estereoquimica_2010-2

ESTEREOQUESTEREOQUÍÍMICAMICA

Prof. Dr. Prof. Dr. RogerioRogerio LouregaLourega

IntroduIntroduççãoão

•• MolMolééculas culas QuiraisQuirais

•• aaaa não são não são superponsuperponííveisveis com as suas com as suas imagens especulares.imagens especulares.

22

Isomerismo: Isômeros Isomerismo: Isômeros Constitucionais e Constitucionais e EstereoisômerosEstereoisômeros•• IsômerosIsômeros

•• Diferentes compostos que possuem a Diferentes compostos que possuem a mesma fmesma fóórmula molecularrmula molecular

•• Isômeros ConstitucionaisIsômeros Constitucionais

•• Possuem a mesma fPossuem a mesma fóórmula molecular, rmula molecular, mas diferentes conectividades, mas diferentes conectividades, significando que seus significando que seus áátomos estão tomos estão conectados em uma ordem diferente.conectados em uma ordem diferente.

33

Isomerismo: Isômeros Isomerismo: Isômeros Constitucionais e Constitucionais e EstereoisômerosEstereoisômeros

44


•• Os Os estereoisômerosestereoisômeros não são isômeros não são isômeros constituicionaisconstituicionais, pois possuem seus , pois possuem seus áátomos ligados tomos ligados ligadosligados na mesma na mesma sequênciasequência (mesma constitui(mesma constituiçção), mas ão), mas diferem no arranjo de seus diferem no arranjo de seus áátomos tomos noespanoespaççoo..

•• Lembrar: As formas Lembrar: As formas CisCis e e TransTrans de de alcenosalcenos e das mole das molééculas cculas cííclicas clicas substitusubstituíídas são das são estereoisômerosestereoisômeros..

55


•• Isômeros Isômeros CisCis / Trans/ Trans

66


77

EnantiômerosEnantiômeros e Mole Molééculas culas QuiraisQuirais

•• SSóó ocorrem em molocorrem em molééculas culas quiraisquirais..

•• MolMoléécula cula QuiralQuiral �� MolMoléécula que não cula que não éé

superponsuperponíívelvel com a sua imagem.com a sua imagem.

•• A molA moléécula cula quiralquiral e sua imagem e sua imagem

especular são chamadas de um especular são chamadas de um par de par de

enantiômerosenantiômeros. A rela. A relaçção entre elas ão entre elas éé

definida como definida como enantiomenantiomééricarica..

88

EnantiômerosEnantiômeros e e MolMolééculas culas QuiraisQuirais

•• As molAs molééculas que são culas que são superponsuperponííveisveis com com suas imagens especulares são suas imagens especulares são aquiraisaquirais..

99


•• InterconvertendoInterconvertendo--sese quaisquer 2 grupos quaisquer 2 grupos no no áátomo tetratomo tetraéédrico que contdrico que contéém 4 grupos m 4 grupos diferentes, convertediferentes, converte--se 1 se 1 enantiômeroenantiômero no no outro. outro.

•• Analisando o 2Analisando o 2--butanol, observabutanol, observa--se a se a interconversãointerconversão de 2 grupos no C2, o C2 de 2 grupos no C2, o C2 ééum exemplo de um um exemplo de um carbono carbono

estereogênicoestereogênico..

1010


•• Carbono Carbono EstereogênicoEstereogênico

•• ÁÁtomo de carbono contendo grupos de tal tomo de carbono contendo grupos de tal natureza que uma natureza que uma interconversãointerconversão de de quaisquer 2 grupos produzirquaisquer 2 grupos produziráá um um estereoisômeroestereoisômero..

•• OBSOBS

•• Nem todos os carbonos Nem todos os carbonos estereogênicosestereogênicossão tetrasão tetraéédricos.dricos.

1111


•• A A quiralidadequiralidade éé uma propriedade uma propriedade geomgeoméétrica que impregna e afeta todas as trica que impregna e afeta todas as partes de uma molpartes de uma moléécula cula quiralquiral..

•• Ex.:Ex.: 22--butanolbutanol, todos os , todos os áátomos estão em tomos estão em um ambiente um ambiente quiralquiral e, todos são e, todos são chamados de chamados de quirotquirotóópicospicos..

•• O C2 do 2O C2 do 2--butanol butanol éé chamado de chamado de Carbono Carbono EstereogênicoEstereogênico..

1212


•• Os Os áátomos do tomos do ciscis e e transtrans--1,21,2--dicloroetenodicloroeteno

são exemplos de carbonos são exemplos de carbonos

estereogênicosestereogênicos trigonaistrigonais planos (neste planos (neste

caso caso éé produzido um produzido um estereoisômeroestereoisômero

chamado de chamado de diastereoisômerodiastereoisômero).).

•• Ref.:Ref.: MislowMislow, K; , K; SiegelSiegel, J. J. , J. J. AmAm. . ChemChem. Soc. 1984, . Soc. 1984,

106, 3319106, 3319--33283328

1313


•• Se todos os Se todos os áátomos tetratomos tetraéédricos em uma dricos em uma

molmoléécula têm 2 ou mais grupos ligados cula têm 2 ou mais grupos ligados

que são iguais, a molque são iguais, a moléécula não tem um cula não tem um

áátomo de carbono tomo de carbono estereogênicoestereogênico ––

MolMoléécula cula AquiralAquiral

1414


1515


1616

Testes para Testes para QuiralidadeQuiralidade: Planos de : Planos de SimetriaSimetria

•• A melhor maneira de determinar a A melhor maneira de determinar a

quiralidadequiralidade éé construir modelos da construir modelos da

molmoléécula e de sua imagem especular e cula e de sua imagem especular e

então determinar se elas são então determinar se elas são

superponsuperponííveisveis..

•• Uma Uma molmoléécula não sercula não seráá quiralquiral se se possuir possuir

um plano de simetriaum plano de simetria..

1717

Testes para Testes para QuiralidadeQuiralidade: Planos de : Planos de

SimetriaSimetria

•• Plano de Simetria ou Plano EspecularPlano de Simetria ou Plano Especular

•• Plano imaginPlano imagináário que divide uma rio que divide uma

molmoléécula de tal forma que as 2 metades cula de tal forma que as 2 metades

da molda moléécula são imagens especulares cula são imagens especulares

uma da outra.uma da outra.

1818

Testes para Testes para QuiralidadeQuiralidade: : Planos de SimetriaPlanos de Simetria

• A A Figura AFigura A –– A molA moléécula contem plano de cula contem plano de simetria simetria –– AquiralAquiral..

•• A A Figura BFigura B –– A molA moléécula não contem cula não contem plano de simetria plano de simetria –– QuiralQuiral..

Nomenclatura dos Nomenclatura dos EnantiômerosEnantiômeros: : R ou SR ou S

•• Determinado por Determinado por CahnCahn, , IngoldIngold e Prelog.e Prelog.

•• R (R (RectusRectus))

•• S (S (SinisterSinister))

•• RegrasRegras

•• 1. Em cada um dos 4 grupos ligados ao 1. Em cada um dos 4 grupos ligados ao carbono carbono estereogênicoestereogênico éé assinalada uma assinalada uma prioridade (com base no prioridade (com base no ZZ). ).

2020

Nomenclatura dos Nomenclatura dos EnantiômerosEnantiômeros: R ou S: R ou S

•• Ex.:Ex.:

2121

Nomenclatura dos Nomenclatura dos EnantiômerosEnantiômeros: R ou S: R ou S

•• 2. O grupo de menor prioridade tem que 2. O grupo de menor prioridade tem que estar para trestar para tráás do plano.s do plano.

2222

Propriedades dos Propriedades dos EnantiômerosEnantiômeros: Atividade : Atividade ÓÓticatica

•• Algumas propriedades idênticas aos Algumas propriedades idênticas aos diastereoisômerosdiastereoisômeros

•• P.F e P.F e P.E.P.E.;;

•• ÍÍndices de refrandices de refraçção;ão;

•• SSolubilidades em solventes comuns;olubilidades em solventes comuns;

•• Espectros de I.V;Espectros de I.V;

•• Velocidades reacionais com reagentes Velocidades reacionais com reagentes aquiraisaquirais..

2323

Propriedades dos Propriedades dos EnantiômerosEnantiômeros: : Atividade Atividade ÓÓticatica

•• Os Os enantiômerosenantiômeros apresentam apresentam comportamentoscomportamentos diferentesdiferentes apenas apenas quandoquando interageminteragem comcom outras substâncias outras substâncias quiraisquirais..

•• Apresentam Apresentam diferentesdiferentes velocidades de velocidades de reareaçção frente a outras molão frente a outras molééculas culas quiraisquirais(reagentes que consistem em um (reagentes que consistem em um úúnico nico enatiômeroenatiômero ou um excesso de um ou um excesso de um úúnico nico enantiômeroenantiômero..

2424


•• Apresentam diferentes solubilidades em Apresentam diferentes solubilidades em

solventes que consistem em um solventes que consistem em um úúnico nico

enantiômeroenantiômero ou um excesso de um ou um excesso de um úúnico nico

enantiômeroenantiômero..

•• ImportanteImportante: diferem frente ao : diferem frente ao

comportamento frente comportamento frente àà luz polarizada no luz polarizada no

plano.plano.

2525


•• Compostos Oticamente AtivosCompostos Oticamente Ativos

•• MolMolééculas que desviam o plano da luz culas que desviam o plano da luz

polarizada.polarizada.

•• PolarPolaríímetrometro

•• Dispositivo usado para medir o efeito de Dispositivo usado para medir o efeito de

compostos oticamente ativos na luz compostos oticamente ativos na luz

polarizada no plano.polarizada no plano.

2626


•• Luz Polarizada no PlanoLuz Polarizada no Plano

2727


•• PolarPolaríímetrometro

2828


•• A substância que gira a luz polarizada no A substância que gira a luz polarizada no plano no sentido horplano no sentido horáário rio éé chamado de chamado de dextrorrotatdextrorrotatóóriaria ((dexterdexter:direita).:direita).

•• A substância que gira a luz polarizada no A substância que gira a luz polarizada no plano no sentido antiplano no sentido anti--horhoráário rio éé chamado chamado de de levorrotatlevorrotatóóriaria ((laevuslaevus:esquerda).:esquerda).

2929


•• RotaRotaçção Especão Especííficafica

•• A rotaA rotaçção especão especíífica depende:fica depende:

•• 1. N1. N°° de molde molééculas culas quiraisquirais (comprimento (comprimento do tubo e conc. do do tubo e conc. do enantiômeroenantiômero););

•• 2. Temperatura;2. Temperatura;

•• 3. Comprimento de onda de luz utilizado.3. Comprimento de onda de luz utilizado.

3030


•• [[αααααααα] = ] = αααααααα / c./ c.ll

•• [[αααααααα] = ] = RotaRotaçção Especão Especííficafica

•• αααααααα = = RotaRotaçção Observadaão Observada

•• cc = = conc. da soluconc. da soluçção (ão (g.mLg.mL--11))

•• ll == comprimento do tubo (1 comprimento do tubo (1 dmdm))

3131

Formas Racêmicas e Excesso Formas Racêmicas e Excesso EnantiomEnantiomééricorico

•• Uma amostra de uma substância Uma amostra de uma substância

oticamente ativa que consiste em um oticamente ativa que consiste em um

úúnico nico enantiomenantiomééricorico éé dita dita

enantiomericamenteenantiomericamente purapura ou ter um ou ter um

excesso excesso enantiomenantiomééricorico dede 100%.100%.

3232

Formas Racêmicas e Formas Racêmicas e Excesso Excesso EnantiomEnantiomééricorico

•• Excesso Excesso EnantiomEnantiomééricorico ((eeee))

3333

MolMolééculas com Mais de Um Centro culas com Mais de Um Centro EstereogênicoEstereogênico

•• Ex.:Ex.:

3434

MolMolééculas com Mais de Um culas com Mais de Um Centro Centro EstereogênicoEstereogênico

•• DeterminaDeterminaçção do não do n°° mmááximo de ximo de

estereoisômerosestereoisômeros..

•• O O nn°° total de total de estereoisômerosestereoisômeros não não

excederexcederáá a a 22nn, onde , onde nn éé o no n°° de centros de centros

estereogênicosestereogênicos..

•• Os Os diastereoisômerosdiastereoisômeros têm têm

propriedades fpropriedades fíísicas diferentesicas diferente..

3535

MolMolééculas com Mais de Um culas com Mais de Um Centro Centro EstereogênicoEstereogênico

•• Compostos MesoCompostos Meso

•• MolMolééculas culas AquiraisAquirais

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ProjeProjeçções de Fischerões de Fischer

•• Relembrar semestre passadoRelembrar semestre passado

3737

estereoquimica_2010-2

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