Identifique o número de estereoisômeros possíveis para cada substância:
Passo 1
O que o exercício pede: identificar o número de estereoisômeros possíveis para a substância dada pelo SMILES.
Informação fornecida: a cadeia SMILES é
Informação fornecida: a cadeia SMILES é
CCC1CCC2(Cl)CCC\text{(C)}CC2\text{(C)}C1. Vou usar esse SMILES para deduzir a conectividade (quem liga em quem) e, a partir daí, encontrar os centros estereogênicos e contar os estereoisômeros.Passo 2
Interpretando o SMILES e rotulando os carbonos para analisar conectividade. Vou percorrer o SMILES da esquerda para a direita e numerar os carbonos na ordem de aparecimento (uso
). Do SMILES obtemos, em ordem aparente, os carbonos e ramificações seguintes (resumo simplificado, estou expondo apenas as ligações relevantes para achar centros estereogênicos):
depois há
2 no SMILES), e
1). Além disso,
(Cl) no SMILES).O que importa aqui: a molécula é um sistema policíclico saturado com alguns substituintes (cadeia propila na extremidade inicial, um Cl ligado a
e dois metis ligados a
e
). A partir dessa conectividade vou procurar carbonos tetraédricos que possam ser quiralidade (ou seja, com quatro grupos diferentes ligados).
Passo 3
Critério para um carbono ser centro estereogênico (explicação didática): um átomo de carbono tetraédrico (hibridização
) é centro estereogênico se estiver ligado a quatro “grupos” diferentes. Esses “grupos” podem ser átomos simples (H, Cl) ou cadeias de carbonos que, vistas a partir desse átomo, são diferenciáveis (isto é, as duas direções da cadeia não são idênticas). Importante: carbono com duas ligações ao mesmo tipo de grupo (por exemplo
com duas ligações para carbonos idênticos) não é quiral. Carbonos quaternários (sem H) também podem ser centros estereogênicos se os quatro substituintes forem distintos.
Passo 4
Aplicando o critério a cada carbono relevante da molécula. Vou verificar os carbonos que têm quatro ligações (ou três ligações a outros carbonos + H) e checar se os quatro grupos são distintos.
-
: são a ponta da cadeia propila (metilenos/ metil), não são centros quirais (têm 2 H’s, ou são grupos terminais iguais). -
: tem três ligações a carbonos distintos ( , , ) e um hidrogênio. Para decidir se é estereogênico, comparamos os três ramos: o ramo para (cadeia propila) é diferente dos ramos via e via (que levam ao sistema policíclico com substituintes diferentes). Não há motivo para algum desses ramos serem idênticos, logo os três grupos ligados a são diferentes → é um centro estereogênico (carbono , com 4 grupos distintos). -
: é metileno ( ), não é estereogênico. -
: está ligado a , , e a um átomo de cloro ( ). São quatro grupos distintos (uma cadeia que vai para , outra que vai para , a porção que inclui e o átomo ). Assim, é um centro estereogênico (é um carbono tetraédrico ligado a 4 substituintes distintos — note que é um caso de carbono “quaternário em termos de substituintes”, pois não tem H). -
: metilenos ( ), não estereogênicos. -
: ligado a , a e a um grupo metil , mais um hidrogênio. Esses três ramos são distinguíveis (cadeia para , cadeia para , e o metil), então é um centro estereogênico ( ). -
: é metileno (liga e ), não estereogênico. -
: ligado a , , e tem um metil substituinte . São quatro grupos diferentes (os caminhos por , por , por , e o metil), logo é também um centro estereogênico (carbono tetraédrico sem H, mas com 4 substituintes distintos). -
: metil/mileno terminais, não estereogênicos.
Resumo: os carbonos que resultam ser centros estereogênicos são
. Total de centros estereogênicos
.
Passo 5
Contagem de estereoisômeros possíveis — regra básica e checagem de simetrias. Regra usual: se uma molécula tem
centros estereogênicos independentes e não há simetria interna que torne algumas configurações equivalentes ou crie um composto meso, o número máximo de estereoisômeros é
Aqui temos
, então o número máximo seria
.
Agora checo se existe alguma simetria interna que pudesse reduzir esse número (caso clássico: existência de uma forma meso por plano de simetria que faça algumas combinações serem superponíveis com sua imagem especular). No nosso caso os substituintes são claramente assimétricos: há uma cadeia propila num lado, um
ligado especificamente a
e metis em posições não simétricas (
e
têm ambientes diferentes). Esses grupos quebram qualquer plano de simetria que pudesse produzir um meso. Portanto não há razão para existir meso por simetria interna. Assim as configurações dos quatro centros são, em geral, independentes e cada combinação gera um estereoisômero distinto.
Conclusão: o número de estereoisômeros é
.