Forneça o nome sistemático das seguintes substâncias:
Passo 1
O que o enunciado pede: fornecer o nome sistemático (IUPAC) da substância cujo SMILES é
Informações fornecidas pelo enunciado (retiradas diretamente do SMILES):
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 (
1e2), 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:
Da leitura obtemos as ligações principais:
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
Cdo 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
em que 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 , então . - 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
. - 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
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
Cdo SMILES) e outro metil ligado a C(8) (o últimoCdo 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
e 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
e 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]heptanoou(6S)-...dependendo da configuração absoluta (o SMILES aponta uma configuração específica).
Resposta
3,4-dimetil-oxabiciclo[4.1.0]heptano