Qual a configuração absoluta das seguintes moléculas:
H2Br

FClBrI

NH2OOH

Passo 1

O enunciado pede: determinar a configuração absoluta (R ou S) das três moléculas dadas em SMILES:
  1. [2H]C\text{(C)}Br
  2. FC(Cl)(Br)I
  3. CC(N)C(=O)O
Informações fornecidas pelo enunciado:
  • Foram enviados os SMILES das três moléculas, sem nenhum indicador explícito de estereoquímica (não há símbolos de parênteses de estereocentro @ nos SMILES).
  • Os SMILES permitem identificar conectividade (quais átomos estão ligados a quais), e no primeiro caso há uma indicação isotópica: [2H] (deutério).
  • Não foi fornecida nenhuma estrutura 3D, desenho com wedges/dashes, nem indicação de qual átomo está vindo para frente ou para trás.
As perguntas a responder (de forma concreta):
  • Para cada SMILES: existe centro quiral? Se sim, qual é a configuração absoluta ( R ou S)?

Passo 2

Breve aula sobre como se determina configuração absoluta (regra Cahn–Ingold–Prelog — CIP), explicada passo a passo e sem pular etapas.
  1. Identificar o centro quiral: é um átomo (normalmente carbono) ligado a quatro grupos diferentes. Se um carbono tem quatro substituintes distintos, é centro quiral.
  2. Atribuir prioridades aos quatro substituintes usando as regras básicas CIP:
    • Comparar os átomos diretamente ligados ao centro quiral; o átomo com maior número atômico Z recebe prioridade mais alta (prioridade 1 é a mais alta, 4 a mais baixa).
    • Se houver empate (dois substituintes têm o mesmo átomo ligado), avançar uma “camada”: comparar, na mesma posição, os átomos ligados a esses átomos imediatos, ordenando cada lista por ordem decrescente de número atômico e comparando termo a termo.
    • Isótopos: quando os átomos diretamente ligados têm o mesmo elemento mas são isótopos (por exemplo ^{2}H versus ^{1}H), compara-se a massa isotópica — o isótopo de maior massa tem prioridade maior. Assim ^{2}H (deutério) > ^{1}H (protio).
    • Ligação múltipla: tratam-se formalmente como se cada ligação duplicada/ tripla criasse “átomos fantasmas” replicando o átomo ligado; a regra prática é seguir o procedimento padrão CIP (ex.: para uma ligação C=O, o carbono ligado é considerado ligado a O e a outro O fictício etc.). (Não precisaremos disso aqui, mas é bom saber.)
  3. Determinar a ordem 1 → 2 → 3 ao redor do centro quiral e observar a posição do substituinte de menor prioridade (prioridade 4):
    • Se o grupo de menor prioridade estiver orientado para trás (ou seja, apontando para longe do observador), então:
      • se a sequência 1 \to 2 \to 3 é horário (sentido horário, “clockwise”), a configuração é R;
      • se 1 \to 2 \to 3 é anti-horário (counterclockwise), a configuração é S.
    • Se o grupo de menor prioridade estiver orientado para frente (apontando para o observador), a regra se inverte: sequência horário → S, sequência anti-horário → R.
    • Se o menor grupo estiver em plano ou a orientação for ambígua, é preciso redesenhar em projeção (Fischer, Newman ou 3D) ou usar um modelo para colocar o grupo 4 para trás e verificar o sentido.
  4. Observação prática importante: para atribuir R ou S é imprescindível conhecer a orientação espacial (quem está saindo para frente ou para trás). Somente a conectividade (quem está ligado a quem) não basta para definir R ou S.

Passo 3

Aplicando as regras CIP às três moléculas: identificar centros quirais e calcular prioridades (a parte que depende apenas da conectividade e do CIP).
Molécula 1: [2H]C\text{(C)}Br
  • Identificar o centro quiral: o carbono central (vou chamá-lo de C*) está ligado a quatro substituintes diferentes:
    • um bromo, Br (átomo ligado: Br, Z=35);
    • um grupo metil, -CH_3 (átomo ligado: C, Z=6);
    • um deutério explícito, {}^{2}\!H (escrito no SMILES como [2H]); átomo ligado: H isotópico, massa 2;
    • um hidrogênio implícito (protio), {}^{1}\!H (átomo ligado: H, massa 1).
  • Prioridades por CIP:
    1. Br (maior Z, Z=35) → prioridade \,1.
    2. o átomo C do grupo metil ( Z=6) → prioridade \,2.
    3. {}^{2}\!H (deutério): átomo H com massa isotópica maior → prioridade \,3.
    4. {}^{1}\!H (protio) → prioridade \,4.
  • Conclusão parcial: há, de fato, um centro quiral (C*). As prioridades relativas são: 1: Br, 2: CH_3, 3: {}^{2}\!H, 4: {}^{1}\!H.
  • Porém: para decidir R ou S é preciso saber a orientação espacial (onde está o grupo de prioridade 4 e a ordem 1→2→3 em 3D). O SMILES fornecido não especifica estereoquímica (não há indicadores @), logo a orientação 3D não está definida. Portanto, com o dado atual, não é possível determinar se o centro é R ou S.
Molécula 2: FC(Cl)(Br)I
  • Centro quiral: o carbono central (C*) está ligado a quatro átomos diferentes: F, Cl, Br, I. Portanto C* é quiral.
  • Prioridades por CIP (compare números atômicos Z):
    • I: Z=53 → prioridade \,1.
    • Br: Z=35 → prioridade \,2.
    • Cl: Z=17 → prioridade \,3.
    • F: Z=9 → prioridade \,4.
  • Conclusão parcial: substituintes estão totalmente diferentes e a ordem CIP é 1:I, 2:Br, 3:Cl, 4:F.
  • Novamente: para decidir R ou S precisa-se da orientação espacial (posição relativa desses quatro ligantes no espaço). O SMILES não dá essa orientação, então não é possível atribuir R ou S com os dados fornecidos.
Molécula 3: CC(N)C(=O)O (essa é a estrutura do ácido 2-aminopropanoico — alanina — sem indicação de estereoquímica)
  • Identificar o centro quiral: o carbono central (o carbono \alpha ligado ao NH_2), vamos chamar de C*, é ligado a quatro grupos diferentes:
    • um grupo amino -NH_2 (átomo ligado: N, Z=7);
    • um grupo carboxílico -C(=O)OH (o átomo diretamente ligado a C* é um átomo de carbono, Z=6, mas precisa-se comparar os substituintes ligados a este átomo para desempate);
    • um grupo metil -CH_3 (átomo ligado: C, Z=6);
    • um hidrogênio implícito {}^{1}\!H (átomo ligado: H, Z=1).
  • Comparação detalhada entre os dois substituintes que começam por carbono (o carboxilo e o metil):
    • Para o substituinte carboxílico: o carbono direto (o carbono do grupo -C(=O)OH) está ligado a dois oxigênios ( O, O) e a um carbono (o próprio C*); então a lista de átomos conectados ao carbono do substituinte, em ordem decrescente de Z, começa com O ( Z=8), O ( Z=8), C ( Z=6).
    • Para o substituinte metil: o carbono do metil está ligado a três hidrogênios ( H,H,H), lista H ( Z=1), H ( Z=1), H ( Z=1).
    • Comparando essas listas termo a termo, o carboxílico vence porque O(8) > H(1) no primeiro confronto.
  • Prioridades por CIP:
    1. NH_2 ( N) → prioridade \,1.
    2. COOH (o substituinte cujo átomo ligado é C mas cujo próximo nível tem O,O) → prioridade \,2.
    3. CH_3 → prioridade \,3.
    4. H → prioridade \,4.
  • Conclusão parcial: há um centro quiral (C*); as prioridades são 1: NH_2, 2: COOH, 3: CH_3, 4: H.
  • Novamente: falta a orientação espacial (o SMILES não especifica se é o enantiômero L ou D, nem R ou S). Com os dados do enunciado não é possível afirmar R ou S.

Passo 4

Explicação prática — como proceder na prova, passo a passo, caso você receba exatamente essa conectividade mas com indicação estereo explícita (ex.: um desenho com wedges/dashes ou indicadores @ no SMILES).
  1. Primeiro desenhe o centro quiral e rotule os quatro substituintes com as prioridades 1,2,3,4 já determinadas (usei isso no Passo 3 para cada caso).
  2. Coloque mentalmente (ou redesenhe) o substituinte de prioridade 4 apontando para trás (isto é, para longe do observador). Se no desenho o 4 já estiver para trás (wedge pontilhado/traço), ótimo; se estiver projetando para frente (wedge cheio), redesenhe a representação invertendo a perspectiva ou aplique a regra da inversão (se 4 estiver para frente, determine a sequência e depois inverta o resultado).
  3. Observe a ordem 1 \to 2 \to 3:
    • se for sentido horário → R;
    • se for sentido anti-horário → S.
  4. Se o menor substituinte não estiver claramente para frente ou para trás, faça rotações de 60^\circ, 120^\circ na projeção de Newman ou use um modelo molecular até que 4 esteja para trás.
  5. Exemplo didático aplicado à molécula 1 (hipótese): suponha que no desenho o H (prioridade 4) esteja apontando para trás e que a sequência 1(Br) \to 2(CH_3) \to 3({}^{2}H) seja no sentido horário ao redor do centro; então a configuração seria R. Mas se, no desenho verdadeiro, essa mesma sequência fosse anti-horário, seria S. Ou seja: sem a orientação 3D não há como escolher uma das duas.

Passo 5

Resumo final das informações úteis e da limitação prática:
  • Para as três moléculas identificamos centros quirais e determinamos as prioridades CIP puramente com base na conectividade:
    • [2H]C\text{(C)}Br: centro C* com prioridades 1: Br, 2: CH_3, 3: {}^{2}\!H, 4: {}^{1}\!H.
    • FC(Cl)(Br)I: centro C* com prioridades 1: I, 2: Br, 3: Cl, 4: F.
    • CC(N)C(=O)O (alanina): centro C* com prioridades 1: NH_2, 2: COOH, 3: CH_3, 4: H.
  • Em todos os casos a atribuição de R ou S exige conhecer a orientação espacial (quem está para frente/quem está para trás). Os SMILES fornecidos não contém informação estereoespecífica; por isso não há base suficiente para dar uma resposta única R ou S para nenhum dos três compostos a partir do que foi enviado.

Resposta

[2H]C\text{(C)}Br: não é possível determinar R ou S com o SMILES fornecido (centro quiral presente; prioridades: 1: Br, 2: CH_3, 3: {}^{2}\!H, 4: {}^{1}\!H).
FC(Cl)(Br)I: não é possível determinar R ou S com o SMILES fornecido (centro quiral presente; prioridades: 1: I, 2: Br, 3: Cl, 4: F).
CC(N)C(=O)O: não é possível determinar R ou S com o SMILES fornecido (centro quiral presente; prioridades: 1: NH_2, 2: COOH, 3: CH_3, 4: H).

Exercícios relacionados