Questão 2 (2,0 pontos). A) Especifique a configuração absoluta para o ( 2 R, 3 R )-dicloropentano usando-se a Projeção de Fischer.
B) Que tipo de isômeros são os seguintes pares?
(S)-Cloro-2-hexeno e clorocicloexeno: \_\_\_\_
(2R,3R)-dibromopentano e (2S,3R)-dibromopentano: \_\_\_\_

Passo 1

Enunciado e dados importantes:
  • A) Pedem a Projeção de Fischer para o dicloropentano com configuração absoluta (2R,3R).
  • Informação molecular: a cadeia principal é pentano (5 carbonos): os carbonos são \mathrm{C}_1-\mathrm{C}_2-\mathrm{C}_3-\mathrm{C}_4-\mathrm{C}_5. Os átomos substituintes relevantes são \mathrm{Cl} e \mathrm{H} nos centros estereogênicos \mathrm{C}_2 e \mathrm{C}_3. Em cada centro há quatro substituintes: \mathrm{Cl}, \mathrm{H}, e dois grupos ligados aos carbonos vizinhos da cadeia.
  • B) Classificar que tipo de isômeros são os pares:
    1. (S)-Cloro-2-hexeno e clorocicloexeno.
    2. (2R,3R)-dibromopentano e (2S,3R)-dibromopentano.
      Nada mais é pedido além disso.

Passo 2

Regras de prioridade (Cahn–Ingold–Prelog, explicação didática):
  • Para decidir R ou S num centro quiral, primeiro ordenamos os quatro substituintes por prioridade: o átomo ligado diretamente ao centro com maior número atômico tem prioridade maior.
  • Se houver empate (dois substituintes começam com o mesmo átomo), comparamos os átomos ligados a esses átomos imediatamente (lista em sequência) até encontrar diferença.
  • A prioridade é numerada 1 (maior) a 4 (menor). Depois colocamos o grupo de menor prioridade ( 4) para trás (ou usamos regras de projeção) e observamos a sequência 1\to2\to3:
    • Se 1\to2\to3 é horário, a configuração é \mathrm{R} (se 4 estiver para trás).
    • Se 1\to2\to3 é anti-horário, a configuração é \mathrm{S} (se 4 estiver para trás).
  • Na Projeção de Fischer, os grupos nas linhas horizontais estão voltados para frente (para o observador) e os grupos nas linhas verticais estão para trás. Se o grupo 4 estiver em posição horizontal (à frente), o resultado que você ler é invertido (ou seja, trocar R\leftrightarrow S).

Passo 3

Aplicando CIP em \mathrm{C}_2 do 2,3-dicloropentano (explicação passo a passo):
  • Substituintes ligados diretamente a \mathrm{C}_2:
    1. \mathrm{Cl} (átomo cloro)
    2. átomo \mathrm{C} que leva para \mathrm{C}_3 (o lado da cadeia que contém outro \mathrm{Cl})
    3. átomo \mathrm{C} que leva para \mathrm{C}_1 (grupo metil \mathrm{CH}_3)
    4. \mathrm{H}
  • Comparação: \mathrm{Cl} (número atômico maior) tem prioridade 1. Entre os dois substituintes que começam com \mathrm{C} (vias para \mathrm{C}_3 e para \mathrm{C}_1), comparamos os átomos ligados a esses carbonos:
    • O carbono via \mathrm{C}_3 está ligado a \mathrm{Cl}, a \mathrm{H} e a outro carbono — contém \mathrm{Cl} entre seus substituintes.
    • O carbono via \mathrm{C}_1 (metil) está ligado somente a hidrogênios ( \mathrm{H},\mathrm{H},\mathrm{H}).
  • Portanto a via para \mathrm{C}_3 tem prioridade 2 (por conter \mathrm{Cl} no próximo nível), a via para \mathrm{C}_1 tem prioridade 3, e \mathrm{H} é 4.
  • Conclusão para \mathrm{C}_2: prioridades são 1:\mathrm{Cl}, 2:via \mathrm{C}_3, 3:via \mathrm{C}_1, 4:\mathrm{H}.

Passo 4

Aplicando CIP em \mathrm{C}_3 (explicação passo a passo):
  • Substituintes ligados diretamente a \mathrm{C}_3:
    1. \mathrm{Cl}
    2. via \mathrm{C}_2 (que leva ao outro \mathrm{Cl})
    3. via \mathrm{C}_4 (grupo \mathrm{CH}_2\mathrm{CH}_3)
    4. \mathrm{H}
  • Comparação: \mathrm{Cl} é prioridade 1. Entre as vias por carbono, a via que vai para \mathrm{C}_2 encontra um \mathrm{Cl} ligado ao próximo carbono, enquanto a via por \mathrm{C}_4 leva apenas a carbonos com hidrogênios; portanto via \mathrm{C}_2 é prioridade 2 e via \mathrm{C}_4 é 3. \mathrm{H} é 4.
  • Conclusão para \mathrm{C}_3: prioridades 1:\mathrm{Cl}, 2:via \mathrm{C}_2, 3:via \mathrm{C}_4, 4:\mathrm{H}.

Passo 5

Regras práticas para construir a Projeção de Fischer para uma cadeia linear:
  • Colocamos a cadeia principal vertical na Fischer; aqui a ordem vertical será \mathrm{C}_1 (topo) \to \mathrm{C}_2 \to \mathrm{C}_3 \to \mathrm{C}_4 \to \mathrm{C}_5 (base).
  • Em cada cruzamento ( \mathrm{C}_2 e \mathrm{C}_3) os substituintes horizontais (esquerda e direita) estão apontando para frente; os substituintes verticais (acima e abaixo) correspondem à continuação da cadeia e apontam para trás.
  • Para ler R/S diretamente na Fischer sem inversões, seria ideal ter o grupo de menor prioridade ( 4, ou seja \mathrm{H}) na posição vertical (para trás). Mas geralmente ao desenhar a cadeia como vertical o \mathrm{H} fica em horizontal; então usamos a regra prática: se o grupo 4 estiver em posição horizontal, concluímos a configuração oposta ao sentido de 1\to2\to3 mostrado na projeção.

Passo 6

Determinar a posição de \mathrm{Cl} e \mathrm{H} em \mathrm{C}_2 para obter \mathrm{R} (procedimento e raciocínio):
  • No \mathrm{C}_2 já sabemos prioridades: 1=\mathrm{Cl}, 2=via \mathrm{C}_3 (para baixo na Fischer), 3=via \mathrm{C}_1 (para cima na Fischer), 4=\mathrm{H}.
  • Na Fischer a posição vertical cima = via \mathrm{C}_1 (prioridade 3), baixo = via \mathrm{C}_3 (prioridade 2). Restam as posições horizontais para 1 ( \mathrm{Cl}) e 4 ( \mathrm{H}).
  • Testamos: colocar \mathrm{Cl} à direita e \mathrm{H} à esquerda. Então a ordem 1(\mathrm{Cl})\to2(\text{baixo})\to3(\text{cima}) ao observador na projeção vai no sentido anti-horário; como o grupo 4 ( \mathrm{H}) está em posição horizontal (à frente), a configuração real é a inversa do que se vê, ou seja resulta em \mathrm{R}. Portanto, para \mathrm{C}_2 dar \mathrm{R} devemos colocar \mathrm{Cl} à direita e \mathrm{H} à esquerda.

Passo 7

Determinar a posição de \mathrm{Cl} e \mathrm{H} em \mathrm{C}_3 para obter \mathrm{R} (procedimento e raciocínio):
  • No \mathrm{C}_3 prioridades: 1=\mathrm{Cl}, 2=via \mathrm{C}_2 (para cima na Fischer), 3=via \mathrm{C}_4 (para baixo), 4=\mathrm{H}.
  • Na Fischer, cima = via \mathrm{C}_2 (prioridade 2), baixo = via \mathrm{C}_4 (prioridade 3). Restam horizontais para \mathrm{Cl} e \mathrm{H}.
  • Testamos: colocar \mathrm{Cl} à esquerda e \mathrm{H} à direita. Fazendo a sequência 1(\mathrm{Cl\;esq.})\to2(\text{cima})\to3(\text{baixo}) vemos que, na projeção, isso dá sentido anti-horário; como \mathrm{H} (grupo 4) está em horizontal, invertemos o resultado e obtemos \mathrm{R}. Logo para \mathrm{C}_3 colocar \mathrm{Cl} à esquerda e \mathrm{H} à direita produz \mathrm{R}.

Passo 8

Montagem final da Projeção de Fischer (explicação e resultado):
  • Colocando a cadeia vertical \mathrm{C}_1-\mathrm{C}_2-\mathrm{C}_3-\mathrm{C}_4-\mathrm{C}_5 e usando as posições decididas:
    • No topo ( \mathrm{C}_1): \mathrm{CH}_3 (grupo terminal).
    • Em \mathrm{C}_2: à direita \mathrm{Cl}, à esquerda \mathrm{H}.
    • Em \mathrm{C}_3: à esquerda \mathrm{Cl}, à direita \mathrm{H}.
    • Abaixo (continuação da cadeia): \mathrm{C}_4 ( \mathrm{CH}_2) e \mathrm{C}_5 ( \mathrm{CH}_3).
  • Em palavras, a Projeção de Fischer correspondente a (2R,3R)-dicloropentano tem os cloros em lados opostos do desenho: \mathrm{C}_2 com \mathrm{Cl} à direita, \mathrm{C}_3 com \mathrm{Cl} à esquerda.

Passo 9

Classificação dos pares do item B — explicação:
  1. (S)-Cloro-2-hexeno e clorocicloexeno:
  • Ambos têm fórmula molecular igual (mesma soma de átomos: cadeia de seis carbonos com um \mathrm{Cl} e uma dupla ligação), mas a conectividade é diferente: um é cadeia aberta com dupla ligação em carbono 2; o outro é um anel (cicloexeno) com a dupla ligação no anel. Eles diferem na forma como os átomos estão conectados — são isômeros constitucionais (também chamados de isômeros de cadeia ou de esqueleto).
  1. (2R,3R)-dibromopentano e (2S,3R)-dibromopentano:
  • Comparando os dois, os dois centros \mathrm{C}_2 e \mathrm{C}_3 são estereocentros; eles diferem apenas na configuração do \mathrm{C}_2 ( \mathrm{R} vs \mathrm{S}), enquanto \mathrm{C}_3 é igual ( \mathrm{R} em ambos). Eles não são imagens especulares completas (não são enantiômeros) e não são idênticos — então são diastereômeros (isômeros estereoisoméricos que não são imagens especulares).

Resposta

A) Projeção de Fischer (cadeia vertical \mathrm{C}_1\!-\!\mathrm{C}_2\!-\!\mathrm{C}_3\!-\!\mathrm{C}_4\!-\!\mathrm{C}_5): topo \mathrm{CH}_3 ( \mathrm{C}_1); em \mathrm{C}_2: direita \mathrm{Cl}, esquerda \mathrm{H}; em \mathrm{C}_3: esquerda \mathrm{Cl}, direita \mathrm{H}; base \mathrm{CH}_2\mathrm{CH}_3 ( \mathrm{C}_4\!-\!\mathrm{C}_5).
B1) (S)-Cloro-2-hexeno e clorocicloexeno: isômeros constitucionais (isômeros de cadeia/esqueleto)
B2) (2R,3R)-dibromopentano e (2S,3R)-dibromopentano: diastereômeros

Exercícios relacionados