Desenhe todos os possíveis estereoisômeros do (2R,3S)-2-etil-3-hidroxi-hexano na forma zigue-zague e adotando a notação de cunhas e determine a configuração absoluta de cada centro estereogênico.
Passo 1
O que o enunciado pede e os dados que temos (resumido e claro).
- Pedido: desenhar todos os possíveis estereoisômeros de 2-etil-3-hidroxi-hexano na forma zigue-zague usando notação de cunhas (wedge/dash) e determinar a configuração absoluta de cada centro estereogênico.
- Informação dada: a cadeia principal é hexano e há dois centros estereogênicos (nos carbonos
e ). O enunciado citou um dos estereoisômeros: -2-etil-3-hidroxi-hexano — isso já fixa um exemplo. - Consequência imediata: com dois centros quirais teremos
estereoisômeros possíveis (dois pares de enantiômeros; entre eles há duas diastereoisômerias). - O que vou entregar: (1) explicação passo a passo de como atribuir prioridades e R/S (CIP); (2) instruções claras para desenhar cada um dos quatro estereoisômeros na forma zigue-zague com notação de cunhas; (3) a configuração absoluta de cada centro em cada estrutura.
Passo 2
Conectividade da molécula e numeração (para não haver ambiguidade).
- Esqueleto e numeração (escrever mentalmente ou no papel): a cadeia principal é hexano numerada de
a . - Em
há um substituinte etil (ou seja, o carbono liga-se a , a , a um grupo etil e a um hidrogênio — portanto é quiral). - Em
há um grupo hidroxila (ou seja, liga-se a , a , a e a — portanto é quiral). - Resumindo a conectividade (linha):
.
Passo 3
Regra CIP (como se determina prioridades) — explicação didática e passo a passo.
- Regra básica: para um centro quiral, compara-se os átomos diretamente ligados ao carbono quirál; o átomo de maior número atômico tem maior prioridade.
- Se houver empate (dois ligantes com mesmo átomo diretamente ligado), compara-se os átomos ligados a esses átomos (lista-se em ordem decrescente de número atômico e compara-se termo a termo) — continue até desempatar.
- Hidrogênio sempre terá a menor prioridade (
quando houver quatro ligantes distintos). - Exemplo aplicado aqui: em ambos centros teremos comparações entre átomos carbono e oxigênio e hidrogênio; o oxigênio ganha prioridade sobre carbonos.
Passo 4
Aplicando CIP em
e em
com detalhes (mostrando exatamente as prioridades).
- Para
: os quatro substituintes são (i) (grupo metila, um carbono ligado só a três hidrogênios), (ii) (o carbono que carrega o ), (iii) o carbono do grupo etil ligado a (vou chamar de Et-CH2), e (iv) . - Comparando átomos diretamente ligados:
= C, = C, Et-CH2 = C, = H. Logo é prioridade (a menor). - Para desempatar entre os três carbonos ligados, olha-se os átomos ligados a cada um (próxima “camada”):
- O átomo ligado a
inclui um oxigênio (porque tem ), então esse caminho vence: recebe prioridade . - O carbono Et-CH2 está ligado a um carbono (o outro carbono do etil) e a dois hidrogênios (configuração típica CH2-CH3), enquanto
(o metil da extremidade) está ligado só a hidrogênios. Assim, Et-CH2 (por ter um carbono ligado) tem prioridade e prioridade .
- O átomo ligado a
- Portanto, em
: prioridades .
- Comparando átomos diretamente ligados:
- Para
: os quatro substituintes são (i) (oxigênio), (ii) (o carbono com etil), (iii) (CH2 à direita), e (iv) . - Diretamente ligados:
dá átomo ligado (logo prioridade porque tem maior número atômico que e ); é prioridade . - Entre
e : compara-se os átomos ligados a esses carbonos (próxima camada). -
está ligado a três carbonos (um deles é o do etil e outro o e também ao próprio ), então seu conjunto de átomos envolvidos é mais pesado que o de (que está ligado a e hidrogênios). Assim tem prioridade e prioridade .
-
- Portanto, em
: prioridades .
- Diretamente ligados:
Passo 5
Como determinar R/S a partir das prioridades — regra prática com wedge/dash (muito didático).
- Regra curta: com a prioridade
traça-se a ordem no sentido em que os grupos aparecem quando o grupo de menor prioridade ( , tipicamente ) está apontando para trás (ou seja, um traço pontilhado/dashed). Se o caminho de para para for horário (no sentido dos ponteiros do relógio) a configuração é . Se for anti-horário a configuração é . - Se o grupo de menor prioridade (
) estiver apontando para frente (wedge, vindo em direção ao observador), então o sentido observado fica invertido: horário observado → , anti-horário → . - Em termos de desenho na prática (zigue-zague + cunhas):
- Em um esqueleto zigue-zague normal, os dois vínculos para os carbonos adjacentes de um centro quiral ficam “no plano” (ligando-se à esquerda e à direita), e os outros dois ligantes ficam um vindo para fora (wedge, preenchido) e outro indo para trás (dash, tracejado). Assim, ao desenhar escolha qual dos dois (wedge ou dash) será o hidrogênio — normalmente desenha-se o hidrogênio como dash (indo para trás) para facilitar a leitura da regra (quando possível).
- Assim: para cada centro, se desenhar
como dash (para trás), basta ver a sequência na projeção em plano. Se for horário → ; anti-horário → .
Passo 6
Orientação padrão para desenhar em zigue-zague e convenção que vou usar nas instruções concretas de desenho.
- Convenção de desenho (adotada para todas as estruturas que vou descrever): desenhar a cadeia principal
a em uma tipica projeção zigue-zague horizontal (da esquerda para a direita): - Esboço:
(extremo esquerdo) — (ligado acima ao substituinte etil/vizinho) — — — — (extremo direito). (No papel, os vértices do zigue-zague alternam para cima/baixo; importante é que os laços C1–C2–C3 estão no “plano do papel”.)
- Esboço:
- Em cada centro quirál (
e ) os dois substituintes que não são os carbonos adjacentes serão desenhados como um wedge (chegando para frente) e o outro como dash (indo para trás). Em todas as instruções abaixo vou especificar explicitamente qual é wedge e qual é dash (por exemplo: “em : Et em wedge, H em dash”). - Observação prática: na maioria dos desenhos “zigue-zague + cunha”, o hidrogênio de um centro é desenhado como dash (para trás) porque facilita aplicar a regra diretamente; para coerência vou preferir essa escolha quando a configuração que queremos permitir isso; quando for mais claro desenharei
em wedge (informarei). Em todos os casos indicarei a configuração absoluta final (R/S) — isto é o mais importante.
Passo 7
Desenho e descrição do primeiro estereoisômero: o dado
.
- Desenho (instrução passo a passo para produzir no papel, zigue-zague com cunhas):
- Desenhe a cadeia zigue-zague de 6 carbonos da esquerda para a direita:
— — — — — . - Em
: desenhe o grupo etil como um laço vindo para frente (cunha cheia, wedge) e o hidrogênio como traço pontilhado (dash) indo para trás. Os vínculos para (à esquerda) e para (à direita) ficam no plano (parte do zigue-zague). - Em
: desenhe o grupo como dash (indo para trás) e o hidrogênio como wedge (vind o para frente). Os vínculos para (à esquerda) e (à direita) ficam no plano.
- Desenhe a cadeia zigue-zague de 6 carbonos da esquerda para a direita:
- Resultado e verificação (aplicando CIP e a regra com
atrás em e à frente em ): - Em
— com apontando para trás — a ordem (na projeção) dá sentido horário → configuração . (Isto confirma a etiqueta .) - Em
— com apontando para frente — atenção: se o estiver para frente a regra de leitura inverte; aplicando-a com cuidado obtemos . (Confirma .)
- Em
- Conclusão: a estrutura desenhada como instruída é
-2-etil-3-hidroxi-hexano (essa é a que o enunciado forneceu).
Passo 8
Desenho e descrição do enantiômero de
, que é
.
- Observação: o enantiômero é obtido invertendo todas as configurações (inverte-se a cunha/dash em ambos os centros).
- Desenho (passo a passo):
- Comece com a mesma cadeia zigue-zague
a . - Em
: inverter a orientação do etil e do hidrogênio em relação ao isômero anterior — ou seja, faça o etil como dash (indo para trás) e o hidrogênio como wedge (para frente). Os vínculos para e ficam no plano. - Em
: inverter também — faça o como wedge (para frente) e o como dash (para trás).
- Comece com a mesma cadeia zigue-zague
- Verificação rápida:
- Ambas as configurações em
e ficaram invertidas, então é o enantiômero de .
- Ambas as configurações em
- Conclusão: esta é
-2-etil-3-hidroxi-hexano (enantiômero).
Passo 9
Desenho e descrição dos dois diastereoisômeros (inverter apenas um dos centros).
- Temos duas opções de diastereômeros: (a) inverter somente
em relação a → isso dá ; (b) inverter somente em relação a → isso dá . - Desenho de
(inverte em relação ao fornecido): - Partindo do desenho de
(Passo 7), mantenha em : Et wedge, dash (ou seja, permanece ). - Em
inverta: desenhe como wedge (para frente) e como dash (para trás). Os vínculos de cadeia ficam no plano. - Resultado:
configurado ; configurado . Logo .
- Partindo do desenho de
- Desenho de
(inverte em relação a ): - Partindo do desenho de
, inverta somente : faça Et dash e wedge (ou seja, fica ). - Em
deixe como no (ou seja, — dash, wedge). - Resultado:
configurado ; configurado . Logo .
- Partindo do desenho de
- Observação estereoquímica:
e formam outro par de enantiômeros entre si; cada um deles é diastereoisômero de .
Passo 10
Resumo pedagógico final (como você desenha rápido durante a prova e confere R/S).
- Regra prática para a prova (passos rápidos):
- Identifique centros quirais (
e ). - Aplique CIP para cada centro e anote
(já feito no Passo 4). - Desenhe o zigue-zague da cadeia; para cada centro, desenhe os dois ligantes da cadeia no plano e coloque os outros dois substituintes como wedge/dash (escolhendo
preferencialmente como dash se isso facilitar). - Com
para trás (dash): verifique se é horário → , anti-horário → . - Se
estiver para frente (wedge), lembre-se que o resultado observado deve ser invertido (horário → , anti-horário → ).
- Identifique centros quirais (
- Se ficar em dúvida: desenhe o mesmo centro como uma pequena projeção tetraédrica local (ou use uma projeção de Newman ao redor do centro) e aplique as regras — isso diminui erro.
Resposta
(2R,3S) — desenhar zigue-zague com
: Et em wedge, H em dash;
: OH em dash, H em wedge.
(2S,3R) — enantiômero (inverter cunhas de ambos centros em relação ao anterior).
(2R,3R) — diastereoisômero (manter como em (2R,3S), inverter
).
(2S,3S) — diastereoisômero (inverter em relação a (2R,3S), manter
).
(2S,3R) — enantiômero (inverter cunhas de ambos centros em relação ao anterior).
(2R,3R) — diastereoisômero (manter
(2S,3S) — diastereoisômero (inverter