Considere a estrutura da efedrina:
a) Quantos estereoisômeros são possíveis para a efedrina?
b) O estereoisômeros mostrado é um dos farmacologicamente ativos. Qual a configuração de cada carbono assimétrico?
a) Quantos estereoisômeros são possíveis para a efedrina?
b) O estereoisômeros mostrado é um dos farmacologicamente ativos. Qual a configuração de cada carbono assimétrico?
Passo 1
O que o enunciado pede:
- (a) Quantos estereoisômeros são possíveis para a efedrina?
- (b) Para o estereoisômero mostrado (representado pelo SMILES fornecido), qual a configuração absoluta (R/S) de cada carbono assimétrico?
Informações que o enunciado fornece:
- A fórmula/estrutura em SMILES:
CNC\text{(C)}C(O)c1ccccc1. - Não há marcação estereoisomérica explícita nesse SMILES (não aparecem caracteres
@que indicam configuração absoluta). Portanto, o SMILES fornecido descreve a conectividade dos átomos, mas não diz se ligações são para frente/para trás (wedge/dash) — ou seja, não especifica R/S.
Passo 2
Identificar os carbonos quirais (assimétricos) na molécula e por que eles são quirais.
- Vamos numerar os carbonos relevantes como
e : -
: o carbono benzílico que liga o anel fenólico, o grupo hidroxila ( OH), o carbono vizinho ( ) e um hidrogênio implícito. As quatro substituições são diferentes, logo é um centro quiral. -
: o carbono que liga o grupo amino N-metilado ( NMe), um metil ( CH ), o carbono e um hidrogênio implícito. Novamente, as quatro substituições são diferentes, logo também é um centro quiral.
-
- Conclusão intermediária: há exatamente dois carbonos quirais na efedrina.
Passo 3
Quantos estereoisômeros possíveis a partir do número de centros quirais.
- Regra básica: se uma molécula tem
centros quirais independentes e não há elementos que reduzam a contagem (por exemplo um meso com plano de simetria), o número máximo de estereoisômeros é . - Aqui
, então número máximo de estereoisômeros é
- É importante checar se existe um isômero meso que reduz o número; na efedrina não há um plano de simetria que torne dois centros quirais internalmente compensados (os substituintes são todos diferentes: fenil, OH, NMe, CH3, H), portanto não há meso. Logo o total é realmente
estereoisômeros distintos (formando dois pares de enantiômeros).
Passo 4
Como se determina a configuração absoluta (R/S): revisão didática do método de Cahn–Ingold–Prelog (CIP).
- Passo-a-passo para atribuir R/S a um centro quiral:
- Liste os quatro grupos ligados ao átomo quiral e determine o átomo diretamente ligado a esse centro para cada grupo (ex.: O, N, C, H).
- Compare esses átomos pelo número atômico: maior número atômico = maior prioridade (prioridade
é a mais alta). - Se houver empate (dois ou mais substituintes começam com o mesmo átomo, por exemplo dois carbonos), compare a partir dos átomos ligados ao primeiro átomo (formando uma lista ordenada) até encontrar a primeira diferença.
- Coloque o grupo de menor prioridade (
) apontando para trás (ou imagine-o atrás) e observe a ordem de : - Se a sequência
for no sentido horário, a configuração é . - Se for no sentido anti-horário, a configuração é
.
- Se a sequência
- Exemplo simples (para treinar): no álcool secundário 2-butanol o grupo com O (OH) tem prioridade 1, o grupo etil tem prioridade 2, o metil prioridade 3 e H prioridade 4. Orientando H para trás e vendo 1-2-3 você decide R ou S conforme a ordem.
Passo 5
Aplicando as regras CIP para os dois centros da efedrina (prioridades locais).
- Para
(carbono benzílico ligado a OH, anel fenólico, , e H): - Átomos ligados diretamente: O (do OH), C (do anel fenil), C (
), H. - Comparação:
tem maior número atômico (8) → prioridade . - Restam dois carbonos; para desempatar comparamos os átomos ligados a esses carbonos:
- O carbono que é
está ligado a N (do N-metil), a um carbono e a um H — presença de N (Z=7) eleva a prioridade desse ramo. - O carbono fenílico está ligado essencialmente a outros carbonos da arila e H, sem N.
- Portanto ordem final de prioridades em
: O (OH) ; ramo que vai para (porque esse carbono está ligado a N) ; carbono fenílico ; H.
- O carbono que é
- Átomos ligados diretamente: O (do OH), C (do anel fenil), C (
- Para
(carbono ligado a NMe, CH , , e H): - Átomos ligados diretamente: N, C (metil), C (
), H. - Comparação:
(Z=7) → prioridade . - Entre os dois carbonos, o carbono
é ligado a O (OH) e a um anel fenólico, enquanto o metil só é ligado a hidrogênios; logo o caminho via tem prioridade maior. - Portanto ordem final de prioridades em
: NMe ; (porque esse carbono está ligado a O) ; CH ; H.
- Átomos ligados diretamente: N, C (metil), C (
Passo 6
Por que, com o SMILES dado, não posso dar as configurações R/S definitivas do estereoisômero mostrado.
- O SMILES fornecido (
CNC\text{(C)}C(O)c1ccccc1) descreve a conectividade (quem liga em quem) mas não informa a orientação espacial das ligações (não há@ou@@que especificam estereocentros no formato SMILES). Sem informação de quais ligações estão saindo para frente (wedge) ou para trás (dash) não há como decidir se a sequênciaé vista no sentido horário ou anti-horário numa vista em que o grupo está para trás. - Para atribuir R/S concretamente eu precisaria de uma das seguintes representações:
- uma fórmula em perspectiva com ligações em wedge/dash indicando claramente quais grupos estão para frente/atrás;
- ou um SMILES com especificadores estereoisoméricos (ex.:
@/@@); - ou designadores já explicitados (por exemplo “o isômero mostrado é o (1R,2S)-efedrina”).
- Sem essa indicação espacial, só posso dizer quais são os centros quirais e como se procede para determinar R/S (já feito nos passos anteriores), mas não qual a configuração absoluta real do desenho.
Passo 7
O que você pode fazer agora (prático e rápido para a prova)
- Se na prova você receber o desenho com wedges/dashes: identifique
e , atribua prioridades conforme explicado e depois coloque o grupo de menor prioridade para trás e verifique sentido horário ® ou anti-horário (S). - Se receber um SMILES com
@/@@, saiba que esses símbolos codificam estereoquímica:@/@@+ ordem dos átomos permitem extrair R/S (mas isso é mais trabalho manual); preferível usar o desenho com wedges numa prova.
Resposta
a)
estereoisômeros.
b) Não é possível determinar as configurações absolutas (
) de
e
a partir do SMILES fornecido, porque esse SMILES não contém indicação estereoisomérica (não há informação de orientação espacial das ligações).