Considere a estrutura da efedrina:
NHOH

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 \mathrm{C}_1 e \mathrm{C}_2:
    • \mathrm{C}_1: o carbono benzílico que liga o anel fenólico, o grupo hidroxila ( -OH), o carbono vizinho ( \mathrm{C}_2) e um hidrogênio implícito. As quatro substituições são diferentes, logo \mathrm{C}_1 é um centro quiral.
    • \mathrm{C}_2: o carbono que liga o grupo amino N-metilado ( -NMe), um metil ( -CH _3), o carbono \mathrm{C}_1 e um hidrogênio implícito. Novamente, as quatro substituições são diferentes, logo \mathrm{C}_2 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 n 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 \;2^n\;.
  • Aqui n=2, então número máximo de estereoisômeros é
2^2 = 4.
  • 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 \;4\; 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:
    1. 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).
    2. Compare esses átomos pelo número atômico: maior número atômico = maior prioridade (prioridade 1 é a mais alta).
    3. 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.
    4. Coloque o grupo de menor prioridade ( 4) apontando para trás (ou imagine-o atrás) e observe a ordem de 1 \to 2 \to 3:
      • Se a sequência 1\to2\to3 for no sentido horário, a configuração é R.
      • Se for no sentido anti-horário, a configuração é S.
  • 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 \mathrm{C}_1 (carbono benzílico ligado a OH, anel fenólico, \mathrm{C}_2, e H):
    • Átomos ligados diretamente: O (do OH), C (do anel fenil), C ( \mathrm{C}_2), H.
    • Comparação: \mathrm{O} tem maior número atômico (8) → prioridade 1.
    • Restam dois carbonos; para desempatar comparamos os átomos ligados a esses carbonos:
      • O carbono que é \mathrm{C}_2 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 \mathrm{C}_1: 1= O (OH) ; 2= ramo que vai para \mathrm{C}_2 (porque esse carbono está ligado a N) ; 3= carbono fenílico ; 4= H.
  • Para \mathrm{C}_2 (carbono ligado a NMe, CH _3, \mathrm{C}_1, e H):
    • Átomos ligados diretamente: N, C (metil), C ( \mathrm{C}_1), H.
    • Comparação: \mathrm{N} (Z=7) → prioridade 1.
    • Entre os dois carbonos, o carbono \mathrm{C}_1 é ligado a O (OH) e a um anel fenólico, enquanto o metil só é ligado a hidrogênios; logo o caminho via \mathrm{C}_1 tem prioridade maior.
    • Portanto ordem final de prioridades em \mathrm{C}_2: 1= NMe ; 2= \mathrm{C}_1 (porque esse carbono está ligado a O) ; 3= CH _3 ; 4= H.

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 sequência 1\to2\to3 é vista no sentido horário ou anti-horário numa vista em que o grupo 4 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 \mathrm{C}_1 e \mathrm{C}_2, 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) \;4\; estereoisômeros.
b) Não é possível determinar as configurações absolutas ( \mathrm{R}/\mathrm{S}) de \mathrm{C}_1 e \mathrm{C}_2 a partir do SMILES fornecido, porque esse SMILES não contém indicação estereoisomérica (não há informação de orientação espacial das ligações).

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