8- Os aminoácidos são conhecidos por nomes usuais e siglas que são pouco informativos acerca de suas estruturas químicas. Desta forma, atribua nomes sistemáticos IUPAC para os aminoácidos abaixo. Quando possível atribua a estereoquímica, utilizando o descritor adequado.
Fenilalanina (Phe)
Treonina (Thr)
Lisina (Lys)
Passo 1
O enunciado pede: atribuir nomes sistemáticos IUPAC para três aminoácidos, e quando possível indicar a estereoquímica usando o descritor apropriado. Os dados fornecidos (os SMILES) são:
- SMILES 1:
N[C@@H](Cc1ccccc1)C(=O)O(identificado como Fenilalanina / Phe). - SMILES 2:
C[C@H](O)C(N)C(=O)O(identificado como Treonina / Thr). - SMILES 3:
NCCCCC(N)C(=O)O(identificado como Lisina / Lys).
O que se pede explicitamente:
- Para cada SMILES, escrever o nome sistemático IUPAC do aminoácido.
- Quando possível, indicar a estereoquímica absoluta com o descritor ®/(S) nos carbonos quirais.
Passo 2
Rápida lembrança das regras de nomeação que vou usar (sem pular etapas):
- Identificar a cadeia principal que contém o grupo funcional carboxílico ácido (–COOH). Para aminoácidos alfa, a cadeia geralmente é um ácido carboxílico com dois ou mais carbonos.
- Numerar a cadeia começando pelo carbono do grupo carboxílico (isso faz o carbono que liga à amina ser o carbono 2 — o carbono α).
- Nomear substituintes pela posição: por exemplo, um grupo amino ligado ao carbono 2 vira “2-amino-…”; um fenil (anel fenólico ligado por metileno) aparece como “3-fenil…” quando está no carbono 3 etc.
- Para hidroxilas usar “hydroxy” em inglês IUPAC (em português didático usarei “hidroxi”), mas como se pede “nomes sistemáticos IUPAC” mantendo a forma tradicional em química orgânica, vou escrever o nome tipo “2-amino-3-hidroxi-butanoic acid” adaptando para a convenção de locantes numéricos (escreverei as partes numéricas em
conforme instrução de formatação). - Para estereoquímica: uso as regras Cahn–Ingold–Prelog (CIP). Em linhas gerais:
- Num centro quiral tetraédrico, atribui-se prioridade aos quatro grupos ligados por ordem decrescente de número atômico dos átomos diretamente ligados.
- Se houver empate (dois carbonos), compara-se a sequência dos átomos ligados a esses carbonos até quebrar o empate.
- Depois de ordenar as prioridades
, observa-se a ordem . Se ao olhar do lado oposto ao grupo de menor prioridade a sequência for horário, é ; se for anti-horário, é .
- Vou aplicar isso explicitamente em cada estrutura para justificar o descritor estereoquímico quando o SMILES dá informação.
Passo 3
Interpretação estrutural:
- SMILES:
N[C@@H](Cc1ccccc1)C(=O)O. - Identificação da cadeia principal: a porção
C(=O)Oé o grupo carboxílico terminal; contando a partir dele, o carbono ligado ao grupo amino é o carbono(carbono α). Há um substituinte no carbono α que é um grupo benzil –CH2–C6H5(fenil ligado por um metileno). - Logo, a cadeia é uma propanoic acid (3 carbonos no esqueleto do ácido): o substituinte fenil está no carbono
se numerar a partir do ácido, e o amino no carbono .
Construção do nome:
- Grupo funcional principal: ácido propanoico → “propanoic acid”.
- Substituintes: amino no
→ “2-amino-”; fenil no → “3-phenyl-” (ou “3-fenil-” em português). - Combinação padrão para fenilalanina: “2-amino-3-phenylpropanoic acid”.
Estereoquímica a partir do SMILES:
- O SMILES contém a notação
[C@@H]no carbono quiral, isto indica configuração absoluta fornecida no SMILES. Para aminoácidos alfa (exceto cisteína) a forma natural L corresponde tipicamente ao descritor. O uso de [C@@H]aqui corresponde à configuraçãonesse centro específico. - Aplicando a regra CIP ao carbono
: prioridades são (1) –NH2 (N), (2) –COOH (C ligado a O), (3) –CH2–Ph (C ligado a C,H,H), (4) –H. A ordem e a orientação dada no SMILES resultam em .
Portanto o nome sistemático com estereoquímica é:
-
-amino-
-phenylpropanoic acid).
Obs.: em português didático equivalente:
-
-amino-
-fenilpropanoico (ácido), mas mantenho a forma IUPAC em inglês para consistência.
Passo 4
Interpretação estrutural:
- SMILES:
C[C@H](O)C(N)C(=O)O. - Lendo a cadeia: há quatro carbonos sequenciais terminando em
C(=O)O(ácido carboxílico). Numerando a partir do grupo carboxílico temos: carbono= carboxílico, = carbono α que carrega o grupo amino (–NH2), = carbono que carrega o grupo hidroxila (–OH) e também um metil substituinte. - Assim a base é um ácido butanoico com um grupo amino em
e um grupo hidroxila e metil no mesmo carbono : por isso o esqueleto é 2-amino-3-hidroxibutanoic acid (equivalente usual: 2-amino-3-hydroxybutanoic acid).
Quirais e estereoquímica:
- Treonina tem dois centros quirais: carbono
(o α) e carbono (o que tem –OH e –CH3). - O SMILES dado inclui um marcador esterequímico
[C@H]no carbono que aparece comoC[C@H](O)...— isto é o carbono que, numerado a partir do ácido, corresponde ao carbono(o que tem –OH). Portanto apenas o centro no carbono tem sua configuração absoluta indicada no SMILES; o centro α não tem marcação esterequímica no SMILES fornecido (logo essa configuração não está especificada). - Vou traduzir o marcador
[C@H]para o descritor CIP: na convenção usada aqui, esse marcador corresponde ao descritorpara a carbonela com –OH quando o esqueleto está orientado como na string. Em bioquímica a treonina natural L é usualmente o isômero . Então: - Do SMILES podemos afirmar com segurança que o carbono
tem configuração . - O carbono
(α) NÃO tem estereoindicador no SMILES, portanto sua configuração absoluta não pode ser determinada a partir deste SMILES isoladamente.
- Do SMILES podemos afirmar com segurança que o carbono
Portanto o nome sistemático refletindo a informação estereoquímica disponível é:
-
-amino-
-hydroxybutanoic acid).
Se o intuito fosse nomear a forma proteica natural (L-treonina), então o nome completo seria
-
-amino-
-hydroxybutanoic acid); mas isso exige que o SMILES especifique o carbono
como
, o que não ocorre no SMILES fornecido.
Passo 5
Interpretação estrutural:
- SMILES:
NCCCCC(N)C(=O)O. - Lendo a cadeia a partir do grupo carboxílico
C(=O)O: tem um total de 6 átomos de carbono na cadeia principal (hexanoico) onde o carbonoé o carbono α que tem um grupo amino ligado e o carbono terminal da cadeia lateral tem outro grupo amino. Contando os locantes a partir do ácido, os grupos amino ficam em e . - Por isso, a nomenclatura trivial sistemática é “2,6-diaminohexanoic acid” (ou em fórmula completa: 2,6-diaminohexanoic acid).
Estereoquímica:
- O carbono α (
) é quiral (tem –NH2, –COOH, –CH2–…, e –H). Contudo o SMILES fornecido não inclui marcação estereoisomérica ( @ou@@) para esse centro; logo a configuração absoluta NÃO está especificada nesse SMILES. - Assim, não posso atribuir com segurança
ou apenas a partir do SMILES dado. - Observação prática: a lisina biológica L correspondem a
-2,6-diaminohexanoic acid; mas essa assunção só vale se o problema pedir a forma L (a SMILES teria que especificar).
Portanto o nome sistemático conforme o SMILES é simplesmente:
-diaminohexanoic acid) (sem descritor estereoquímico porque não está indicado no SMILES).