isômeros e enantiômeros

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Bem vindo à aula 03 – isômeros e enantiômeros 
Professor Vinícius Pianta
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O ciclo-hexano: um cicloalcano livre de tensão
A conformação em cadeira do ciclo-hexano é livre de tensão
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Vista da conformação cadeira do ciclo-hexano ao longo das ligações C-C. Note o arranjo em oposição de todos
os substituintes.
O ciclo-hexano também tem outras conformações menos estáveis
O ciclo-hexano também assume outras conformações menos estáveis. Uma delas é a forma bote, na qual os carbonos 1 e 4 afastam-se do plano do anel no mesmo sentido 
Uma razão para essa diferença é a conformação em coincidência dos oito átomos de hidrogênio da base do bote. 
Outra razão é o impedimento estérico decorrente da proximidade entre os dois hidrogênios internos da forma bote. 
Este efeito é um exemplo de tensão transanelar, isto é, a tensão resultante da aproximação de dois grupos do mesmo anel
O ciclo-hexano tem hidrogênios axiais e equatoriais
O modelo do ciclo-hexano na conformação cadeira mostra que a molécula tem dois tipos de hidrogênio. As seis ligações carbono-hidrogênio paralelas ao eixo principal da molécula são chamadas de axiais.
As outras seis ligações são quase perpendiculares ao eixo principal e estão próximas do plano equatorial, sendo chamadas de equatoriais.
COMO DESENHAR????
Adicione as ligações axiais como linhas verticais apontando para baixo em C1, C3 e C5, e para cima em C2, C4 e C6. Em outras palavras, as ligações axiais se alternam para cima e
para baixo.
Desenhe as duas ligações equatoriais em C1 e C4 de modo que elas façam um pequeno ângulo com a horizontal, apontando para cima em C1 e para baixo em C4, e estejam paralelas às ligações entre C2 e C3 (ou entre C6 e C5).
Esta regra é a mais difícil de seguir: adicione as ligações equatoriais restantes de C2, C3, C5 e C6, deixando-as paralelas à ligação COC afastada por um carbono, como mostrado a seguir.
No cis-1,4-dimetil-ciclo-hexano, ambas as formas cadeira têm um substituinte axial e outro equatorial, logo, elas também têm a mesma energia.
Por outro lado, o isômero trans pode existir em duas conformações cadeira diferentes: uma com os dois grupos metila axiais (diaxial), e a outra, com os dois grupos metila equatoriais (diequatorial).
A ligação de um grupo metila aponta para baixo, e a do outro, para cima. Elas são trans (isto é, estão de lados opostos do anel), independentemente da conformação.
As ligações dos grupos metila apontam para baixo, logo, são cis (isto é, estão no mesmo lado), independentemente da
conformação.
Já no cis-1-fluoro-4-metil-ciclo-hexano.....
os dois grupos competem pela posição equatorial, com o grupo metila, que é maior, dominando o substituinte flúor.
Desenhe as duas conformações em cadeira deste composto. Qual delas é a mais estável?
Estereoisômeros - Isômeros geométricos
Nos estereoisômeros, as moléculas tem a mesma conectividade, mas os átomos tem arranjos diferentes no espaço. Uma das classes de estereoisômeros é a dos isômeros geométricos, nos quais os átomos tem arranjos diferentes em cada lado de uma ligação dupla ou acima e abaixo do anel de um ciclo-alcano Os isômeros geométricos de moléculas orgânicas são distinguidos pelos prefixos cis- e trans-. 
A isomeria é relacionada na parte (a) às posições de dois grupos em relação a uma ligação dupla e na parte (b) à posição dos dois grupos, acima e abaixo de um anel. Observe que os vizinhos de cada átomo em cada par de isômeros são os mesmos, porém o arranjo dos átomos no espaço é diferente.
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Moléculas quirais
O que faz existirem moléculas que são imagens no espelho umas das outras mas que não se superpõem?
A reação ocorre principalmente em um dos carbonos secundários para dar o 2-bromo-butano. Um modelo molecular do reagente parece indicar que a substituição de qualquer um dos dois hidrogênios do carbono secundário por bromo gera somente uma forma de 2-bromo-butano
Moléculas quirais não são superponíveis em suas imagens no espelho
Observe mais atentamente os 2-bromo-butanos obtidos pela substituição de cada um dos hidrogênios de metileno por bromo. As duas estruturas resultantes não se superpõem e, portanto, não são IDÊNTICAS. 
As duas moléculas têm uma relação de objeto e imagem no espelho e a conversão de uma na outra requer a quebra de ligações. Dizemos que uma molécula que não se superpõe a sua imagem no espelho é quiral. Cada um dos isômeros do par objeto/imagem no espelho é chamado de enantiômero
Contrastando com as moléculas quirais, como o 2-bromo-butano, diz-se que uma molécula
que se superpõe a sua imagem é aquiral. 
Todos os exemplos de moléculas quirais apresentados têm um átomo ligado a quatro grupos
substituintes diferentes. Este tipo de átomo é chamado de átomo assimétrico (por exemplo,
carbono assimétrico) ou um centro quiral. Centros deste tipo são, às vezes, marcados com um
asterisco. Moléculas com um centro quiral são sempre quirais. 
Atividade óptica
Um enantiômero que desvia o plano da luz polarizada no sentido horário, com o observador estando de frente para a fonte de luz, é chamado de DEXTRÓGIRO (dexter, do latim, direita) e o composto é arbitrariamente designado como enantiômero. O outro enantiômero desvia o plano da luz polarizada no sentido anti-horário e é chamado de LEVÓGIRO (laevus, do latim, esquerda). 
Essa interação especial com a luz é a ATIVIDADE ÓPTICA e os enantiômeros são frequentemente chamados de ISÔMEROS ÓPTICOS.
Configuração R e S
O primeiro passo é ordenar os quatro substituintes em ordem de prioridade decrescente, de acordo com as regras dadas a seguir. 
O substituinte a tem a maior prioridade, b, a segunda maior, c a terceira, e d, a menor prioridade.
A seguir, posicionamos a molécula de modo que o substituinte de menor prioridade esteja o mais longe possível do Observador.
Este processo resulta em dois (e apenas dois) possíveis arranjos para os substituintes restantes. Se a progressão decrescente dos substituintes a, b, c estiver no sentido anti- -horário, a configuração do centro quiral é chamada de S (sinister, do latim, esquerda). Por outro lado, se a progressão estiver no sentido horário, o centro é chamado de R (rectus, do latim, direita).
Por exemplo, um substituinte etila tem prioridade sobre metila. Por quê? No ponto de ligação com o centro quiral, cada substituinte tem um átomo de carbono de igual prioridade. Entretanto, continuando a partir desse centro, a metila tem somente átomos de hidrogênio, mas a etila tem um átomo de carbono (de maior prioridade).
No entanto, 1-metil-etila tem prioridade sobre etila, porque no grupo etila o primeiro carbono está ligado somente a outro carbono, mas em 1-metil-etila ele está ligado a dois. De modo semelhante, 2-metil-propila tem prioridade maior do que butila e menor do que 1,1-dimetil-etila.
Lembre-se de que a decisão da prioridade é feita no primeiro ponto de diferença ao longo das cadeias substituintes semelhantes. Uma vez resolvido este ponto, a constituição do resto da cadeia é irrelevante.
Durante o processo, ao chegar a um átomo da cadeia em que ocorre ramificação, escolhemos a ramificação que tem maior prioridade. Quando dois substituintes têm ramificações semelhantes, determina-se a prioridade de cada elemento das cadeias até que ocorra uma diferença.
De acordo com as regras, Br é a, CH2CH3 é b, CH3 é c e H é d, conforme mostrado na estrutura B.
Projeções de Fischer
Uma projeção de Fischer é uma forma simplificada de representar os átomos de carbono tetraédricos e seus substituintes em duas dimensões. Nesse método, a molécula é desenhada na forma de cruz, com o átomo central no ponto de interseção. As linhas horizontais representam as ligações que estão na direção do observador, e as linhas verticais, as ligações que se afastam do observador. As estruturas em linhas tracejadas e em cunhas devem ser arranjadas desta forma para facilitar sua conversão para projeções de Fischer.
A rotação de uma projeção de Fischer pode ou não mudar aconfiguração absoluta
A troca dos substituintes em uma projeção de Fischer também muda a configuração absoluta
ENANTIÔMERO (-) – DESVIA O PLANO NO SENTIDO ANTI-HORÁRIO
E SUA IMAGEM ESPECULAR (+) DESVIA O PLANO NO SENTIDO HORÁRIO
MISTURA RACÊMICA
 
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 fill:#FFFFFF; 
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 fill:#FFE699; 
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.MsftOfcResponsive_Fill_ff0000 {
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