Exercício 03. Para cada par de moléculas abaixo, identifique se elas são enantiômeros, diastereoisômeros, isômeros constitucionais ou o mesmo composto. Dê o nome para todos os compostos.
Passo 1
O enunciado pede, para cada par de moléculas fornecidas, que eu identifique se são enantiômeros, diastereoisômeros, isômeros constitucionais ou o mesmo composto, e que eu dê o nome de todos os compostos.
Informações fornecidas: a string SMILES <smiles>C/C=C\C(C)Br</smiles>.
Observação importante: só foi enviada uma única molécula (uma única SMILES). Portanto não há um “par” explícito para comparar — eu vou explicar o que essa SMILES representa, nomear o composto e descrever quais relações estereoisoméricas seriam possíveis caso o segundo membro do par fosse uma de suas variantes (espécies relacionadas por inversão de centros estereogénicos ou mudança na geometria da dupla ligação).
Informações fornecidas: a string SMILES <smiles>C/C=C\C(C)Br</smiles>.
Observação importante: só foi enviada uma única molécula (uma única SMILES). Portanto não há um “par” explícito para comparar — eu vou explicar o que essa SMILES representa, nomear o composto e descrever quais relações estereoisoméricas seriam possíveis caso o segundo membro do par fosse uma de suas variantes (espécies relacionadas por inversão de centros estereogénicos ou mudança na geometria da dupla ligação).
Passo 2
Interpretando a SMILES passo a passo para obter a estrutura:
- A leitura linear é:
. Escrevendo de forma explícita: o fragmento é . - Isso é uma cadeia de cinco carbonos contínuos (é possível percorrer cinco carbonos consecutivos, veja o Passo 3 sobre nomenclatura). O bromo está ligado ao carbono que é substituído por um metil (o carbono terminal da porção direita é quaternário em ligações? não — é
ligado a , , e ).
Portanto a fórmula esqueleto que obtemos é a de um penteno substituído por bromo e metil.
Passo 3
Nomeando o composto (como pensar na prova): escolha a cadeia mais longa que contenha a dupla ligação. Aqui existe uma cadeia de cinco carbonos que contém a dupla ligação, então o hidrocarboneto base é um penteno. Numeramos a cadeia de modo que a dupla ligação tenha o menor número possível. Se numerarmos da extremidade esquerda da SMILES, a dupla fica entre os carbonos
e
, logo é um pent-2-eno. O bromo está localizado no carbono
da cadeia numerada dessa forma. Logo o nome comum sistemático é 4-bromo-2-penteno.
A SMILES usa barras (/ e ) que codificam a configuração geométrica da dupla ligação: . Assim, o nome completo com configuração da dupla é
-4-bromo-2-penteno.
A SMILES usa barras (/ e ) que codificam a configuração geométrica da dupla ligação:
C/C=C\C indica que os dois grupos carbono ligados à dupla (= os substituintes principais em cada carbono da dupla) estão em lados opostos da dupla — isto é a configuração
Passo 4
Identificação de centro(s) estereogénicos (como pensar na prova): examine os carbonos que têm quatro substituintes diferentes. O carbono ligado ao bromo — o carbono terminal direito na minha representação — é
. Seus quatro substituintes são: um hidrogénio, um bromo, um grupo metila
e o resto da cadeia
. Esses quatro substituintes são todos distintos, logo esse carbono é um centro estereogénico (quiral). Vou chamá-lo de
.
Conclusão: a molécula tem uma dupla ligação com configuração e um centro quiral em
. Portanto existem duas enantiômeros correspondentes (configurações
e
em
) com a mesma geometria da dupla. A SMILES dada não especifica configuração absoluta do centro quiral (não há símbolo
Conclusão: a molécula tem uma dupla ligação com configuração
@), portanto ela descreve apenas a conectividade e a configuração da dupla; o centro quiral fica não especificado (podemos interpretar como desenho sem estereoespecificação ou uma das duas enantioméricas).Passo 5
Relações possíveis entre “pares” envolvendo essa estrutura (explicação didática para a prova):
- Se o par fosse a molécula dada e o seu espelho não sobreponível (mesma geometria
da dupla e configuração oposta em ), então seriam enantiômeros — exemplos: -®-4-bromo-2-penteno versus -(S)-4-bromo-2-penteno. - Se o par fosse a molécula dada e a mesma molécula com a configuração da dupla invertida (isto é,
-4-bromo-2-penteno, mantendo o mesmo arranjo no centro quiral), então seriam diastereoisômeros (porque diferem numa estereoquebra — geometria da dupla — mas não apenas por inversão total do espaço como num par de enantiômeros). - Se o par tivesse diferente conectividade de átomos (por exemplo, o bromo ligado a outro carbono da cadeia), seriam isômeros constitucionais.
- Se forem exatamente a mesma representação estereoquímica e conectividade, são o mesmo composto.
Passo 6
Resumo prático e nome oficial (o que escrever rapidamente na prova): a SMILES dada representa a molécula
-4-bromo-2-penteno. Como há um centro quiral em
sem configuração absoluta especificada na SMILES, existem os dois enantiômeros
-®-4-bromo-2-penteno e
-(S)-4-bromo-2-penteno. Para identificar a relação entre dois desenhos em uma questão da prova você deve verificar (i) se a conectividade é igual (se não for, é isômero constitucional), (ii) se todas as configurações (centros quirais e geometria de duplas) coincidem (mesmo composto), (iii) se só todos os centros estereogénicos e geometrias mudam de forma que um seja o espelho do outro (enantiômeros), e (iv) se diferem em alguma mas não em todas as configurações (diastereómeros).
Resposta
Não é possível determinar a relação (enantiômeros / diastereoisômeros / etc.) entre um par porque foi fornecida apenas uma molécula.
A molécula dada é -4-bromo-2-penteno.
Os enantiômeros possíveis (devido ao centro quiral em ) são
-®-4-bromo-2-penteno e
-(S)-4-bromo-2-penteno.
A molécula dada é
Os enantiômeros possíveis (devido ao centro quiral em