Indique nos pares se os compostos são idênticos, enantiômeros, diastereoisômeros ou isômeros constitucionais. Nomeie os compostos usando, se necessário o sistema
.
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Passo 1
O enunciado pede para cada par indicar se os dois compostos são: idênticos, enantiômeros, diastereoisômeros ou isômeros constitucionais. Também pede que, se necessário, os compostos sejam nomeados usando o sistema
.
Informações fornecidas:
- Par A (texto/SMILES): os dois compostos são representados por
CC\text{(C)}=CBreCC\text{(C)}=CBr(as duas strings são iguais). - Par B (imagem): há duas representações gráficas de um anel hexagonal (cicloxano/ciclohexano representado esquematicamente) com dois substituintes Cl/H em carbonos adjacentes. Os rótulos dos substituintes nos dois desenhos são imagens-espelho (os rótulos H e Cl trocados entre os dois desenhos). (Vou listar detalhes extraídos da imagem na seção "
Passo 2
Conceitos rápidos e úteis (aula curta e prática antes de aplicar):
- “Idênticos” significa mesma conectividade e mesma geometria/estereoquímica (mesma molécula, superponível por rotação/translação).
- “Isômeros constitucionais” (ou estruturais) têm diferente conectividade de átomos (ligações diferentes).
- “Estereoisômeros” têm mesma conectividade mas diferente arranjo espacial. Entre estereoisômeros:
- “Enantiômeros” são pares de imagens-vizinho que são não-superponíveis e imagens especulares (como a mão direita e a esquerda).
- “Diastereoisômeros” são estereoisômeros que não são imagens especulares entre si.
- Para sistemas com dupla ligação: existe a possibilidade de isomeria geométrica
se cada carbono da dupla tiver dois substituintes distintos; se um carbono da dupla tem dois substituintes idênticos (por exemplo dois metilos), então não há isomeria geométrica naquele centro de ligação dupla. - Para dar
em um centro quiral usa-se regra de Cahn–Ingold–Prelog (CIP): - Ordenar os quatro grupos ligados ao átomo quiral por prioridade: maior número atômico do átomo imediatamente ligado → maior prioridade.
- Se houver empate, comparar os átomos ligados a esses átomos (cadeia de prioridade).
- Colocar o grupo de menor prioridade para trás (posição apontando para trás) e observar a ordem
: sentido horário = , sentido anti-horário = .
Vou aplicar estes conceitos passo a passo aos pares.
Passo 3
Análise do Par A (SMILES
CC\text{(C)}=CBr e CC\text{(C)}=CBr).-
Verificação da conectividade: as duas strings SMILES são idênticas, logo representam a mesma conectividade entre os átomos (mesma fórmula e mesma ligação entre átomos).
-
Verificação de possíveis isomerias geométricas na dupla ligação: a estrutura corresponde a um alceno em que um dos carbonos da dupla tem dois substituintes idênticos (do lado do carbono substituído por dois grupos metil). Mais explicitamente, a porção relevante é
. No carbono que tem os dois metilos (os dois substituintes são idênticos), portanto não existe isomeria geométrica nessa dupla — não há dois substituintes distintos naquele carbono para gerar configuração geométrica. -
Conclusão para o Par A: como conectividade e estereoquímica (quando aplicável) são as mesmas e não existe isomeria geométrica adicional, os dois representações são a mesma molécula — são idênticos.
(Observação didática rápida: quando você vê duas representações textuais iguais em SMILES sem indicações de estereoquímica, e a molécula não permite
nem centros quirais, basta concluir idênticos.)
Passo 4
Análise do Par B (as duas figuras do anel).
Primeiro passo prático: identificar o tipo de isomeria possível a partir da figura.
- Trata-se de um anel de seis átomos (representado por um hexágono) com dois substituintes Cl/H em carbonos adjacentes — portanto são dois centros que podem ser quirais (cada carbono substituído tem quatro “grupos” diferentes: Cl, H e duas partes diferentes do anel), então em princípio há dois centros estereogênicos próximos.
- Os dois desenhos parecem ser imagens especulares um do outro (os rótulos H/Cl trocados), o que sugere que estamos olhando para um par de imagens-mirror. Resta decidir se essas imagens são superponíveis (idênticas) ou não (enantiômeros).
Agora aplicar raciocínio qualitativo sobre 1,2-dissubstituição em ciclohexano:
- Para 1,2-dissubstituídos em anel, existem isômeros cis (mesmo lado do plano do anel) e trans (lados opostos). O trans-1,2-dissubstituído tipicamente dá origem a um par
/ (enantiômeros), enquanto o cis-1,2 pode ser a forma meso (dependendo da simetria) e pode ser achiral. Isso é um padrão que vale para muitos 1,2-disubstituídos iguais (como 1,2-dicloro-, 1,2-dimetil- etc.): o isômero trans é quiral (pareado em enantiômeros), o isômero cis pode ser meso/achiral. (Este é um ponto que vale decorar/usar em provas.)
Observando a imagem (os dois desenhos são imagem-mirror e não parecem apresentar plano de simetria que torne um deles superponível com o outro), o par representa duas formas não-superponíveis que são imagens especulares. Isso caracteriza um par de enantiômeros.
Passo 5
Como nomear com
— explicação didática do procedimento aplicada ao caso (sem excesso de detalhes gráficos que dependam de uma rotação da figura):
-
Identificar os dois centros quirais: os dois carbonos adjacentes que carregam
e são centros estereogênicos (cada um ligado a , a e a dois segmentos diferentes do anel). -
Aplicar regra CIP em cada centro:
- Prioridade 1:
(maior número atômico). - Prioridade 4:
(menor número atômico). - Prioridades 2 e 3: entre os dois caminhos do anel ligação-por-ligação (os dois carbonos vizinhos), compara-se os átomos ligados imediatamente a cada um desses carbonos para desempatar (procedimento padrão CIP ao seguir a cadeia do anel).
- Depois de estabelecer a ordem
e colocar o grupo de menor prioridade ( ) para trás, determina-se o sentido de rotação: horário = , anti-horário = .
- Prioridade 1:
-
Característica importante para este par: as duas figuras são imagens especulares completas, logo as configurações absolutas dos centros são trocadas entre as figuras. Assim, se um desenho corresponde a
, a sua imagem-espelho correspondente será . Não haverá um caso do tipo vs aqui porque as duas figuras mostradas trocam as prioridades em ambos os centros (são imagens-especulares totais). -
Nome sistemático apropriado: trata-se do isômero trans-1,2-dicloro-ciclohexano que existe como par de enantiômeros
e . (Forma curta: trans-1,2-diclorohexano ou melhor trans-1,2-diclorociclohexano com indicação das configurações absolutas.)
Passo 6
Resumo da estratégia para prova (dicas práticas):
- Para SMILES idênticos: verifique se a notação inclui estereoquímica; se não, pense se a espécie tem centros quirais ou dupla com possibilidade
. Se não houver, conclua idênticos. - Para desenhos espelhados em anel: procure plano de simetria / centro interno que torne a molécula achiral (meso). Se não houver tal simetria e as imagens são espelho não-superponível → enantiômeros.
- Para nomear
: aplique CIP diretamente em cada centro; se as duas imagens trocam ambas as configurações, então são vs .
Resposta
Par A: idênticos.
Par B: enantiômeros — são os enantiômeros -trans-1,2-diclorociclohexano e
-trans-1,2-diclorociclohexano.
Par B: enantiômeros — são os enantiômeros