Escreva as fórmulas tridimensionais para cada composto abaixo, indicando configurações R ou S; E ou Z; cis ou trans para cada centro estereogênico quando a molécula possuir mais de um estereoisômero.
c) 1-cloro-1-iodo-1-buteno
c) 1-cloro-1-iodo-1-buteno
Passo 1
O enunciado pede: para a molécula
1-cloro-1-iodo-1-buteno
(escrito aqui como
) você deve escrever as fórmulas tridimensionais de cada composto (isto é, de cada isômero geométrico possível) e indicar as configurações
ou
;
ou
; e, quando aplicável,
ou
para cada centro estereogênico.
Informações que o enunciado dá (implícitas no nome):
Informações que o enunciado dá (implícitas no nome):
- A cadeia é um buteno com dupla ligação iniciando no carbono
, logo há ligação . - No carbono
estão ligados e (substituindo os hidrogênios originais). - A molécula é, portanto, um alceno monosubstituído em
por dois halogênios distintos e em por um hidrogênio e a cadeia (o restante do buteno).
O que precisamos determinar: quantos isômeros geométricos existem, desenhar (descrever) cada um em 3D e indicar as designações/ (e falar sobre / e quando for o caso).
Passo 2
Identificar onde pode haver estereoisomeria:
- Os centros
da dupla ligação podem originar isomeria geométrica se os dois átomos ligados a cada carbono da dupla forem diferentes entre si. - Em
temos e (dois substituintes diferentes). - Em
temos e o grupo (diferentes).
Portanto ambos os carbonos da dupla têm dois substituintes diferentes → há isomeria geométrica (duas formas:e ).
Não há carbonocom quatro substituintes todos diferentes (nenhum centro na molécula), logo não se aplicam configurações .
Passo 3
Revisão didática do método para decidir
ou
(regra CIP, passo a passo):
- Para cada carbono da dupla, identifique os dois átomos diretamente ligados a ele. Esses átomos têm prioridades dadas pelo número atômico: maior número atômico → maior prioridade.
- No caso de empate no primeiro átomo ligado, compara-se o próximo conjunto de átomos ligados (aqui não é necessário porque o primeiro átomo já decide).
- Depois de atribuir prioridades em cada carbono, compare a posição espacial dos dois substituintes de maior prioridade:
- se os substituintes de maior prioridade estão no mesmo lado da dupla →
(do alemão zusammen = juntos); - se estão em lados opostos →
(entgegen = opostos).
Aplicando isso aqui:
- se os substituintes de maior prioridade estão no mesmo lado da dupla →
- Em
: os dois átomos ligados são e . Compare números atômicos: e . Logo prioridade maior → (prioridade ), seguida de (prioridade ). - Em
: os dois átomos ligados são e (um carbono). Compare e . Maior prioridade → o grupo (escrito simplesmente como o substituinte alcila, prioridade ), e prioridade é .
Passo 4
Concluir quantos isômeros geométricos existem e explicar a relação entre eles:
- Como há substituintes diferentes em ambos os carbonos da dupla, existem exatamente duas configurações geométricas possíveis: aquela em que os substituintes de maior prioridade (
em e o grupo alcila em ) estão do mesmo lado ( ) e aquela em que estão em lados opostos ( ). - Não existem centros
na molécula, portanto não há confusão com isomeria óptica. - Quanto a
: essa nomenclatura clássica é útil quando os dois grupos comparados em cada carbono são idênticos ou simples (por exemplo, dois hidrogênios ou dois grupos iguais); aqui, como os dois substituintes em são diferentes ( e ), a nomenclatura é ambígua e não recomendada. Podemos, informalmente, dizer “ ” ou “ ”, mas a forma correta e inequívoca é usar / .
Passo 5
Desenhos tridimensionais (descrição) dos dois isômeros — vou colocar a dupla ligação no plano
, com
à esquerda e
à direita. Isso é só uma convenção de visualização para imaginar a 3D:
- Geometria plana da dupla:
e e os seus ligantes diretos ficam num mesmo plano (plano da dupla). Chamaremos “acima” do plano (lado +y) e “abaixo” do plano (lado −y). - Identificações de prioridades (relembre): em
prioridade , . em prioridade grupo alcila , .
Agora as duas formas:
Forma
(substituintes de maior prioridade em lados opostos):
- Coloque
(prioridade mais alta em ) “acima” do plano (lado +y). - Coloque o grupo alcila (prioridade mais alta em
) “abaixo” do plano (lado −y). -
fica abaixo do plano em (oposto a ). fica acima do plano em (oposto ao grupo alcila).
Descrição em texto 3D compacto (pondo ligações simples):acima do plano ligado a , abaixo do plano ligado a ; em o grupo abaixo do plano, acima do plano. Isso corresponde a -1-cloro-1-iodo-1-buteno.
Forma
(substituintes de maior prioridade no mesmo lado):
- Coloque
(prioridade maior em ) e o grupo alcila (prioridade maior em ) ambos acima do plano (+y). -
e ficam abaixo do plano (−y).
Descrição em texto 3D compacto:e o grupo no mesmo lado da dupla (ambos “acima”), correspondendo a -1-cloro-1-iodo-1-buteno.
Passo 6
Observações finais e como identificar rapidamente na prova (dica prática):
- Método rápido: no papel, desenhe
no plano; marque os dois substituintes em cada carbono; determine prioridade por número atômico no átomo ligado diretamente; se os dois de maior prioridade estiverem do mesmo lado → , se estiverem em lados opostos → . - Para esta molécula especificamente, prioridades são:
; . Então compare posição de e do grupo alcila. - Não há centros
a indicar. não é a nomenclatura recomendada aqui (use ).