Determine a configuração absoluta de cada composto a seguir:
OHRHOOH

Passo 1

O enunciado dá a cadeia pelo SMILES CC(O)[C@H]\text{(C)}CC(=O)O. Preciso determinar a configuração absoluta (R ou S) do centro quiral indicado por \[C@H\].
Lista clara do que o enunciado fornece e o que pede:
  • Temos exatamente um carbono quiral (o marcado em \[C@H\]).
  • O objetivo é achar a configuração absoluta desse carbono (R ou S).
  • Vou usar apenas as informações contidas no SMILES (conectividade e a marcação de quiralidade) e aplicar as regras de Cahn–Ingold–Prelog passo a passo.

Passo 2

Identificar o carbono quiral e seus três substituintes (além do hidrogênio implícito). Escrevendo a conectividade da região relevante da cadeia temos, do lado esquerdo para o direito:
  • grupo à esquerda: -\mathrm{CH(OH)CH_3} (um carbono que leva um \mathrm{OH} e um \mathrm{CH_3});
  • grupo à direita: -\mathrm{CH_2COOH} (o \mathrm{CH_2} ligado ao grupo carboxílico);
  • grupo simplesmente metil: -\mathrm{CH_3};
  • e o hidrogênio implícito: \mathrm{H}.
Portanto, os quatro ligantes ligados ao carbono quiral são, em termos químicos:
\text{(A)}\\\ -\mathrm{CH(OH)CH_3},\qquad \text{(B)}\\\ -\mathrm{CH_2COOH},\qquad \text{\text{(C)}}\\\ -\mathrm{CH_3},\qquad \text{(D)}\\ \mathrm{H}.

Passo 3

Aplicar as regras de prioridade de Cahn–Ingold–Prelog (CIP). Regra básica: comparar os átomos diretamente ligados ao centro quiral; maior número atômico = maior prioridade. Se empate, comparar os próximos átomos ao longo de cada ramo, em ordem decrescente de número atômico.
  • O átomo diretamente ligado em cada substituinte é sempre um carbono (todos são carbonos), então há empate ao comparar átomos diretos.
  • Para desempatar, listamos os átomos ligados ao primeiro átomo de cada substituinte (excluindo o átomo central):
    • Para \text{(A)} (o carbono de -\mathrm{CH(OH)CH_3}): os átomos ligados a esse carbono são \mathrm{O}, \mathrm{C} (o \mathrm{CH_3}) e \mathrm{H}. Então o conjunto é \{\mathrm{O},\mathrm{C},\mathrm{H}\}.
    • Para \text{(B)} (o carbono de -\mathrm{CH_2COOH}): os átomos ligados a esse carbono são \mathrm{C} (o carbono carbonílico), \mathrm{H}, \mathrm{H}. Então o conjunto é \{\mathrm{C},\mathrm{H},\mathrm{H}\}.
    • Para \text{\text{(C)}} (o \mathrm{CH_3}): os átomos ligados a esse carbono são \mathrm{H},\mathrm{H},\mathrm{H}. Então o conjunto é \{\mathrm{H},\mathrm{H},\mathrm{H}\}.
    • Para \text{(D)} temos o próprio \mathrm{H} (prioridade obviamente mais baixa).
  • Comparando os conjuntos pelo maior elemento presente: \mathrm{O} (número atômico 8) > \mathrm{C} ( 6) > \mathrm{H} ( 1). Logo a prioridade decrescente é:
    \text{(A)}\\ \big(-\mathrm{CH(OH)CH_3}\big)\\ \text{(prioridade \(\;1\))},\qquad \text{(B)}\ \big(-\mathrm{CH_2COOH}\big)\ \text{(prioridade \(\;2\))},\qquad \text{\text{(C)}}\ \big(-\mathrm{CH_3}\big)\ \text{(prioridade \(\;3\))},\qquad \text{(D)}\ \mathrm{H}\ \text{(prioridade \(\;4\))}.

Passo 4

Determinar R ou S a partir da ordem 1\to2\to3 com a menor prioridade ( \mathrm{H}, prioridade \;4) orientada para trás (longe do observador).
  • Regra prática: coloque a prioridade \;4 (aqui \mathrm{H}) apontando para trás; então observe se a sequência das prioridades 1\to2\to3 gira no sentido horário (clockwise) ou anti-horário (counterclockwise) ao olhar para a molécula.
  • Se 1\to2\to3 for horário, a configuração é \mathrm{R}. Se for anti-horário, a configuração é \mathrm{S}.
Agora, a partir do SMILES a ordem em que os três substituintes (excluindo o hidrogênio) aparecem é: primeiro -\mathrm{CH(OH)CH_3} (que é a prioridade \;1), depois -\mathrm{CH_3} (prioridade \;3), e depois -\mathrm{CH_2COOH} (prioridade \;2). Ou seja, a ordem textual fornecida pelo SMILES é (1,\;3,\;2). Tomando essa ordem como disposição cíclica dos substituentes ao redor do carbono e lembrando que o hidrogênio é o grupo de menor prioridade (colocado para trás), a sequência 1\to2\to3 corresponde a um giro horário (clockwise).
  • Explicando de modo concreto e intuitivo: com \mathrm{H} para trás, ir de \;1 (o grupo com \mathrm{O}) para \;2 (o grupo -\mathrm{CH_2COOH}) para \;3 (o metil) descreve um movimento horário quando se visualiza a geometria tetraédrica orientada conforme o SMILES; movimento horário = configuração \mathrm{R}.

Passo 5

Resumo didático curto sobre o que foi usado para decidir:
  • Usei a regra CIP para ordenar os ligantes por prioridade: \;1:\\\ -\mathrm{CH(OH)CH_3}, \;2:\\\ -\mathrm{CH_2COOH}, \;3:\\\ -\mathrm{CH_3}, \;4:\\ \mathrm{H}.
  • Com o hidrogênio (prioridade \;4) para trás, a sequência 1\to2\to3 é no sentido horário. Pela convenção CIP, isso define configuração \mathrm{R}.

Resposta

R

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