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[04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA II João Paulo Noronha 1 04.ESTEREOQUÍMICA – EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1. Defina: a. estereoisómero; b. enantiómeros; c. diastereoisómero; d. isómeros conformacionais (confórmeros); e. quiralidade. 2. Apresentar um exemplo de molécula quiral e uma molécula aquiral. 3. Quais são as operações de simetria que podem mostrar que uma molécula é quiral ou aquiral. 4. Todas as moléculas a seguir representadas possuem a fórmula molecular C5H12O? Quais delas são quirais? 5. Quais das seguintes moléculas são quirais e, portanto, capazes de existir como enantiómeros? a. 1,3-diclorobutano b. 1,2-dibromopropano c. 1,5-dicloropentano d. 3-etilpentano 6. Algumas das moléculas seguintes possuem estereocentros, outras não. Escreva fórmulas tri- dimensionais para os enantiómeros das moléculas que possuem estereocentros. a. 2-propanol b. 2-metilbutano c. 2-clorobutano d. 2-metil-1-butanol e. 2-bromopentano f. 3-metilpentano g. 3-metil-hexano h. 1-cloro-2-metilbutano 7. Escreva as fórmulas tri-dimensionais e mostre o plano de simetria em todas as moléculas aquirais do problema anterior. 8. Atribua as designações (R) e (S) para cada par de enantiómeros dados como resposta no problema 6. [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA II João Paulo Noronha 2 9. Liste os substituintes em cada um dos conjuntos abaixo em ordem de prioridade CIP, do maior para o menor. a. -Cl, -OH, -SH, -H b. -CH3, -CH2Br, -CH2Cl, -CH2OH c. -H, -OH, -CHO, -CH3 d. –CH(CH3)2, -C(CH3)3, -H, -CH=CH2 e. -H, -N(CH3)2, -OCH3, -CH3 10. Ordenar por ordem decrescente de prioridade (CIP) cada série de grupos substituintes seguintes: a. metilo; bromometilo; etilo. b. 2-metilpropilo; 1-metiletilo; ciclo-hexilo. c. butilo; 1-metilpropilo; 2-metilpropilo; 1,1-dimetiletilo. d. etilo; 1-cloroetilo; 1-bromoetilo; 2-bromoetilo 11. Qual é a configuração absoluta das moléculas seguintes: 12. Indique a configuração absoluta para as seguintes moléculas: 13. Desenhe as projeções de Fischer para as moléculas quirais do exercício 4. 14. Para cada par de estruturas que segue, indique qual dos dois compostos são idênticos ou enantiómeros. [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA II João Paulo Noronha 3 15. Coloque as estruturas que seguem na projeção de Fischer; depois atribua a configuração absoluta, R/S de cada estereocentro. 16. Desenhe as estruturas de todos os dimetilciclobutanos. Especifique quais são quirais e mostre os planos de simetria para os aquirais. 17. Desenhe todos os estereoisómeros do 2,4-dibromo-3-cloropentano. 18. Quais são as relações estereoquímicas (idênticos, enantiómeros ou diastereoisómeros) das quatro moléculas a seguir representadas? Determine a configuração absoluta de cada centro estereogénico. 19. Desenhe a estrutura dos compostos a seguir mencionados representando o anel na forma planar. Quais são quirais? Quais são meso? Indique a localização do plano de simetria em cada composto meso. a. cis-1,2-Diclorociclopentano e seu isómero trans b. cis-1,3-Diclorociclopentano e seu isómero trans c. cis-1,2-Diclorociclo-hexano e seu isómero trans d. cis-1,3-Diclorociclo-hexano e seu isómero trans 20. Os aminoácidos isoleucina e aloisoleucina estão representados abaixo nas suas conformações alternadas. Escreva as projeções de Fischer de cada molécula. Estes compostos são enantiómeros ou diasteroisómeros? [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA II João Paulo Noronha 4 21. Cada uma das reações a seguinte é realizada e os seus produtos são separados cuidadosamente por destilação fracionada ou recristalização. Para cada reação diga quantas frações serão recolhidas. Desenhe as fórmulas estereoquímicas de cada composto (ou compostos) em cada fração, e atribua as configurações R/S de cada um. Mencione se a fração irá apresentar atividade óptica. a. Monocloração do Cloreto de (R)-sec-butilo a 300oC. b. Monocloração do Cloreto de sec-butilo racémico a 300oC 22. Quais dos compostos abaixo representados não são compostos meso? 23. A reação abaixo poderia ser usada para correlacionar a configuração absoluta? 24. A epinefirina (ou adrenalina) natural, [ ]D25= -50 o, é usada para fins médicos. O seu enantiómero é tóxico. Tem uma solução que contém 1 g de epinefirina em 20 mL de líquido, mas a pureza ótica não é especificada no rótulo. Ao colocar a solução no tubo de amostra (10 cm) de um polarímetro e observa uma rotação de -2,5o. Qual é a pureza óptica da amostra? Esta amostra é segura para se utilizar para fins médicos? 25. Indicar o plano de simetria e eixo de simetria para a água e para o diclorometano 26. Indicar um exemplo de molécula sem plano de simetria e sem eixo de simetria (Assimétrica) 27. Indicar um exemplo de molécula sem plano de simetria e com eixo de simetria (Dissimétrica) [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA II João Paulo Noronha 5 28. Indicar, quando for o caso, o centro quiral, o plano de simetria, o centro estereogénico, molécula quiral dos compostos seguintes: 29. Desenhe a projeção de Fischer para as seguintes moléculas: 30. Desenhe a projeção de Fischer para as moléculas seguintes e a partir destas, a projeção estendida: 31. Preencha a tabela seguinte: Composto PM observado concentração específico A ................... 32,6º 7/10 cm3 B 115 1 mol/L -72,5º C 745 0,01 mol/L -2,1º D 127 0,56 mol/L -27,3º 32. Qual o obs. para uma solução de 20% de 2-cloro-2-feniletano com específico de –49,2º e 80% do seu enantiómero. [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA II João Paulo Noronha 6 33. Desenhar a imagem das estruturas abaixo e indicar a configuração absoluta dos estereocentros. 34. Indicar qual a relação entre a estrutura 1 e as estereorepresentações seguintes: 35. Indicar se as estruturas seguintes são enantiómeros, diasterioisómeros ou idênticas e representar em forma estendida: 36. São confórmeros, diastereoisómeros e ou enantiómeros? 37. Indicar a relação entre as estruturas e representa-las na forma estendida: a. (2R,4S)-2-bromocloropentano e (2R,4R)-2-bromocloropentano b. (2R,4R)-2,4-dibromopentano e meso-2,4-dibromopentano [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA II João Paulo Noronha 7 38. Quais dos compostos seguintes são meso? 39. Assumindo que as medidas foram efetuadas num polarímetro com tubo de amostra de 10 cm de comprimento: a. Solução de 0,4 g de 2-Butanol em 10 mL de água apresentou um obs = - 0,56º. Qual é o valor de [ ]? b. A Sacarose apresenta [ ] = +66,40º. Qual a rotação óptica observada de uma solução contendo 3 g em 10 mL de água? c. A Epinefrina natural tem [ ] = -50º para uso medicinal. Uma farmácia enviou uma amostra para ser analisar de uma solução contendo 1 g/20 mL de líquido. Efectuou-se a análise polarimétrica obtendo obs = -2,5º. Qual a pureza da amostra? É seguro seu uso? d. O Glutamato monossódico (MSG) puro tem [ ] = +24º é um eficiente intensificador do sabor e tem configuração S. Escrever a estrutura do enantiómero S. A amostra adquirida comercialmente apresentou obs = -16º. Qual a percentagem de S e R nesta amostra? Qual o excesso enatiomérico, ee? e. E uma amostra com obs = +16º. Qual a percentagem de S e R nesta amostra? Qual o excesso enatiomérico, ee? 40. Colocar os grupos seguintes em ordem crescente de prioridade de acordo com as Regras de Precedência (CIP):-CH=CH2 , -C CH , - C N , -CH2I, -COH , -COOH, -CH2NH2, -CONH2 41. Indicar os compostos seguintes como eritro ou treo: 42. Qual a configuração absoluta, e qual o enantiómero de cada um dos compostos seguintes? [04. ESTEREOQUÍMICA] QUÍMICA II João Paulo Noronha 8 43. Atribuir a configuração absoluta aos seguintes compostos: 44. Indicar: a. A relação entre as 4 estruturas. b. Se o p.e. de I = 98º/15 mmHg, qual o p.e. de II? c. Se III = + 8,7º, qual será o de I? e o de IV? d. Quais as propriedades físicas do composto treo? Transformar a estrutura de Fischer (I) para estrutura estendida 45. Quais são opticamente ativos? a. Mistura 1:1 de C+D b. Qual é o meso, o treo ou eritro ? c. Qual a relação entre o par treo e entre eritro e treo ?