Estereoisômeros

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Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Departamento de Química 1 
Tópicos Específicos em Estereoquímica 
Profa. MAM Maciel 
 
 
ESTEREOISÔMEROS 
 
São isômeros que diferem na posição especial de átomos ou grupo de átomos, classificam-se em 
Enantiômeoros ou Diastereoisômeros. 
 
Enantiômeros: são estereoisômeros cujas moléculas em um espelho plano são imagens especulares (não 
sobreponíveis) e resultam exclusivamente de quiralidade. Se relacionam como objeto imagem. 
 
Diastereoisômeros: são estereoisômeros cujas moléculas NÃO são imagens especulares e resultam de 
quiralidade ou de isomerismo geométrico (ou isomerismo cis/trans). 
 
Subdivisão de Isômeros 
 
 
 
Todo estereoisômero do tipo enantiomérico é um isômero ótico, no entanto, nem todo isômero ótico é um 
enantiômero. Pode ser oticamente ativo e representar um isômero do tipo diastereoisomérico. 
 
 
 
 
 
CHO
C2H5
H OH
Cl H
A
CHO
C2H5
H OH
H Cl
B
H
C O
HOH
Cl H
C H ClO
H
H OH
 
 
 
A e B Não são a mesma molécula, há quebra de ligação. 
Houve troca de grupos em que dois átomos giraram em 
180º com quebra de ligação. 
Desta forma, os grupos CHO e R (ClCHC2H5) foram 
fixados e o giro ocorreu fora do plano do papel, 
desrespeitando a regra de Fischer. 
A e B Não se correlacionam como objeto imagem, 
representam um par diastereoisomérico que resulta de 
quiralidade. 
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Isomeria Geométrica 
Trata-se de um tipo de diastereoisômero cuja existência se deve a rotação impedida em torno de ligações 
C-C. Podendo ser observada em sistemas insaturados (alcenos) ou sistemas cíclicos. 
 
 
C
Cl
H
C
Cl
H
cis-1,2-dicloro eteno
C
Cl
H
C
H
Cl
trans-1,2-dicloro eteno
( A ) ( B )
 
 
 
H H
CH3 CH3
CH3 H
CH3H
A B
 
 
 
 
 
Isômeros Óticos 
Os isômeros óticos que possuem um ou mais de um centro quiral, em que um é a imagem especular do 
outro (se correlacionam como objeto imagem) são chamados de Enantiômeros (ou antípodas óticos ou 
isômeros óticos). 
 
Os estereoisômeros do tipo enantiômeros possuem todas as propriedades físicas e químicas iguais, com 
exceção do desvio do plano da luz polarizada. Desta forma, a reatividade química, solubilidade, pontos de 
fusão e ebulição, densidade da amostra, índice de refração, bem como fenômenos de absorção e adsorção 
(cromatografia por exemplo), são idênticos para ambos os isômeros. Não se pode, por isso, separar 
facilmente um isômero do outro. Por esta razão, é comum tê-los misturados como produtos de processos 
de isolamento (proveniente de fontes naturais) ou de produção sintética. Geralmente se utilize 
metodologia de Cromatografia Líquida de Alta Resolução-CLAR (HPLC) com coluna quiral. 
 
Uma substância é dita ser oticamente pura quando existe apenas um dos seus Enantiômeros (+) ou (-). Se 
o estereoisômero resulta de quiralidade e encontra-se em uma mistura estereoisomêrica, tem-se uma 
mistura epimérica, em que um dos grupos do carbono quiral encontra-se α e β-orientados. 
 
Quando em uma mistura enantiomérica a proporção dos isômeros for diferente de 50%, o desvio do plano 
da luz polarizada sera desviada no sentido daquele isômero que tiver o maior percentual. 
 
Se na mistura os estereoisômeros estiverem em proporção equivalente (50% para cada um deles) tem-se 
então, um RACEMATO (uma mistura racêmica). Neste caso, há uma compensação dos sinais de rotação 
do plano da luz polarizada e a resultante dos sinais (+) e (-) será zero, já que os desvios contrários têm o 
mesmo valor absoluto. 
 
Um racemato Não é oticamente inativo, já que é formado por uma mistura de substâncias oticamente 
ativas. No entanto, os estereoisômeros do tipo MESOISÔMEROS são oticamente inativos, porque na 
mesma molécula, um centro quiral compensa o outro. 
 
Pode-se reconhecer um mesoisômero fazendo-se uma linha imaginária entre os carbonos quirais, como se 
fosse um espelho, se as partes separadas forem iguais corresponderão a imagem especular (uma parte se 
correlaciona com a outra como objeto imagem). 
 
 
 
 
 
A e B são isômeros que apresentam os seus 
átomos ligados em uma mesma ordem, no entanto, 
diferem no arranjo espacial. 
São diastereoisômeros que resultam de isomeria 
geométrica. 
A: cis-1,2-dimetil-ciclopentano B: isômero trans 
A e B são semelhantes quanto a ordem de ligação dos 
átomos, no entanto, diferem por um único arranjo 
tridimencional. São diastereoisômeros (resultam de 
quiralidade), ou seja, a configuração espacial entre A e B 
é diferente para um dos carbonos. 
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CO2H
CH2
CO2H
H CH3
H CH3
CO2 H CO2 H
H CH3 H CH3
C2H5
CH2
CH2
C2H5
CH3 Cl
CH3 Cl
CH3
Cl CH3
Cl
A
B
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CH3
CO2H
OH H
CH3
OHH
CO2H
A B
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Regras de Nomenclatura R e S 
Utiliza-se a notação R e S como nomenclatura da configuração absoluta que revela a real disposição dos 
átomos em torno do centro quiral. A notação R e S vem antes dos sinais (+) e (-) da rotação específica. 
Para atribuição da notação R e S utiliza-se a representação de cunha em que dois dos grupos do carbono 
quiral estão no plano do papel (plano 2D) e os outros dois estão α ou β-posicionados (abaixo e acima do 
plano, respectivamente). 
1- Cada átomo ligado diretamente ao carbono quiral recebe um número de prioridade; são 
numerados na ordem decrescente de número atômico. Ao número atômico sequencialmente mais 
elevado, se dá a prioridade 2 (e assim por diante). Em caso de empate, verifica-se o número 
atômico do segundo átomo que passa a ser determinante de prioridade. Ligações duplas e triplas 
são consideradas como se os seus ligantes fossem duplicados. 
A: L-(+)-ácido láctico 
 
B: D-(-)-ácido láctico 
Não há nenhuma relação entre o sinal de rotação (+) e (-) e 
a simbologia configuracional L e D. É uma nomenclatura 
própria para a projeção de Fischer, indica apenas se o grupo 
funcional (ou o grupo de maior peso molecular) está 
posicionado à direita (D) da forma de Fischer ou á esquerda 
(L). Os sinais de rotação (+) e (-), indicam que a molécula 
é destrógera (+) ou levógera (-). Em uma mistura epimérica 
tem-se uma mistura dos isômeros destrógeros e levógeros. 
As moléculas A e B são quirais, não há elemento de simetria em volta do centro quiral. 
Em um espelho plano, A e B são a imagem especular um do outro, se correlacionam 
como objeto imagem. Tem-se um par de enatiômeros do tipo estereoisomérico (são 
isômeros óticos). Se estiverem em mistura em proporção diferentes serão uma mistura 
epimérica. Serão isômeros óticos puros quando existirem separadamente. Poderão vir a 
ser um racemato (oticamente ativo) se estiverem em proporção equivalente (50% decada um). 
A presença de centros quirais, portanto, não é necessária e 
nem suficiente para a molécula ser oticamente ativa. 
 
Mesocompostos apesar de terem centros quirais são 
oticamente inativos. 
 
Diastereoisômeros que resultam de geometria cis-trans não 
são quirais e são oticamente ativos. 
 
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 CH3
C2 H5
H OH
Projeção de Fischer
2-butanol
CH3 fixo
giro de 180o no plano
CH3
OH
C2H5 H
AAAA BBBB
A e B são a mesma molécula, já que efetuou-se um giro permitido
 pelas regras de Fischer
CH3
C2H5
H
OH
12
3
R-2-butanolR-2-butanolR-2-butanolR-2-butanol
CH3
C2H5
OHH
CH3
C2H5
HO Hgiro de 180o 
fora do plano
2 grupos fixos
A e C NãoNãoNãoNão são a mesma molécula, já que efetuou-se um giro não permitido
 pelas regras de Fischer ( ocorre quebra de ligação)A e C são um par de enantiômeros se correlacionam como objeto imagem
CCCC
3
21
CH3
C2H5
H
HO
S-2-butanolS-2-butanolS-2-butanolS-2-butanol
A Cenantiômero R enantiômero S
 
 
 
 
12
33
21
HO H OHH
1 2
são um par de enantiômeros se
 correlacionam como objeto imagem
CH3
HO
H
SSSS
OH
HCH3
RRRR
A,B e 2 são a mesma molécula
( RRRR-2-butanol)
C e 1 são a mesma molécula
( SSSS-2-butanol)
 
 
 
 
 
 
 
2- Estabelecida a numeração, o grupo de menor 
prioridade (menor número atômico) fica 
posicionado para trás do plano (α-posicionado). 
 
3- Traça-se um círculo unindo os grupos partindo 
da maior prioridade para a menor. Se a direção da 
união indicar sentido horário, a notação é R, se 
indicar rotação anti-horário é S. 
 
Não há nenhuma relação entre a designação R ou 
S com os sinais da rotação ótica (+) e (-). 
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são um par de enantiômeros se
 correlacionam como objeto imagem
Br
Br
representação planar
Br
Br
H
H
representação tridimensional
2 centros quirais
( 8 possibilidades estereoisoméricas)
Br
Br
H
H BrH
BrH
2S, 3S
2R, 3R
2
H
H
Br
Br Br
Br
H
2R, 3R 2S, 3S
3
H
2
Br
H
H
Br
Br
Br
H
H
2S, 3R 2R, 3S
3
4 pares de enantiômeros
4 pares de diastereoisômeros
2
H
Br
Br
H
Br
Br
2R, 3S 2S, 3R
3
H
H
 
 
De maneira geral, com relação aos compostos quirais quatro tipos de comportamentos diferentes podem 
ser observados: 
1- A atividade biológica existe em apenas um dos enantiômeros (puro) e o outro não afeta em nada. 
2- O par de enantiômeros apresenta atividade farmacológica quantitativa e qualitativa idênticas. 
3- A atividade é qualitativamente idêntica e quantitativamente diferente. 
4- A atividade é qualitativamente diferente: um é biologicamente ativo sem causar efeitos adversos 
e o outro é tóxico. 
 
 
 
 
 
 
 
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N
O
O
N
H
H
O
( S) - ( -) -talidomida
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Regras de Nomenclatura E, Z 
 
1- Os grupos ligados a cada carbono da dupla ligação devem ser colocados em ordem de prioridade. 
Terá maior prioridade o ligante de menor número atômico. 
2- Em caso de empate, verifica-se o número atômico dos demais átomos deste ligante. 
 
A maior parte dos compostos olefínicos (alcenos) que se designa cis são Z; do mesmo modo, os que 
são trans, são designados E. No entanto, para alcenos tri ou tetra substituídos por grupos diferentes, 
os termos cis e trans não se aplicam, já que é impossível decidir se a molécula é cis ou trans uma 
vez que não há grupos iguais ligados a cada átomo de carbono olefínico. 
 
Me Me
H H
cis-2-buteno
( Z) -2-buteno
Me H
H C3H7
trans-2-hexeno
( E) -2-hexeno
( E) -1-bromo-1,2-dicloro-etenocis-1-bromo-1,2-dicloro-eteno
Cl Cl
H Br
Cl Br
H
trans-1-bromo-1,2-dicloro-eteno(
Z) -1-bromo-1,2-dicloro-eteno
Cl
Cl F
Br H
( E) -1-bromo-1-cloro-2-fluor-eteno
 
 
 
Antes dos anos de 1960 as diferenças nas atividades biológicas dos racematos e 
enantiômero puro,eram praticamente ignoradas. 
 
Um dos incidentes mais significantes foi a introdução (em 1961, na Europa) do 
racemato (±) de uma substãncia bioativa chamada talidomida, utilizada como sedativo 
e anti-náusea. O uso por pessoas gestantes mostrou que apenas um dos enantiômeros 
apresentava as atividades biológicas descriminadas, o outro foi responsável pela 
deficiência em vários fetos. 
 
A atividade biológica deste fármaco é qualitativamente diferente. Apesar deste e de 
outros incidentes, só em 1988 os fármacos quirais receberam explicitamente (nas 
embalagens dos medicamentos) informações sobre a composição enantiomérica de 
substâncias quirais.