Escrever as estruturas dos isômeros E-Z para os compostos abaixo. Deixe indicado também a designação cis-trans quando cabível. Examinando os casos onde ambos os sistemas são possíveis, diga se existe equivalência entre os sistemas E-Z e cis-trans.
1-bromo-1-cloro-2-metil-1-buteno.
1-bromo-1-cloro-2-metil-1-buteno.
Passo 1
O enunciado pede que eu escreva as estruturas dos isômeros
-
do composto “1-bromo-1-cloro-2-metil-1-buteno”, indique a designação cis-trans quando isso for cabível e, quando ambos os sistemas forem possíveis, diga se há equivalência entre
e cis-trans. As informações dadas são apenas o nome do composto, portanto devo extrair a estrutura a partir do nome e aplicar as regras de prioridade (CIP) para determinar
ou
.
Passo 2
Identificação da cadeia e dos átomos do duplo enlace (montando a estrutura a partir do nome):
- A base é o but-1-eno: há quatro carbonos numerados
a com o duplo em . - Substituições segundo o nome:
- Em
: e (ou seja, está ligado a e ). - Em
: há um grupo metil, isto é ligado em .
- Em
- Logo, os substituintes diretamente ligados aos carbonos do duplo são:
- Em
: e . - Em
: (metil) e o resto da cadeia que é (etil, proveniente de - ).
- Em
- Observação importante: tanto
quanto são insaturados (sp ) e, pela contagem de ligações, não possuem átomos de ligados ao carbono do duplo neste composto (cada um já tem 3 ligações sigma + 1 pi correspondente ao duplo). Portanto não há hidrogênios diretamente no duplo.
Passo 3
Brevíssima aula sobre como determinar
ou
(regras CIP, de um jeito simples):
- Passo A (prioridade direta): compare os átomos ligados diretamente ao carbono do duplo: o átomo com maior número atômico tem prioridade maior.
- Passo B (empate): se os dois átomos ligados diretamente são iguais (ex.: ambos são
), então olhamos para os átomos ligados a esse átomo (lista de substituintes) e comparamos termo a termo, ordenando por número atômico até surgir uma diferença. - Depois de determinar o grupo de maior prioridade em cada carbono do duplo, aplicamos:
-
(do alemão zusammen = juntos): os dois grupos de maior prioridade estão do mesmo lado do plano do duplo. -
(do alemão entgegen = opostos): os dois grupos de maior prioridade estão em lados opostos do plano do duplo.
-
- Sobre cis/trans: é uma nomenclatura mais antiga e só é perfeitamente aplicável quando se pode comparar diretamente dois grupos iguais (por exemplo: ambos os carbonos do duplo têm um
— daí dá para dizer “cis” se os dois estão do mesmo lado). Quando não há hidrogênios ou quando os dois lados não têm grupos idênticos, cis/trans pode ser ambíguo ou não aplicável.
Passo 4
Aplicando CIP em
(substituintes:
e
):
- Compare átomos ligados diretamente:
(número atômico ) vs (número atômico ). - Resultado:
tem prioridade maior que . - Então, no carbono
, o grupo de maior prioridade é .
Passo 5
Aplicando CIP em
(substituintes:
e
— metil vs etil):
- Átomos ligados diretamente a
: ambos os substituintes começam por um átomo (portanto empate na primeira comparação). - Então olhamos para os átomos ligados a esse átomo substituinte:
- Para o metil (
): o átomo carbono do metil está ligado a → números atômicos . - Para o etil (
): o átomo carbono que se liga a (o carbono do grupo etil) está ligado a (um desses é o próximo carbono da cadeia) → números atômicos ordenados .
- Para o metil (
- Comparando as listas em ordem decrescente, o etil
vence sobre o metil . - Resultado: no carbono
, o grupo de maior prioridade é (etil). O metil é de prioridade menor.
Passo 6
Concluindo prioridades e aplicando definição E/Z:
- Prioridades finais: em
→ . Em → . - Para construir os dois isômeros:
-
: os dois grupos de maior prioridade ( e ) estão no mesmo lado do duplo. -
: os dois grupos de maior prioridade estão em lados opostos do duplo.
-
- Observação sobre cis/trans: como não existem hidrogênios ligados aos carbonos do duplo (nem existem dois grupos idênticos que possam ser usados para o critério “cis/trans” clássico), a designação cis/trans não é aplicável de forma útil aqui. Logo, não existe uma correspondência cis = Z e trans = E neste caso porque cis/trans simplesmente não se aplica.
Passo 7
Descrição esquemática das estruturas (como representá-las mentalmente ou num desenho rápido):
- Esquema do fragmento do duplo:
, com em os ligantes e , e em os ligantes (etil) e (metil). -
: colocar e do mesmo lado do plano do duplo; e do outro lado. -
: colocar e em lados opostos do plano do duplo; e também em lados opostos. - Se fosse para desenhar em texto: por exemplo
-
(Br e Et no mesmo lado; Cl e Me no outro) -
(Br e Et em lados opostos)
(isso é descrição; o essencial é a posição relativa dee .)
-
Passo 8
Resposta sobre equivalência entre os sistemas
e cis/trans neste caso:
- Neste composto a notação cis/trans não é aplicável porque nenhum dos carbonos do duplo tem
ligado e também não há pares idênticos de substituintes enfrentados que permitam usar o termo “cis” ou “trans” sem ambiguidade. - Portanto não há equivalência (nem comparação) entre
e cis/trans neste caso: apenas e são corretos e úteis.