13- A (-)-efedrina e a (+)-pseudoefedrina são duas anfetaminas que inibem a ação da adrenalina. Dadas às estruturas destes dois compostos, atribua as configurações
para os centros estereogênicos e diga qual a relação estereoisomérica entre as duas anfetaminas.
(-)-efedrina
(+)-pseudoefedrina
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (i) atribuir as configurações
para os centros estereogênicos das duas moléculas dadas e (ii) dizer qual é a relação estereoisomérica entre elas. As duas estruturas foram fornecidas via SMILES:
Lista das informações relevantes extraídas do enunciado:
- Cada molécula tem dois centros quirais adjacentes (vou chamá-los de
— o carbono ligado ao nitrogênio — e — o carbono ligado ao grupo e ao anel fenólico). - Os SMILES mostram especificadores estereoquímicos: no primeiro SMILES os centros aparecem como
(em ) e (em ); no segundo SMILES ambos aparecem como . Esses marcadores indicam a orientação relativa dos substituintes em cada carbono (ou seja, os dois centros não têm a mesma configuração absoluta nas duas moléculas: apenas um centro difere). - O objetivo final é dar as configurações absolutas
ou para e em cada composto e classificar a relação entre os dois compostos.
Passo 2
Relembrando: o que é um centro estereogênico aqui?
-
: carbono ligado a (N-metilamino), a um grupo metila , ao carbono vizinho e a um hidrogênio. É tetraédrico e quiral. -
: carbono ligado a , ao anel fenólico (um carbono do anel), a e a um hidrogênio. Também tetraédrico e quiral.
Vamos aplicar as regras de prioridade de Cahn–Ingold–Prelog (CIP) a cada centro para decidirou .
Passo 3
Aula rápida e prática sobre as regras CIP (sem pular etapas):
- Para um centro quiral, compare os átomos ligados diretamente ao carbono quiral. O maior número atômico recebe prioridade maior (1 = maior prioridade).
- Se houver empate (dois substituintes têm o mesmo átomo ligado diretamente), compare os átomos ligados a esses substituintes, em ordem decrescente de número atômico, como se fosse uma “lista” (ex.: para dois carbonos, observe os três átomos ligados a cada um deles).
- O hidrogênio tem sempre a menor prioridade (4) quando presente.
- Depois de numerar prioridades 1,2,3 (4 é o H), coloque o grupo de menor prioridade (4) apontando para trás (ou imagine que você está vendo o centro de tal forma). Se a sequência 1 → 2 → 3 for no sentido horário, a configuração é
. Se for anti-horário, é .
Vou aplicar essa receita passo a passo para cada centro.
Passo 4
Aplicando CIP em
(carbono ligado ao nitrogênio): listar os quatro substituintes ligados diretamente a
:
- substituinte A:
(o nitrogênio da amina N-metil) — átomo ligado é (Z = 7); - substituinte B: o carbono
(o carbono que carrega e o anel) — átomo ligado é (Z = 6); - substituinte C: o grupo metila
— átomo ligado é (Z = 6); - substituinte D: o
— átomo ligado é (Z = 1).
Logo, por primeiro critério:
. Então a prioridade 1 é o
, prioridade 4 é o
. Para decidir entre os dois carbonos (B e C) precisamos olhar aos átomos ligados a cada um na próxima “camada”:
- o carbono
(substituinte B) está ligado — além de — a (do ), a um carbono do anel fenólico e a um hidrogênio. Então sua lista de átomos ligados (em ordem de maior Z) é (8), (6), (1). - o carbono metila (substituinte C) está ligado só a três hidrogênios: lista
(todos Z = 1).
Comparação entre listas: como
tem
(Z = 8) enquanto o metila só tem
, segue que
tem prioridade maior que o metila. Assim prioridades finais em
:
-
(prioridade 1) -
(prioridade 2) -
(prioridade 3) -
(prioridade 4)
Passo 5
Determinação prática da configuração em
da primeira molécula (a
):
- A partir do SMILES dado, a ordem de ligantes em torno de
(quando colocamos o apontando para trás) corresponde à sequência de prioridades que leva à configuração indicada pelos descritores SMILES. Usando as prioridades que achamos acima (1 = , 2 = , 3 = ), e sabendo que, na estrutura real (conforme o SMILES), a disposição faz a sequência 1 → 2 → 3 no sentido horário quando o está para trás, concluímos que a configuração absoluta de é .
(Resumo didático:gira no sentido horário com para trás → .)
Passo 6
Aplicando CIP em
(carbono ligado ao
e ao anel fenólico): listar diretamente ligados:
- substituinte A:
(do ) — átomo ligado é (Z = 8); - substituinte B: o
(carbono ligado ao ) — átomo ligado é (Z = 6); - substituinte C: o carbono do anel fenólico (o anel) — átomo ligado é
(Z = 6); - substituinte D:
— átomo ligado é (Z = 1).
Pela primeira checagem:
. Então prioridade 1 é
, 4 é
. Para decidir entre os dois carbonos (B =
e C = carbono do anel), olhamos à próxima camada:
- o carbono
(substituinte B) está ligado a: (Z = 7), ao metila (Z = 6) e a um hidrogênio. Lista principal: . - o carbono do anel (substituinte C) está ligado a outros carbonos do anel e a um hidrogênio: sua lista principal é
.
Comparando as listas dos dois carbonos, observamos que
tem
(Z = 7) enquanto o carbono do anel não tem átomo com Z maior que 6 na sua lista, portanto
tem prioridade maior que o carbono do anel. Assim prioridades finais em
:
-
(prioridade 1) -
(prioridade 2) - anel fenólico (prioridade 3)
-
(prioridade 4)
Passo 7
Determinação prática da configuração em
da primeira molécula (
):
- Com prioridades 1 =
, 2 = , 3 = fenil, 4 = H, e olhando a disposição indicada pelo SMILES (em que o segundo centro está marcado como , ou seja, a orientação é a oposta de do primeiro centro), a sequência 1 → 2 → 3 aparece no sentido anti-horário quando o está para trás. Portanto a configuração absoluta em para a é .
(Resumo didático:gira no sentido anti-horário com para trás → .)
Passo 8
Agora aplicando o mesmo raciocínio à segunda molécula (
), os grupos ligados a cada centro são os mesmos, portanto as prioridades em cada centro são idênticas às calculadas acima. O que muda é a orientação absoluta indicada pelo SMILES: em
os dois centros aparecem como
, isto é, o segundo centro tem configuração oposta à da efedrina. Mantendo as prioridades:
- para
: a configuração continua sendo (os dois SMILES têm o mesmo símbolo em , portanto mesma configuração absoluta); - para
: agora a sequência 1 → 2 → 3 aparece no sentido horário (oposto ao visto na efedrina) quando o está para trás, portanto a configuração absoluta em para a é .
Passo 9
Interpretação final e classificação da relação estereoisomérica:
- Em resumo, a primeira molécula (
) tem configurações e . - A segunda (
) tem e .
Observação sobre a relação: as duas moléculas têm a mesma configuração eme configuracões opostas em — portanto elas diferem em apenas um centro quiral. Isso significa que são diastereômeros (mais especificamente, epímeros, pois diferem apenas em um carbono estereogênico).
Resposta
(-)-efedrina:
(+)-pseudoefedrina:
Relação estereoisomérica: diastereômeros (epímeros; diferem em apenas um centro quiral)
(+)-pseudoefedrina:
Relação estereoisomérica: diastereômeros (epímeros; diferem em apenas um centro quiral)