perante reagentes aquirais; 
 Em relação reagentes ou catalisadores quirais a 
reatividade dos enantiômeros se diferenciam, 
reagindo somente um enantiômero. 
 Enzimas é um exemplo de catalisadores naturais. 
Enantiômero R Enantiômero S 
Enantiômero S 
que não reagiu 
Enantiômero R 
oxidado 
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44 
SÍNTESE ASSIMÉTRICA 
(R)-3-metilexano (S)-3-metilexano 
50% 50% 
Metal complexado 
com molécula 
orgânica quiral 
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45 
RECEPTORES BIOLÓGICOS 
(R)-(-)-carvona (S)-(+)-carvona 
Óleo de hortelã 
Óleo de semente 
de alcavaria 
 Um receptor é uma proteína que se liga a uma molécula 
em particular. 
 Devido um receptor ser quiral ele reconhece um 
enantiômero melhor do que o outro. 
 Receptores localizados nas células nervosas externas 
do nariz podem diferenciar 10.000 tipos de cheiros 
diferentes. 
p
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4
 
46 
RECEPTORES BIOLÓGICOS 
Enantiômero R Enantiômero S 
Ligação no sítio do receptor Ligação no sítio do receptor 
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1
4
 
47 
 Muitos fármacos demonstram sua atividade 
fisiológica se ligando a receptores celulares; 
 Se o fármaco possui um carbono assimétrico, o 
receptor pode se ligar preferencialmente a um 
enantiômero; 
 Enantiômeros podem ter a mesma atividade 
fisiológica, diferentes graus da mesma atividade ou 
atividades muito diferentes. 
RECEPTORES BIOLÓGICOS 
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1
4
 
48 
TALEDOMIDA E SEUS ENANTIÔMEROS 
 Aprovada em 1956 na Europa e Canadá; 
 O isômero dextrorrotatório é um forte sedativo; 
 Vendido na forma racêmica; 
 O isômero levorrotatório é teratogênico; 
 O isômero dextrorrotatório é levemente 
teratogênico e racemiza in vivo; 
 Aprovado recentemente, sob restrições, para o 
tratamento de lepra e melanomas. 
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1
4
 
49 
GRATIAM AUDIENTIBUS 
 
 
 
 SDG 
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1
4
 
50