O lapachol (1) é um substância natural extraída dos Ipês roxos, amarelos e rosas, que tem atividade anti-tumoral, embora não possa ser usada como medicamento, por ser tóxica e não ser muito solúvel no no meio biológico. A
-lapachona (2) é um derivado semi-sintético do lapachol, também com atividade anti-tumoral, mas ainda tóxica.
1
2
Em relação a essas substâncias, pede-se:
a) (1,0 ponto) Determine a configuração
das duplas ligações.
a) (1,0 ponto) Determine a configuração
Passo 1
O enunciado pede que se determine a configuração
das duplas ligações nas duas substâncias fornecidas. Os dados que tenho são os SMILES fornecidos no enunciado:
- Para a substância 1 (lapachol):
. - Para a substância 2 (
-lapachona): .
Vou identificar todas as duplas ligações relevantes em cada estrutura (peguei essas informações dos SMILES acima) e verificar, para cada uma, se há possibilidade de existir isomeria geométrica
.
Passo 2
Relembrando a regra prática para existência de isomeria
:
- Uma dupla ligação
admite notação somente se cada carbono da dupla tiver dois substituintes diferentes entre si. - Para decidir
ou aplica-se a regra CIP (prioridade pelos átomos diretamente ligados; se empate, olha-se os átomos seguintes na cadeia).
Vou explicar e aplicar isso passo a passo.
Passo 3
Análise da molécula 1 (lapachol), usando o SMILES:
.
- O fragmento inicial corresponde ao grupo alquílico contendo a dupla: a sequência
descreve um fragmento tipo ligado à cadeia que vai ao anel. Ou seja, a dupla está entre dois carbonos que, olhando localmente, são: - carbono da esquerda (vou chamar de
): é a carbonila vinylica , isto é, um carbono ligado a duas metilas idênticas; - carbono da direita (vou chamar de
): é o carbono vinylico que leva uma cadeia que vai para o anel e um hidrogénio (ou outro substituinte diferente).
- carbono da esquerda (vou chamar de
- Aplicando a condição para
: o carbono tem dois substituintes idênticos (duas metilas e ). Como os dois grupos ligados a são iguais, NÃO se pode ter isomeria geométrica nessa dupla — não há dois substituintes diferentes naquele carbono, logo não há configuração geométrica distinguível. - Conclusão intermediária para (1): a dupla presente no grupo alquílico é não-estereogênica (não admite
) porque um dos carbonos da dupla tem substituintes idênticos.
Passo 4
Análise da molécula 2 (
-lapachona), usando o SMILES:
.
- Olhando a string SMILES, as “duplas” explícitas que aparecem são:
- ligações carbono-oxigênio duplas das carbonilas (
); - duplas internas do sistema aromático/quinona (representadas por
dentro do anel na notação SMILES), que fazem parte do sistema conjugado/fused ring (naphthoquinone).
- ligações carbono-oxigênio duplas das carbonilas (
- Observações importantes sobre essas duplas:
- Carbonilas
não são alkenos e portanto a noção não se aplica a . - As duplas representadas dentro do anel pertencem ao sistema conjulgado/aromático (naphthoquinona). Essas ligações são parte de um sistema cíclico conjugado e não se tratam de alifático
livre cuja geometria fosse relevante na forma habitual. Em termos práticos de estereoquímica para alcenos, não se atribui ou às ligações do anel aromático/quinona.
- Carbonilas
- Além disso, o que caracterizou lapachol (1) — um duplo em cadeia alifática que poderia admitir
— em -lapachona foi consumido pela ciclagem (o substituinte alquílico ciclizou formando o anel oxigenado). Ou seja, não há uma dupla alifática externa com dois carbonos cada um portando dois substituintes distintos passível de receber rótulo ou . - Conclusão intermediária para (2): não existem duplas
alifáticas na molécula que satisfaçam as condições para isomeria ; as duplas presentes são carbonilas ou fazem parte do sistema aromático/quinona, para as quais a designação não se aplica.
Passo 5
Resumo didático (como aplicar essa verificação numa prova, passo a passo rápido):
- Localize todas as ligações
“alifáticas” (não-as carbonilas, não-as ligações aromaticamente conjugadas). - Para cada
verifique os dois substituintes ligados a cada carbono da dupla. - Se em qualquer carbono da dupla os dois substituintes forem idênticos, a dupla não tem isomeria
. - Se ambos os carbonos tiverem dois substituintes diferentes, use a regra CIP (prioridade pelo átomo ligado diretamente; se empate, compare os próximos átomos da cadeia) para decidir qual substituinte em cada carbono tem maior prioridade; se os dois de maior prioridade ficarem no mesmo lado da dupla é
(do alemão zusammen = juntos), se ficarem em lados opostos é (entgegen = opostos).
Resposta
(1) A dupla presente no grupo alquílico não admite configuração
(não-estereogênica), pois um dos carbonos da dupla tem dois substituintes idênticos (duas metilas).
(2) Não se aplica
; as duplas na molécula são carbonilas ou fazem parte do sistema aromático/quinona (não se rotulam como
ou
).