Escreva as fórmulas estruturais dos seguintes compostos:
(E,4S)-4-cloro-2-penteno
(E,4S)-4-cloro-2-penteno
Passo 1
O enunciado pede que eu escreva as fórmulas estruturais do composto dado pelo nome sistemático
-4-cloro-2-penteno. Informações fornecidas e o que preciso extrair do nome:
- A cadeia principal é “penteno”: ou seja, cinco átomos de carbono numa cadeia linear.
- O sufixo “2-penteno” indica uma dupla ligação entre os carbonos de número
e . - Há um substituinte “4-cloro”: um átomo de cloro ligado ao carbono
. - Os descritores estereoquímicos são
: - o símbolo
indica a configuração geométrica da dupla ligação (E = entgegen = os grupos de maior prioridade em lados opostos da dupla). - o símbolo
indica que o carbono é um centro quiral com configuração .
- o símbolo
- Preciso, portanto, apresentar a fórmula estrutural (conectividade dos átomos) e também a representação que mostre a estereoquímica (a geometria
da dupla e a configuração no C4).
Passo 2
Numeração da cadeia e conectividade básica (sem ainda decidir estereoquímica):
- Como a dupla ligação está no carbono
, numeramos de forma que a dupla tenha o menor número possível. Assim a cadeia é numerada – – – – . - A conectividade (esqueleto) é, portanto, linear: carbono
ligado ao , ligado por dupla ao , ligado ao , ligado ao . - Escrevendo a fórmula condensada da conectividade (sem mostrar ainda E/Z ou R/S):
. - Observação: aqui cada carbono saturado tem os hidrogênios implícitos para completar quatro ligações.
Passo 3
Entendendo e aplicando a regra CIP para a dupla ligação (
versus
):
- Para decidir
ou numa dupla com substituintes diferentes, usamos as regras de prioridade CIP (Cahn–Ingold–Prelog): - Comparamos os átomos diretamente ligados a cada carbono da dupla: no carbono
os grupos ligados são um átomo de hidrogênio e o grupo metil (um átomo de carbono); no carbono os grupos ligados são um átomo de hidrogênio e o grupo que contém (um átomo de carbono). - Como carbono (
) tem prioridade maior que hidrogênio ( ), em ambos os lados o substituinte de maior prioridade é o carbono (à esquerda é , à direita é ).
- Comparamos os átomos diretamente ligados a cada carbono da dupla: no carbono
- Agora comparamos se os substituintes de maior prioridade (os carbonos) estão do mesmo lado da dupla (configuração
) ou em lados opostos (configuração ). - O nome indica
, ou seja, os carbonos de maior prioridade em cada lado da dupla (a cadeia que leva a e a cadeia que leva a ) devem estar em lados opostos da dupla (trans/opostos).
Passo 4
Desenhando a dupla com a configuração
(maneira prática de representá-la no plano):
- Uma maneira útil de desenhar
é representar a dupla ligação horizontal e colocar os substituintes de maior prioridade em lados opostos: - Coloco a dupla
horizontal. - No carbono
: o substituinte de maior prioridade é o grupo metil ; coloco esse metil “para cima” (por exemplo). - No carbono
: o substituinte de maior prioridade é o grupo que contém ; para que fique em lado oposto ao metil de , coloco esse grupo ligado a “para baixo”.
- Coloco a dupla
- Assim, no desenho plano teremos os grupos de maior prioridade em lados opostos: isso representa a configuração
.
Passo 5
Entendendo e aplicando a regra CIP para o centro quiral em
(como decidir
ou
):
- O carbono
é ligado a quatro substituintes distintos: , o resto da cadeia rumo a (vou chamar isso de grupo ), o grupo metil (vou chamar de grupo ) e um hidrogênio . - Para ordenar prioridades (maior prioridade = 1):
- O átomo com maior número atômico ligado diretamente a
é ( ) → prioridade 1. - Compara-se então os dois carbonos ligados diretamente: o carbono
(grupo ) e o carbono (grupo ). Ambos são carbonos ( ), empate no primeiro nível; desempata-se olhando os átomos ligados a esses carbonos (excluindo o próprio ): -
está ligado, entre outros, ao carbono (que participa da dupla) e a um hidrogênio. -
(metil) está ligado somente a hidrogênios. - Assim, o conjunto de átomos ligados a
contém um carbono (de maior ) enquanto o de tem apenas hidrogênios → tem prioridade maior que . - Logo prioridade 2 = grupo que leva a
; prioridade 3 = metil .
-
- A prioridade 4 é o hidrogênio
(menor ).
- O átomo com maior número atômico ligado diretamente a
- Para determinar
ou usamos a regra prática: - Colocamos o substituinte de menor prioridade (
) apontando para trás (ou imaginamos o olhar vindo da direção oposta). - Observamos a ordem 1 → 2 → 3: se esse percurso é horário, a configuração é
; se é anti-horário, é .
- Colocamos o substituinte de menor prioridade (
- O nome do composto exige que a configuração seja
. Portanto, ao desenhar a estrutura devemos mostrar a disposição espacial dos grupos em de modo que, com apontando para trás, a sequência (Cl) → (grupo a ) → (metil ) seja anticlockwise (no sentido anti-horário).
Passo 6
Desenhando explicitamente a estereoquímica em
(representação com cunhas):
- Convenção prática para desenhos em linha (perspectiva com cunhas):
- Uma ligação representada por um triângulo sólido (cunha sólida) sai do plano da página em direção ao observador.
- Uma ligação representada por uma linha tracejada (cunha tracejada) vai para trás do plano (longe do observador).
- Ligações simples restantes são desenhadas no plano da página.
- Queremos
. Uma forma simples de garantir isso é colocar: -
como ligação tracejada (apontando para trás) — isso coloca o substituinte de menor prioridade para trás, condição conveniente para leitura de . - Dispor no plano os outros três substituintes de modo que, olhando com
para trás, a ordem (Cl) → (grupo que leva a ) → (metil ) seja anti-horária.
-
- Um desenho consistente com
é então o seguinte (escrevo a fórmula condensada e indico quais ligações são cunha/tracejada): - A conectividade:
. - Para mostrar
: o metil no e o grupo que contém no ficam em lados opostos da dupla. - Para mostrar
: no átomo desenhar com cunha sólida (para frente) e com cunha tracejada (para trás), e os grupos e no plano de forma que a ordem seja anti-horária quando visto com para trás.
- A conectividade:
Passo 7
Resumo final das duas representações pedidas (estrutura de conectividade e estrutura com estereoquímica indicada):
- Fórmula condensada (conectividade linear):
. - Representação com indicação explícita da estereoquímica (geometria
da dupla e configuração no carbono ): - Desenho em perspectiva (descrição): dupla
horizontal com o metil ligado a e o grupo que leva a em lados opostos (isso é o ); no a ligação é desenhada como cunha sólida (saindo para frente) e a ligação como cunha tracejada (indo para trás), de modo que a sequência de prioridades 1(Cl)→2(C3)→3(CH3) é anti-horária quando o está para trás, i.e. configuração .
- Desenho em perspectiva (descrição): dupla
Resposta
Representação com estereoquímica: dupla
em configuração
(grupos de maior prioridade em lados opostos) e no carbono
mostrar
com cunha sólida (para frente) e
com cunha tracejada (para trás) de modo a obter a configuração
.