(1,0) O composto ( S, E )-6-bromooct-3-eno, representado abaixo, apresenta estereoisomeria devido à presença de um carbono assimétrico e de uma ligação dupla.
Br
( S, E )-6-bromooct-3-eno
Considerando os possíveis isômeros dessa estrutura, qual das afirmações abaixo é a ÚNICA VERDADEIRA?
a) A troca da configuração E para Z na ligação dupla resulta em um enantiômero do composto original.
b) A troca da configuração E para Z na ligação dupla resulta em uma molécula aquiral.
c) A troca da configuração S para R leva à formação de um enantiômero do composto original.
d) A troca da configuração S para R e E para Z resulta em um enantiômero do composto original.

Passo 1

O enunciado dá a molécula (S,E)-6-bromooct-3-eno (cadeia linear de 8 carbonos com dupla ligação em 3 4 e um bromo em C_6) e pergunta, entre quatro alternativas, qual é a única verdadeira sobre as mudanças de configuração E\leftrightarrow Z e S\leftrightarrow R.
Informações relevantes fornecidas:
  • A molécula é especificada como (S,E)-6-bromooct-3-eno (ou seja, tem uma configuração absoluta S em C_6 e a dupla C_3=C_4 na forma E).
  • Pergunta qual afirmação é a única verdadeira entre:
    a) trocar E por Z dá enantiômero;
    b) trocar E por Z gera molécula aquiral;
    c) trocar S por R dá enantiômero;
    d) trocar S por R e E por Z dá enantiômero.

Passo 2

Vou entender a estrutura e numerar a cadeia para ver onde estão os elementos estereogênicos. Numerando de C_1 a C_8 de uma ponta à outra temos:
C_1-C_2-C_3{=}C_4-C_5-C_6(Br)-C_7-C_8
  • A dupla está entre C_3 e C_4 (logo, estereoisomeria geométrica E/Z é possível ali).
  • O bromo está em C_6 que é um carbono ligado a: Br, H, o grupo que vai para C_5 e o grupo que vai para C_7. Como esses quatro substituintes são todos diferentes, C_6 é um centro quiral (tem configuração S na fórmula dada).

Passo 3

Explico brevemente os conceitos que vamos usar (passo-a-passo, sem pular etapas):
  • Centro quiral (assimétrico): átomo (aqui C_6) ligado a quatro substituintes diferentes. Ele pode ter configuração absoluta R ou S segundo as regras CIP. Trocar S por R significa inverter a orientação espacial desse centro (trocar a mão esquerda pela direita, por assim dizer).
  • Isomeria geométrica (E/Z) na dupla: dependendo da prioridade CIP dos substituintes em cada carbono da dupla, as duas maiores prioridades podem ficar do mesmo lado ( Z) ou em lados opostos ( E). Essa é uma outra forma de informação espacial, distinta de R/S.
  • Enantiômeros: par de moléculas que são imagens especulares não sobreponíveis; para moléculas com mais de um elemento estereogênico, o enantiômero é a imagem especular — em geral isso inverte as configurações R\leftrightarrow S de centros quirais.
  • Diastereômeros: estereoisômeros que não são imagens especulares; trocar apenas um, entre vários, elementos estereogênicos geralmente gera diastereômeros.

Passo 4

Importante: como a molécula tem exatamente dois elementos estereogênicos (um centro quiral em C_6 e a dupla C_3=C_4 com E/Z), a enumeração possível de isômeros é até 2\times 2=4: (S,E), (R,E), (S,Z), (R,Z). Esses quatro são estereoisômeros entre si, organizados em pares enantioméricos e pares de diastereômeros dependendo de como a reflexão age.

Passo 5

Agora a peça-chave: o que a operação de reflexão (imagem especular) faz com cada tipo de estereogenicidade?
  • Para um centro quiral, a reflexão troca a quiralidade: S vira R e R vira S. Isso é porque a ordem espacial dos substituintes é invertida.
  • Para a configuração E/Z da dupla ligação, a reflexão NÃO troca E em Z em termos da designação CIP. Se dois substituintes prioritários estavam em lados opostos (i.e. E), a imagem especular também os manterá em lados opostos — a relação “mesmo lado / lados opostos” é preservada pela reflexão. Portanto, a reflexão não transforma necessariamente E em Z. Conclusão: sob reflexão, R/S inverte, mas E/Z permanece o mesmo. (Intuição: espelhar a molécula troca esquerda/direita no espaço, o que inverte “mãos” dos centros quirais, mas a condição relativo/topo-verso dos grupos na dupla — estar do mesmo lado ou em lados opostos — permanece.)

Passo 6

Dessa observação, podemos deduzir quais trocas produzem enantiômeros:
  • O enantiômero de (S,E) é a imagem especular, que inverte a configuração de TODOS os centros quirais. Aqui há só um centro quiral ( C_6), então a imagem especular troca S\to R. A configuração E da dupla, como vimos, permanece E na imagem especular. Logo o enantiômero de (S,E) é (R,E).
  • Consequentemente:
    • Trocar apenas S\to R (de (S,E) para (R,E)) gera o enantiômero.
    • Trocar apenas E\to Z (de (S,E) para (S,Z)) NÃO gera o enantiômero; gera um diastereômero (continua com o mesmo centro quiral).
    • Trocar ambos S\to R e E\to Z (de (S,E) para (R,Z)) também NÃO corresponde à imagem especular (pois a imagem especular seria (R,E)); portanto (R,Z) é outro diastereômero, não o enantiômero.

Passo 7

Agora confrontamos cada alternativa com o raciocínio:
a) “Troca E para Z resulta em enantiômero.” — Falso. Trocar E\to Z sozinho dá (S,Z), que é um diastereômero, não a imagem especular.
b) “Troca E para Z resulta em uma molécula aquiral.” — Falso. Trocar só E\to Z não remove o centro quiral em C_6; a molécula continua quiral (tem centro assimétrico), então não se torna aquiral.
c) “Troca S para R leva à formação de um enantiômero.” — Verdadeiro, porque a imagem especular inverte S\leftrightarrow R e mantém E, então o enantiômero de (S,E) é (R,E).
d) “Troca S para R e E para Z resulta em um enantiômero.” — Falso, como explicado: (R,Z) não é a imagem especular de (S,E); o enantiômero seria (R,E).

Passo 8

Resumo pedagogicamente: enantiômeros são imagens especulares — para moléculas com centros quirais e dupla E/Z, a reflexão inverte todos os centros quirais ( R\leftrightarrow S) mas normalmente preserva a designação E/Z da dupla. Logo, aqui só trocar S\to R (mantendo E) dá o enantiômero; trocar E por Z não produz o enantiômero e não anula a quiralidade.

Resposta

c

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