Especifique a configuração absoluta para cada um dos estereoisômeros do par de enantiômeros do \mathrm{CHOCHOHCH} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{OH} (Gliceraldeído) usando-se a Projeção de Fischer e dê o nome de cada um deles.

Passo 1

O enunciado pede que eu determine a configuração absoluta (R ou S) para cada um dos dois enantiômeros do gliceraldeído de fórmula \mathrm{CHO\!-\!CHOH\!-\!CH_{2}OH}, usando a Projeção de Fischer, e que eu dê o nome de cada um deles. Informações importantes fornecidas pelo enunciado e que vou usar:
  1. A cadeia é \mathrm{CHO} (grupo aldeído) — \mathrm{CH(OH)} (carbono quiral) — \mathrm{CH_{2}OH}.
  2. Há exatamente um centro estereogênico: o carbono central \mathrm{CH(OH)}.
  3. Preciso apresentar as duas Projeções de Fischer (os dois enantiômeros) e para cada uma indicar a configuração absoluta (R ou S) e o nome habitual (D-gliceraldeído ou L-gliceraldeído).

Passo 2

Relembrando a convenção da Projeção de Fischer (coisa essencial para fazer isso na prova, explico de forma direta e prática):
  • A cadeia carbonada principal é desenhada verticalmente: o grupo mais oxigenado/top (aqui \mathrm{CHO}) fica em cima e o \mathrm{CH_{2}OH} embaixo.
  • Os grupos na vertical (topo e fundo) apontam para trás (ou seja, para dentro da página).
  • Os grupos nas horizontais (esquerda e direita) apontam para frente (para fora da página).
    Para o gliceraldeído as duas Projeções de Fischer possíveis (os dois enantiômeros) são estas (escrevo cada linha para ficar claro):
  • Enantiômero A (OH à direita):
    cima: \mathrm{CHO}
    esquerda/centro: \mathrm{H} \quad direita/centro: \mathrm{OH}
    baixo: \mathrm{CH_{2}OH}
  • Enantiômero B (OH à esquerda):
    cima: \mathrm{CHO}
    esquerda/centro: \mathrm{OH} \quad direita/centro: \mathrm{H}
    baixo: \mathrm{CH_{2}OH}

Passo 3

Vou aplicar as regras de prioridade de Cahn–Ingold–Prelog (CIP) ao carbono quiral (ensino passo a passo, porque é o ponto crítico):
  1. Liste os quatro grupos ligados ao carbono quiral: \mathrm{OH}, \mathrm{H}, o substituinte aldeído (o carbono do grupo \mathrm{CHO}) e o substituinte \mathrm{CH_{2}OH}.
  2. Primeiro critério: compare os átomos diretamente ligados ao centro quiral. Aqui esses átomos são: para \mathrm{OH} é \mathrm{O} (oxigênio), para \mathrm{H} é \mathrm{H}, para os dois substituintes carbonados é \mathrm{C} e \mathrm{C}. Logo o maior elemento direto é o oxigênio → então
    • prioridade 1: \mathrm{OH} (porque tem átomo ligado \mathrm{O}, maior número atômico).
  3. Para decidir entre os dois carbonos ligados ( \mathrm{CHO} e \mathrm{CH_{2}OH}) usamos o procedimento padrão: compare, pela ordem, os átomos ligados a esses carbonos (tratando ligações duplas como se fossem ligações a átomos fantasmas, ou seja, contando o oxigênio duas vezes no caso do \mathrm{C=O}):
    • O carbono do aldeído ( \mathrm{CHO}) está ligado a: \mathrm{O} (dupla), \mathrm{H}, e o carbono quiral (mas ao comparar substituintes ignoramos o carbono central; olhamos os outros átomos: útil representá-los como lista ordenada) — de forma prática essa lista fica comparável como \mathrm{O},\mathrm{O},\mathrm{H} (por tratamento da dupla ligação).
    • O carbono \mathrm{CH_{2}OH} está ligado a: \mathrm{O},\mathrm{H},\mathrm{H} → lista \mathrm{O},\mathrm{H},\mathrm{H}.
    • Compare elemento por elemento: primeiro elemento igual ( \mathrm{O} vs \mathrm{O}), segundo elemento \mathrm{O} (aldeído) é maior que \mathrm{H} ( \mathrm{CH_{2}OH}). Portanto o carbono do aldeído tem maior prioridade.
    • Logo prioridade 2: fragmento \mathrm{CHO}. Prioridade 3: fragmento \mathrm{CH_{2}OH}.
  4. Por fim prioridade 4: \mathrm{H}.
Resumo das prioridades no carbono quiral:
1:\\ \mathrm{OH},\quad 2:\\ \mathrm{CHO},\quad 3:\\ \mathrm{CH_{2}OH},\quad 4:\\ \mathrm{H}.

Passo 4

Agora vou usar essas prioridades para cada Projeção de Fischer e decidir R ou S. Regra prática importante (útil na prova): em uma Projeção de Fischer os grupos nas horizontais apontam para frente (para o observador) e os verticais para trás; se o grupo de menor prioridade (4) estiver numa posição horizontal (isto é, apontando para frente), o sentido 1→2→3 que você vê na projeção é o contrário da configuração real; portanto você deve inverter o resultado que obtiver na projeção. Vou aplicar isso explicitamente ao enantiômero A (OH à direita), que é o caso clássico do D-gliceraldeído.
Para o enantiômero A (Fischer com \mathrm{OH} à direita):
  • Posicionamento na Fischer: top = \mathrm{CHO} (vertical), direita = \mathrm{OH} (horizontal), esquerda = \mathrm{H} (horizontal), bottom = \mathrm{CH_{2}OH} (vertical).
  • Substituintes com prioridades colocados nas posições:
    • 1 ( \mathrm{OH}) = direita,
    • 2 ( \mathrm{CHO}) = cima,
    • 3 ( \mathrm{CH_{2}OH}) = baixo,
    • 4 ( \mathrm{H}) = esquerda.
  • Trace mentalmente a sequência 1\to2\to3: direita \to cima \to baixo. Na projeção isso corresponde a um percurso no sentido anti-horário (counterclockwise).
  • Mas atenção: a prioridade 4 ( \mathrm{H}) está numa posição horizontal (esquerda), ou seja, apontando para frente (para o observador). Quando o grupo de menor prioridade aponta para frente, o sentido que vemos (aqui anti-horário) corresponde ao inverso da configuração real. Portanto inverto o resultado: anti-horário observado → configuração real é R.
  • Conclusão para o enantiômero A: configuração absoluta (R). Este é o D-gliceraldeído (por convenção histórica, o gliceraldeído com \mathrm{OH} à direita na Fischer é o “D”).

Passo 5

Faço o mesmo raciocínio para o enantiômero B (OH à esquerda):
Para o enantiômero B (Fischer com \mathrm{OH} à esquerda):
  • Posicionamento: top = \mathrm{CHO} (vertical), esquerda = \mathrm{OH} (horizontal), direita = \mathrm{H} (horizontal), bottom = \mathrm{CH_{2}OH} (vertical).
  • Prioridades:
    • 1 ( \mathrm{OH}) = esquerda,
    • 2 ( \mathrm{CHO}) = cima,
    • 3 ( \mathrm{CH_{2}OH}) = baixo,
    • 4 ( \mathrm{H}) = direita.
  • Sequência 1\to2\to3: esquerda \to cima \to baixo. Na projeção isto corresponde a um percurso no sentido horário (clockwise).
  • Novamente o menor grupo ( \mathrm{H}) está em posição horizontal (aqui à direita), isto é, apontando para frente; quando o grupo 4 aponta para frente, o sentido que vemos é o oposto da configuração real. Assim, observado clockwise → configuração real é S.
  • Conclusão para o enantiômero B: configuração absoluta (S). Este é o L-gliceraldeído (convenção: \mathrm{OH} à esquerda na Fischer = “L”).

Passo 6

Resumo e dica prática para a prova (curta, pra te animar):
  • Se a menor prioridade ( \mathrm{H}) estiver em posição vertical (ou seja, fora da página/para trás), ler 1→2→3 diretamente: clockwise = R, counterclockwise = S.
  • Se \mathrm{H} estiver numa horizontal (para frente), então inverta o resultado que você obtiver lendo 1→2→3 na projeção.
    No caso do gliceraldeído isso dá exatamente o conhecido resultado: D = ® e L = (S). Vai dar certo na prova, confia — e respira!

Resposta

Fischer com \mathrm{OH} à direita: configuração (R) — D-gliceraldeído.
Fischer com \mathrm{OH} à esquerda: configuração (S) — L-gliceraldeído.

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