Forneça o nome sistemático das seguintes substâncias:
OSH

Passo 1

O que o enunciado pede: fornecer o nome sistemático (IUPAC) da substância cujo SMILES é CC1CC2O[C@H]2CC1C.
Informações fornecidas pelo enunciado (retiradas diretamente do SMILES):
  • A cadeia começa com um grupo metil ligado a um anel (há, portanto, pelo menos dois grupos metil na molécula).
  • O SMILES contém dois marcadores de fechamento de anel (1 e 2), ou seja, a estrutura é biciclicamente formada por sobreposição de dois ciclos.
  • Há um heteroátomo oxigênio presente no SMILES (O), portanto a estrutura é um biciclo contendo oxigênio (um éter ciclado / éter cíclico).
  • Existe um marcador estereogênico [@] em [C@H], portanto há pelo menos um centro quiral com configuração especificada no SMILES (o carbono ligado ao oxigênio e a dois carbonos do anel é quiral).
  • Não há mais informações externas (somente o SMILES). A tarefa é traduzir esse SMILES para o nome sistemático.

Passo 2

Interpretando o SMILES passo a passo para obter a conectividade dos átomos (vou numerar mentalmente os átomos na ordem em que aparecem no SMILES para facilitar):
SMILES: C C1 C C2 O [C@H]2 C C1 C — separar em átomos na ordem: metil(1)–C(2)–C(3)–C(4) [abre ponte 2]–O(5)–C*(6) fecha ponte 2 com C(4) – C(7) – fecha ponte 1 com C(2) – C(8) (último metil).
Da leitura obtemos as ligações principais:
  • Metil(1) ligado a C(2).
  • C(2) ligado a C(3) e a C(8) (fechamento da ponte 1).
  • C(3) ligado a C(4).
  • C(4) ligado a O(5) e a C(6) (fechamento da ponte 2).
  • O(5) ligado a C(6).
  • C(6) ligado a C(7).
  • C(7) ligado a C(8).
  • C(8) leva um metil terminal (o último C do SMILES).
    Observação importante (da própria conectividade que acabamos de extrair): existe um ciclo maior que passa por C(2)-C(3)-C(4)-O(5)-C(6)-C(7)-C(8)-de volta a C(2). Existe também um ciclo muito pequeno formado por C(4)-O(5)-C(6)-C(4) (um anel três-membros envolvendo O e dois carbonos) — ou seja, um epóxido/oxirano fundido ao anel maior. Portanto a estrutura é uma oxabiciclicidade: um anel maior (7-átomos, contando o oxigênio) com um anel 3-membro fundido, formando um biciclo contendo oxigênio.

Passo 3

Reconhecendo o esqueleto bicicíclico:
  • A união dos dois ciclos contém 7 átomos (incluindo o oxigênio). Logo o sistema bicyclo tem total de 7 átomos na soma dos átomos do esqueleto (carbonos + oxigênio) — isso sugere um esqueleto do tipo “bicyclo[…]heptane” substituído por um oxo- (ou seja, “oxabicyclo[…]heptane”).
  • Para classificar a forma do biciclo usamos a notação [n_1.n_2.n_3] em que n_1+n_2+n_3 + 2 = número total de átomos da estrutura bicyclo (a soma dos internos dos três caminhos entre os dois átomos ponte mais os 2 átomos-ponta). Aqui queremos n_1+n_2+n_3 + 2 = 7, então n_1+n_2+n_3 = 5.
  • Observando os três caminhos entre os dois átomos “ponte” do biciclo (os dois átomos que funcionam como “bridgeheads”): os comprimentos internos dos três caminhos são (ordenando do maior para o menor) 4, 1 e 0 — ou seja, há um caminho com 4 átomos internos (a rota longa pelo anel maior), um caminho com 1 átomo interno (o caminho que passa pelo oxigênio) e um caminho com 0 átomos internos (a ligação direta C–C criada pela união que fecha o anel pequeno). Isso corresponde à notação [4.1.0].
  • Como um dos átomos no esqueleto é oxigênio (o caminho de 1 átomo interno contém o oxigênio), o prefixo apropriado para o heteroátomo é “oxa”. Assim o esqueleto pai é: oxabiciclo [4.1.0]heptano — em português: oxabiciclo[4.1.0]heptano.

Passo 4

Determinar a posição e natureza dos substituintes:
  • Na etapa de leitura do SMILES (Passo 2) vimos dois grupos metil externos: um metil ligado a C(2) (o primeiro C do SMILES) e outro metil ligado a C(8) (o último C do SMILES). Esses são os dois substituintes metil da molécula.
  • Agora precisamos numerar o esqueleto bicyclo para localizar corretamente esses metils. Regra prática para nomear oxabiciclos: escala-se os ponteiros de modo a dar aos heteroátomos e substituintes a menor sequência de locantes possível seguindo as regras IUPAC para biciclos (numerar de um bridgehead, seguir pelo maior caminho até o outro bridgehead, depois pelo segundo maior, etc.).
  • Tomando os bridgeheads como sendo os carbonos que ligam os três caminhos (na nossa análise, esses ponteheads correspondem aos carbonos que chamamos C(4) e C(6) na leitura do SMILES), e seguindo a regra de iniciar a numeração em um bridgehead e percorrer pelo maior caminho, obtém-se um esquema de numeração em que o oxigênio fica em uma posição final da numeração do esqueleto, e os carbonos ligados aos metils ficam nas posições que resultam nos locantes 3 e 4 do esqueleto bicyclo. (Na prática, mapear a ordem do SMILES para a regra de numeração leva aos metils localizados em posições adjacentes do esqueleto).
  • Portanto os substituintes são dois grupos metil nas posições 3 e 4 do esqueleto oxabicíclico: são “3,4-dimetil-oxabiciclo[4.1.0]heptano”.

Passo 5

Observação sobre estereoquímica e fechamento do nome:
  • O SMILES original continha [@] em [C@H], o que indica que o carbono correspondente (na nossa numeração do esqueleto é o carbono configuracional – o ponte que chamamos C(6) durante a leitura) é um centro quiral com configuração especificada no SMILES. Para um nome IUPAC completo e absolutamente configuracional seria necessário determinar R/S segundo as regras CIP e então antepor o descriptor absoluto (por exemplo (6R) ou (6S)). O SMILES já dá um sentido absoluto, mas para calcular e declarar R/S aqui teríamos que aplicar as regras CIP explicitamente ao desenho geométrico 3D.
  • Como pedido do enunciado foi “forneça o nome sistemático”, o núcleo do nome IUPAC (o nome do esqueleto + substituintes com posições) é: 3,4-dimetil-oxabiciclo[4.1.0]heptano. Se for necessário incluir o descriptor estereogênico, ele deve ser calculado via regras CIP e colocado na frente, por exemplo (6R)-3,4-dimetil-oxabiciclo[4.1.0]heptano ou (6S)-... dependendo da configuração absoluta (o SMILES aponta uma configuração específica).

Resposta

3,4-dimetil-oxabiciclo[4.1.0]heptano

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