Escreva as fórmulas tridimensionais de dê os nomes usando as designações (
)(S) e (E)- (Z) para os isômeros de:
3-cloroexa-1,4-dieno
3-cloroexa-1,4-dieno
Passo 1
O que o enunciado pede e quais dados temos de início.
- O enunciado pede: dar as fórmulas tridimensionais (representação estereoquímica) e os nomes usando as designações
, e , para os isômeros de 3‑clorohexa‑ ‑dieno. - Informações do enunciado (explicitadas): a cadeia principal é hexa‑
‑dieno, ou seja a sequência de carbonos é com um átomo de cloro ligado ao carbono (daí “3‑cloro”). - Observações importantes extraídas do enunciado (não resolvo nada ainda):
- O carbono
é um carbono saturado ligado a quatro grupos diferentes ( , , o grupo em direção a e o grupo em direção a ), portanto é um centro estereogénico (pode ser ou ). - A dupla ligação
é uma dupla interna cujos dois carbonos têm substituintes diferentes (em : e ; em : e ), logo ela admite configuração geométrica ou . - A dupla
é terminal (em há dois ), portanto não tem isomeria .
- O carbono
- Consequência imediata: devemos listar e representar os quatro estereoisômeros possíveis combinando a quiralidade em
( / ) com a geometria da dupla ( / ): ao todo isômeros.
Passo 2
Breve aula: como vamos decidir
ou
em
(regras de Cahn–Ingold–Prelog, CIP) — explicação didática passo a passo.
- Ideia geral: para um centro quiral (aqui o carbono
), atribuimos prioridades aos quatro grupos ligados a ele. Prioridade maior significa número atômico maior do átomo ligado diretamente ao centro. Depois, com a prioridade mais baixa ( ) apontando para trás (para longe do observador), observamos a ordem : se for horário, o centro é ; se for anti‑horário, é . - Aplicando ao nosso carbono
: os quatro ligantes são -
(átomo diretamente ligado: ), - o grupo que vai para a direita (em direção a
; vou chamar de grupo via ), - o grupo que vai para a esquerda (em direção a
; vou chamar de grupo via ), -
.
-
- Comparação inicial por número atômico:
(Z = 17) tem prioridade maior do que qualquer carbono (Z = 6), e (Z = 1) é a menor. Logo a ordem provisória é - Resta justificar detalhadamente por que “via
” tem prioridade sobre “via ” (essa comparação entre dois carbonos exige aplicar o procedimento CIP para múltiplas ligações): - Para comparar os dois carbonos ligados ao
( vs ), listamos os átomos ligados a cada um contando ligações múltiplas como se duplicássemos o átomo do outro lado da dupla (regra CIP para múltiplas ligações). - Para
(faz parte de onde é um carbono ligado a dois ): os “átomos ligados a ” (contando duplicações) resultam em — isto é, dois (ambos por causa da dupla) e um . - Para
(faz parte de onde está ligado a que é um carbono): os “átomos ligados a ” (contando duplicações) resultam em — ou seja, também três carbonos, mas agora pelo lado de encontra‑se um carbono ( ) em seguida. - Ao comparar as listas distingue‑se que a ramificação via
rapidamente alcança outro carbono ( ) enquanto a via leva a hidrogênios (em há hidrogênios). Pela regra CIP, a sequência que tem um carbono (em nível mais próximo) ganha prioridade sobre aquela que tem hidrogênio. Portanto “via ” tem maior prioridade do que “via ”.
- Para comparar os dois carbonos ligados ao
- Conclusão das prioridades em
:
Passo 3
Breve aula: como decidir
ou
na dupla
(regra CIP aplicada à dupla ligação).
- Regra prática para
: em cada carbono da dupla escolhemos o substituinte de maior prioridade (pela regra CIP de primeiro átomo ligado). Para os dois substituintes são e ; obviamente tem prioridade maior que . Para os dois substituintes são (um carbono) e , e tem prioridade maior que . Assim os dois “grupos importantes” a comparar são (no lado do ) e (no lado do ). - Se
e estiverem do mesmo lado da dupla, a configuração é (do alemão zusammen = juntos). Se estiverem em lados opostos, é (entgegen = opostos). - Interpretação geométrica: imagine o plano da dupla
; coloque ali as duas ligações restantes (para e para ); se as duas ficam “acima” (ou “abaixo”) do plano -> ; se uma está acima e outra abaixo -> .
Passo 4
Como representar tridimensionalmente e como ligar a representação 3D à designação
e
.
- Para a representação tridimensional do carbono quiral
usamos as convenções usuais: - um traço sólido (wedge) ou legenda “para fora do plano (para o leitor)” para o ligante que aponta para o observador,
- um traço pontilhado/hachurado para o ligante que está apontando para trás (afastado),
- e as duas outras ligações no plano do papel (ou com pequenas inclinações).
- Para a dupla
representamos ou indicando se e estão do mesmo lado da dupla (Z) ou em lados opostos (E). - Vou descrever cada isômero com:
- uma pequena representação estrutural condensada mostrando
do com notação “(Cl out)” para indicar Cl saindo do plano e “(H back)” para H apontando para trás — isto serve como fórmula tridimensional textual; e - a designação
ou (já justificada pelo procedimento CIP) e a designação / explicando a posição relativa de e na dupla .
- uma pequena representação estrutural condensada mostrando
- Observação prática: inverter a orientação relativa de Cl e H no
(trocar wedge/dash) inverte a configuração absoluta entre e . Mudar a posição relativa de e na dupla altera entre e .
Passo 5
Construção explícita — descrevo os quatro isômeros, dou uma representação 3D textual e explico por que cada um recebe a designação dada. (Vou usar a nomenclatura IUPAC corrigida como “3‑clorohexa‑
‑dieno”.)
Para legibilidade, em cada caso mostro:
- uma fórmula condensada da cadeia com indicação de onde está o Cl e o H no
(usando “(Cl para fora)” ou “(Cl para trás)”), e - uma frase curta indicando a geometria da dupla
(se e estão no mesmo lado = ou em lados opostos = ), - e por fim a designação absoluta
ou justificada pela ordem com o ligante apontando para trás (nas representações em que eu coloco para trás).
- Representação e nome do isômero
:
- Interpretação geométrica da dupla:
e estão em lados opostos da dupla (configuração ). - Por que
: com apontando para trás (conforme a notação acima), a sequência de prioridade descreve um movimento horário ao olhar do observador, logo configuração absoluta . - Nome:
-3‑clorohexa‑ -dieno.
- Representação e nome do isômero
:
- Diferença para o caso 1: mesma orientação no
(Cl para fora, H para trás, o que mantém ), mas agora a dupla tem e no mesmo lado do plano da dupla (configuração ). - Nome:
-3‑clorohexa‑ -dieno.
- Representação e nome do isômero
:
- Aqui invertemos a orientação no
: agora está apontando para trás e para fora — isso inverte a configuração absoluta para em relação ao caso 1. - A dupla
está em configuração (ou seja, e em lados opostos do plano da dupla). - Nome:
-3‑clorohexa‑ -dieno.
- Representação e nome do isômero
:
- Mesma orientação no
do caso 3 (portanto ), mas agora a dupla tem e do mesmo lado — configuração . - Nome:
-3‑clorohexa‑ -dieno.
Nota prática e mental: se na prova pedirem “desenhe” um desses isômeros, desenhe a cadeia
, no carbono
coloque Cl e H em posições wedge/dash conforme deseje obter
ou
(lembrando a prioridade
), e ajuste a orientação relativa de
e
ao redor da dupla
para obter
(opostos) ou
(mesmo lado).