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.
NH2SHOOH
Fenilalanina (Phe)
SHOHNH2OOH
Treonina (Thr)
NH2NH2OOH
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 1\to4, observa-se a ordem 1\to2\to3. Se ao olhar do lado oposto ao grupo de menor prioridade a sequência for horário, é R; se for anti-horário, é S.
  • 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)O é o grupo carboxílico terminal; contando a partir dele, o carbono ligado ao grupo amino é o carbono (2) (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 (3) se numerar a partir do ácido, e o amino no carbono (2).
Construção do nome:
  • Grupo funcional principal: ácido propanoico → “propanoic acid”.
  • Substituintes: amino no (2) → “2-amino-”; fenil no (3) → “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 (S). O uso de [C@@H] aqui corresponde à configuração (S) nesse centro específico.
  • Aplicando a regra CIP ao carbono (2): 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 (2S).
Portanto o nome sistemático com estereoquímica é:
(2S)- 2-amino- 3-phenylpropanoic acid).
Obs.: em português didático equivalente: (2S)- 2-amino- 3-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 (1) = carboxílico, (2) = carbono α que carrega o grupo amino (–NH2), (3) = carbono que carrega o grupo hidroxila (–OH) e também um metil (–CH3) substituinte.
  • Assim a base é um ácido butanoico com um grupo amino em (2) e um grupo hidroxila e metil no mesmo carbono (3): 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 (2) (o α) e carbono (3) (o que tem –OH e –CH3).
  • O SMILES dado inclui um marcador esterequímico [C@H] no carbono que aparece como C[C@H](O)... — isto é o carbono que, numerado a partir do ácido, corresponde ao carbono (3) (o que tem –OH). Portanto apenas o centro no carbono (3) tem sua configuração absoluta indicada no SMILES; o centro α (2) 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 descritor (3R) para a carbonela com –OH quando o esqueleto está orientado como na string. Em bioquímica a treonina natural L é usualmente o isômero (2S,3R). Então:
    • Do SMILES podemos afirmar com segurança que o carbono (3) tem configuração (3R).
    • O carbono (2) (α) NÃO tem estereoindicador no SMILES, portanto sua configuração absoluta não pode ser determinada a partir deste SMILES isoladamente.
Portanto o nome sistemático refletindo a informação estereoquímica disponível é:
(3R)- 2-amino- 3-hydroxybutanoic acid).
Se o intuito fosse nomear a forma proteica natural (L-treonina), então o nome completo seria (2S,3R)- 2-amino- 3-hydroxybutanoic acid); mas isso exige que o SMILES especifique o carbono (2) como (S), 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 carbono (2) é 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 (2) e (6).
  • Por isso, a nomenclatura trivial sistemática é “2,6-diaminohexanoic acid” (ou em fórmula completa: 2,6-diaminohexanoic acid).
Estereoquímica:
  • O carbono α ( (2)) 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 (2R) ou (2S) apenas a partir do SMILES dado.
  • Observação prática: a lisina biológica L correspondem a (2S)-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:
2,6-diaminohexanoic acid) (sem descritor estereoquímico porque não está indicado no SMILES).

Resposta

(2S)- 2-amino- 3-phenylpropanoic acid)
(3R)- 2-amino- 3-hydroxybutanoic acid)
2,6-diaminohexanoic acid)

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