Dos pares de compostos a seguir, identifique os enantiômeros, diasteroisômeros, isômeros constitucionais, compostos idênticos e os não isoméricos:
a)
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Passo 1

O que o problema pede: identificar, para cada par de estruturas fornecido, qual é a relação entre as duas moléculas — escolher entre: enantiômeros, diastereoisômeros, isômeros constitucionais, compostos idênticos ou não isoméricos.
Informações dadas:
  • Par (a): foram fornecidas duas strings SMILES idênticas:
    • \text{O=C[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO}
    • \text{O=C[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO}
      (observação: as duas SMILES são textualmente iguais)
  • Par (b): foi fornecida uma imagem contendo duas fórmulas em projeção com centros quiráis (há um carbono superior ligado a um \text{Me} e a um \text{H} e a dois carbonos laterais, e dois carbonos laterais, cada um com um \text{Me}, um \text{H} e um halogénio — um Cl e um Br — indicados por ligações em cunha/traço). (Detalhes extraídos da imagem listados na seção "

Passo 2

Como a gente decide qual relação existe entre duas estruturas? Regras práticas (passo-a-passo mental que você pode usar na prova):
  1. Verificar conectividade (fórmula estrutural, ligações): se as ligações entre átomos são diferentes -> são isômeros constitucionais. Isso é o primeiro e mais simples teste.
  2. Se a conectividade for igual (mesma fórmula estrutural), verificar se a configuração nos centros quirais é idêntica ou diferente:
    • Se todas as configurações em todos os centros quirais forem iguais, as moléculas são idênticas.
    • Se todas as configurações em todos os centros quirais forem invertidas (ou seja, cada centro em uma é o inverso do correspondente na outra), são enantiômeros (imagens especulares não sobreponíveis).
    • Se alguns centros são iguais e outros diferentes, são diastereoisômeros.
  3. Se não há centros quirais (ou os centros quirais não correspondem), pode ser que as moléculas não sejam isoméricas (fórmulas diferentes) ou outra relação; sempre comece pela conectividade.
Ferramenta prática para comparar configurações em centros quirais (o método que você deve saber aplicar na prova):
  • Identificar cada centro quiral (átomo de carbono ligado a quatro substituintes diferentes).
  • Aplicar as regras de prioridade CIP (ordem decrescente: átomos de maior número atômico primeiro: por exemplo, \text{Br}>\text{Cl}> \text{C} > \text{H}). Se houver empate (dois substituintes começando com C, por exemplo), examinar os átomos ligados ao primeiro átomo de cada substituinte até quebrar o empate.
  • Uma vez ordenadas as prioridades 1→2→3 (com o 4 sendo o menor), olhar a orientação espacial: se a sequência 1→2→3 vai no sentido horário com o grupo 4 apontando para trás, é R; se for anti-horário, é S. (Na prova, às vezes é mais rápido comparar a configuração relativa entre os dois autores desenhados do que calcular cada R/S isoladamente se as figuras são claramente imagem especular.)
  • Se preferir, tente superpor rotacionalmente uma molécula sobre a outra: se for possível, são idênticas; se a sobreposição só for possível após espelhamento e as moléculas são não sobreponíveis, são enantiômeros; se nem espelhamento nem rotação dão sobreposição completa, são diastereoisômeros (quando a conectividade é a mesma).

Passo 3

Aplicando o procedimento ao par (a) — as duas SMILES idênticas:
  • Primeiro teste (conectividade): as duas SMILES são textualmente iguais, portanto têm a mesma conectividade e os mesmos descritores estereoquímicos ( @ indica os centros quirais e a mesma orientação foi indicada).
  • Logo, não há dúvida: são a mesma molécula, ou seja, compostos idênticos.
  • Observação pedagógica: quando as cadeias SMILES com designadores estéreos coincidem textualmente, não há discussão — são a mesma representação da mesma molécula.

Passo 4

Aplicando o procedimento ao par (b) — as duas estruturas desenhadas na imagem:
  • Primeiro teste (conectividade): a imagem mostra o mesmo esqueleto carbônico para as duas estruturas (mesma sequência de ligações entre carbonos e os mesmos substituintes \text{Me}, \text{H}, \text{Cl}, \text{Br}). Portanto, não são isômeros constitucionais; partimos para a comparação estereoquímica.
  • Identificar os centros quirais: há um carbono superior quiral (ligado a dois carbonos laterais diferentes, a um \text{Me} e a um \text{H}) e os dois carbonos laterais também são quirais (cada um ligado a \text{Me}, \text{H} e a um halogénio diferente). Assim, há três centros quirais correspondentes em cada molécula.
  • Comparação direta das orientações (maneira prática e rápida):
    • Observando as projeções com as ligações em cunha/tracejado, nota-se que para cada centro quiral a orientação de substituintes na segunda estrutura é a imagem especular da orientação correspondente na primeira estrutura — ou seja, cada centro aparece invertido ao comparar as duas figuras.
    • Quando todos os centros quirais correspondentes estão invertidos, as duas moléculas são imagens especulares não sobreponíveis — isto é a definição de enantiômeros.
  • Conclusão deste par: as duas estruturas da imagem são enantiômeros (cada centro quiral tem configuração oposta em relação ao correspondente da outra molécula).

Passo 5

Resumo didático rápido para a prova (cola mental):
  • Sempre comece comparando conectividade.
  • Se a conectividade for igual, conte e compare centros quirais correspondentes.
  • Se todos invertidos → enantiômeros. Se nenhum invertido → idênticos. Se alguns invertidos e outros iguais → diastereoisômeros.
  • Uso prático: tentar visualizar a imagem especular ou aplicar regras CIP para atribuir R/S a cada centro e comparar sequencialmente.

Resposta

a) Compostos idênticos
b) Enantiômeros

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