A respeito dos polímeros abaixo, indique e represente as possíveis configurações de taticidade e isomeria que estes podem adotar:
Polimetil metacrilato

Passo 1

O enunciado pede: “indique e represente as possíveis configurações de taticidade e isomeria que estes podem adotar: Polimetil metacrilato”.
Informações dadas (ou óbvias para a resolução):
\mathrm{MMA} (monômero) tem fórmula \mathrm{CH_2=C(CH_3)CO_2CH_3}.
O polímero (polimetil metacrilato, PMMA) possui unidade repetitiva obtida pela polimerização do vinil: a unidade repetitiva é \mathrm{-\!CH_2-\!C^*(CH_3)(CO_2Me)-}, em que \mathrm{CO_2Me} é o grupo éster \mathrm{CO_2CH_3}.
O que se pede explicitamente: listar e representar (desenho simbólico/textual) as possíveis configurações de taticidade (estereoirregularidade ao longo da cadeia) e as isomerias relevantes que PMMA pode apresentar.

Passo 2

Entender a estrutura e por que existe taticidade (aulas rápidas e essenciais).
Quando o monómero \mathrm{CH_2=C(CH_3)CO_2Me} se incorpora à cadeia por adição ao carbono duplo, forma-se uma unidade com um carbono quaternário assimétrico (um centro quiral) marcado aqui por \mathrm{C^*}. Esse \mathrm{C^*} liga-se a quatro grupos diferentes: (i) um grupo metila \mathrm{CH_3}, (ii) o grupo éster \mathrm{CO_2Me}, (iii) a metade da cadeia que vem à esquerda (um radical \mathrm{CH_2-} com sua continuidade) e (iv) a metade da cadeia que vai à direita (outro \mathrm{CH_2-} com sua continuidade). Como esses quatro substituintes são diferentes, cada \mathrm{C^*} é quiral e pode existir em duas configurações (convenientemente rotuladas \mathrm{R} ou \mathrm{S}). É essa sequência de centros quiral ao longo da cadeia que determina a taticidade.

Passo 3

Conceito de taticidade (definição didática e o que observar na prova).
Taticidade é a maneira como as configurações absolutas ( \mathrm{R} ou \mathrm{S}) dos centros quiral ao longo da cadeia se organizam. Três casos clássicos:
  • Isotática: todas as unidades têm a mesma configuração absoluta (todas \mathrm{R} ou todas \mathrm{S}). Representação por símbolos e por “orientação do grupo lateral”: \text{Isotática: }\quad \cdots -\mathrm{C^*(R)}-\mathrm{C^*(R)}-\mathrm{C^*(R)}-\cdotsáou com indicação do grupo lateral sempre “para cima”: \cdots -\mathrm{CH_2- C^{\uparrow}(CH_3)(CO_2Me)- CH_2- C^{\uparrow}(CH_3)(CO_2Me)-}\cdots
  • Sindiotática: as configurações alternam \mathrm{R,S,R,S,\ldots}. Representação: \text{Syndiotática: }\quad \cdots -\mathrm{C^*(R)}-\mathrm{C^*(S)}-\mathrm{C^*(R)}-\mathrm{C^*(S)}-\cdotsáou como orientações alternadas: \cdots -\mathrm{CH_2- C^{\uparrow}(CH_3)(CO_2Me)- CH_2- C^{\downarrow}(CH_3)(CO_2Me)- CH_2- C^{\uparrow}\!-\cdots
  • Atática: sequência aleatória de \mathrm{R} e \mathrm{S} (sem ordem regular). Representação: \text{Atática: }\quad \cdots -\mathrm{C^*(R)}-\mathrm{C^*(R)}-\mathrm{C^*(S)}-\mathrm{C^*(R)}-\mathrm{C^*(S)}-\cdotsáou flechas sem padrão: \cdots -\mathrm{CH_2- C^{\uparrow}- CH_2- C^{\downarrow}- CH_2- C^{\uparrow}-}\cdots
Explicação simples para prova: se o examinador pedir “represente isotático”, você pode desenhar 3–5 unidades com todos os grupos éster apontando para o mesmo lado; para “sindiotático”, desenhe alternando; para “atático”, mostre uma sequência aleatória.

Passo 4

Notação conhecida usada em análise de taticidade: diadas e triadas (útil em NMR e em questões teóricas).
  • Diada: par de unidades adjacentes. Se duas adjacentes têm mesma configuração ( \mathrm{RR} ou \mathrm{SS}) a diada é chamada de meso ( \mathrm{m}). Se são opostas ( \mathrm{RS} ou \mathrm{SR}) a diada é racêmica ( \mathrm{r}).
    Ex.: isotático ⟹ muitas diadas \mathrm{m}. Sindiotático ⟹ muitas diadas \mathrm{r}. Atático ⟹ mistura estatística de \mathrm{m} e \mathrm{r}.
  • Triada: três unidades, por exemplo \mathrm{mmm} (fortemente isotática local), \mathrm{r r r} (fortemente sindiotática local) etc. No exame, ser capaz de relacionar \mathrm{m}/ \mathrm{r} com isotático/sindiotático ajuda a interpretar enunciados sobre “fração m” ou “fração r”.

Passo 5

Regioisomeria na polimerização (outra “isomeria” importante para PMMA que você deve indicar e representar).
Em polímeros vinílicos como PMMA existe também a questão da regioregularidade, ou seja, como os monômeros se ligam entre si: definir “cabeça” e “cauda” do monómero ajuda. Para \mathrm{CH_2=C(CH_3)CO_2Me}:
  • Defina “cabeça (H)” como o carbono substituído, \mathrm{C(CH_3)CO_2Me}.
  • Defina “cauda (T)” como o carbono \mathrm{CH_2}.
    As ligações possíveis entre unidades são:
  • Head-to-tail (HT): ligação preferencial e mais comum. Schematicamente: \cdots -\mathrm{T\!-\!H\!-\!T\!-\!H}-\cdotsque, em termos de unidades, produz a estrutura regular \mathrm{-CH_2-C^*(CH_3)(CO_2Me)-CH_2-C^*(CH_3)(CO_2Me)-}. PMMA é majoritariamente HT.
  • Head-to-head (HH) e Tail-to-tail (TT): ocorrências minoritárias (defeitos regiológicos). Em HH há ligação entre os carbonos substituídos, o que pode dar origem a regiões com características eletrônicas/estruturais diferentes (por exemplo dois grupos éster próximos). Representações: \text{HH: }\quad \cdots -\mathrm{H\!-\!H}-\cdots,\qquad \text{TT: }\quad \cdots -\mathrm{T\!-\!T}-\cdots
Observação didática: em prova, se pedirem “que tipo de isomeria PMMA apresenta?”, cite primeiramente a taticidade (estereoisomeria ao longo da cadeia) e depois a regioregularidade (HT, HH, TT) como tipo de isomeria estrutural do polímero.

Passo 6

Representações práticas que você pode desenhar rápido na prova (3 unidades de exemplo para cada caso).
  • Isotática (todas as configurações iguais): \cdots -\mathrm{CH_2- C^{\uparrow}(CH_3)(CO_2Me)- CH_2- C^{\uparrow}(CH_3)(CO_2Me)- CH_2- C^{\uparrow}(CH_3)(CO_2Me)-}\cdotsou em notação R/S: \cdots \mathrm{R\!-\!R\!-\!R\!-\!}\cdots
  • Sindiotática (alternância): \cdots -\mathrm{CH_2- C^{\uparrow}(CH_3)(CO_2Me)- CH_2- C^{\downarrow}(CH_3)(CO_2Me)- CH_2- C^{\uparrow}(CH_3)(CO_2Me)-}\cdotsou \cdots \mathrm{R\!-\!S\!-\!R\!-\!S\!-\!}\cdots
  • Atática (aleatório): \cdots -\mathrm{CH_2- C^{\uparrow}- CH_2- C^{\uparrow}- CH_2- C^{\downarrow}- CH_2- C^{\uparrow}-}\cdotsou \cdots \mathrm{R\!-\!R\!-\!S\!-\!R\!-\!S\!-\!}\cdots
  • Regioisomeria — ligação head-to-tail (principal): \mathrm{...\!-\!T\!-\!H\!-\!T\!-\!H\!-\!...}\quad\text{com}\quad \mathrm{T=CH_2,\\ H=C(CH_3)(CO_2Me)}e defeitos: \mathrm{...\!-\!H\!-\!H\!-\!...}\quad\text{(head-to-head)}\qquad \mathrm{...\!-\!T\!-\!T\!-\!...}\quad\text{(tail-to-tail)}

Passo 7

Notas práticas e dicas para a prova (como reconhecer e o que esperar):
  • Se a questão fala que o PMMA foi obtido por polimerização radicalar usual, a resposta esperada é que o polímero é tipicamente atático (aleatório) e majoritariamente head-to-tail. Então, em uma questão objetiva, “taticidade” provável = atática.
  • Se a questão pede desenhos, desenhe 3 unidades repetitivas: para isotático ponha todos os grupos \mathrm{CO_2Me} para o mesmo lado; para sindiotático alterne; para atático faça aleatório. Para regiolocalização desenhe explicitando \mathrm{T} e \mathrm{H} ou escreva HT/HH/TT.
  • Lembre-se: o monômero não apresenta isomeria geométrica relevante ( E/Z) que influencie a polimerização aqui, porque é \mathrm{CH_2=C(CH_3)-} (não há substituição dupla que gere E/Z).

Resposta

Isotática: unidades repetidas com todas as configurações iguais ( \cdots \mathrm{R-R-R}\cdots ou \cdots \mathrm{C^{\uparrow}-C^{\uparrow}-C^{\uparrow}}\cdots).
Sindiotática: unidades alternadas em configuração ( \cdots \mathrm{R-S-R-S}\cdots ou \cdots \mathrm{C^{\uparrow}-C^{\downarrow}-C^{\uparrow}}\cdots).
Atática: sequência aleatória de configurações ( \cdots \mathrm{R-R-S-R-S}\cdots ou orientações sem padrão).
Regioisomeria: head-to-tail (HT) — ligação majoritária ( \cdots \mathrm{T-H-T-H}\cdots); defeitos possíveis: head-to-head (HH) e tail-to-tail (TT).

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