Dos pares de compostos a seguir, identifique os enantiômeros, diasteroisômeros, isômeros constitucionais, compostos idênticos e os não isoméricos:
a)
a)
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:
-
-
(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
e a um e a dois carbonos laterais, e dois carbonos laterais, cada um com um , um 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):
- Verificar conectividade (fórmula estrutural, ligações): se as ligações entre átomos são diferentes -> são isômeros constitucionais. Isso é o primeiro e mais simples teste.
- 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.
- 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,
). 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
; se for anti-horário, é . (Na prova, às vezes é mais rápido comparar a configuração relativa entre os dois autores desenhados do que calcular cada 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
, , , ). 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
e a um ) e os dois carbonos laterais também são quirais (cada um ligado a , 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
a cada centro e comparar sequencialmente.
Resposta
a) Compostos idênticos
b) Enantiômeros
b) Enantiômeros