Identifique o número de estereoisômeros possíveis para cada substância:
Passo 1
O enunciado pede: identificar o número de estereoisômeros possíveis da substância cujo SMILES é
.
Informações dadas: uma única molécula representada pelo SMILES acima. Vou usar esse SMILES para inferir a estrutura e então contar os centros quirais e outros elementos estereogênicos.
Informações dadas: uma única molécula representada pelo SMILES acima. Vou usar esse SMILES para inferir a estrutura e então contar os centros quirais e outros elementos estereogênicos.
Passo 2
Interpretação do SMILES (o que eu extraí do SMILES): a cadeia principal é um anel de seis carbonos (ciclohexano). Pelo SMILES vemos um metil ligado a um carbono do anel (começo:
) e, em outro carbono do anel (no quinto átomo da sequência do anel), um grande grupo alquila ramificado ligado (parte entre parênteses). Eu peguei esses dados diretamente do SMILES fornecido. Logo, a molécula é um ciclohexano dissubstituído: um substituinte metil em um carbono do anel e um substituinte alquila ramificado extenso ligado a outro carbono do anel.
Passo 3
Descrevendo o substituinte ramificado (extraído do SMILES): o ramo ligado ao anel é uma cadeia de seis carbonos
onde cada um dos cinco primeiros carbonos (
até
) carrega também um metil como ramificação lateral. Em palavras: um hexil cuja cada um dos carbonos internos, exceto o terminal
, tem um metil ligado. (Novamente, esta estrutura eu determinei lendo o SMILES.)
Passo 4
Regra para reconhecer centro quiral (aula rápida): um átomo de carbono é um centro quiral (quiralidade tipo carbono tetraédrico) se for sp
e estiver ligado a quatro substituintes diferentes. Isso vale independentemente de o carbono estar em um anel ou em cadeia. Quando há
centros quirais independentes sem simetria que relacione alguns deles, o número máximo de estereoisômeros configuracionais é
(cada centro pode ter duas configurações
ou
). Vou aplicar essa regra aqui.
Passo 5
Identificação dos potenciais centros quirais no anel: os dois carbonos do anel que carregam substituintes são candidatos a centros quirais:
- O carbono do anel que tem o metil (vou chamar de
) liga-se a: (i) um hidrogênio, (ii) o metil, (iii) o pedaço do anel no sentido , (iv) o pedaço do anel no sentido . Esses dois caminhos pelo anel (via e via ) são diferentes porque o outro substituinte grande está em , portanto as duas “metades” do anel não são equivalentes. Conclusão: é um centro quiral. - O carbono do anel que tem o grande ramo (vou chamar de
) liga-se a: (i) um hidrogênio, (ii) o grande grupo alquila (ramo ), (iii) o pedaço do anel via , (iv) o pedaço do anel via . Novamente, esses dois caminhos pelo anel são diferentes (presença do metil em ), então também é centro quiral.
Passo 6
Identificação dos centros quirais na cadeia ramificada (aula aplicada): considere os carbonos da cadeia ligados ao anel:
(o carbono justo ligado ao anel) e os carbonos subsequentes
. Cada um desses cinco carbonos tem a fórmula conectiva: ligado a (1) um átomo H, (2) um metil lateral, (3) o átomo anterior na cadeia, (4) o átomo seguinte na cadeia (ou no caso de
, o anel como “lado anterior”). Para ser centro quiral precisamos que esses quatro substituintes sejam todos diferentes. Aqui eles são diferentes porque:
- Para
: seus quatro substituintes são H, metil lateral, o anel (via o átomo onde se liga) e a parte da cadeia que vai para . O anel (com substituintes na sua topologia) não é igual à porção da cadeia em direção a , logo são quatro grupos diferentes → é quiral. - Para
até : cada um está ligado a H, a um metil lateral, ao carbono anterior e ao seguinte da cadeia. Como a extremidade (terminal) e a outra extremidade (o anel via ) tornam a cadeia assimétrica, os caminhos “para trás” e “para frente” a partir de cada são diferentes — portanto cada um desses carbonos tem quatro substituintes distintos e é quiral.
Resumo dessa análise: os centros quirais são os dois carbonos do anel substituídos (
e
) mais os cinco carbonos internos da cadeia ramificada (
). Isso dá um total de
centros quirais.
Passo 7
Verificação de outros elementos estereogênicos: não há ligações duplas no SMILES (logo não há isomeria E/Z). Também não aparece nenhuma simetria óbvia que torne a molécula meso (a presença do metil em
e do extenso ramo em
quebra simetrias do anel, e o ramo é claramente assimétrico entre as duas extremidades), portanto não esperamos redução do número teórico
por meso ou equivalências. Assim aplicamos a fórmula padrão.
Passo 8
Cálculo final do número máximo de estereoisômeros: com
centros quirais independentes, o número máximo de estereoisômeros configuracionais é