A respeito dos polímeros abaixo, indique e represente as possíveis configurações de taticidade e isomeria que estes podem adotar:
Polimetil metacrilato
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):
(monômero) tem fórmula
.
O polímero (polimetil metacrilato, PMMA) possui unidade repetitiva obtida pela polimerização do vinil: a unidade repetitiva é , em que
é o grupo éster
.
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.
Informações dadas (ou óbvias para a resolução):
O polímero (polimetil metacrilato, PMMA) possui unidade repetitiva obtida pela polimerização do vinil: a unidade repetitiva é
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 se incorpora à cadeia por adição ao carbono duplo, forma-se uma unidade com um carbono quaternário assimétrico (um centro quiral) marcado aqui por
. Esse
liga-se a quatro grupos diferentes: (i) um grupo metila
, (ii) o grupo éster
, (iii) a metade da cadeia que vem à esquerda (um radical
com sua continuidade) e (iv) a metade da cadeia que vai à direita (outro
com sua continuidade). Como esses quatro substituintes são diferentes, cada
é quiral e pode existir em duas configurações (convenientemente rotuladas
ou
). É essa sequência de centros quiral ao longo da cadeia que determina a taticidade.
Quando o monómero
Passo 3
Conceito de taticidade (definição didática e o que observar na prova).
Taticidade é a maneira como as configurações absolutas ( ou
) dos centros quiral ao longo da cadeia se organizam. Três casos clássicos:
Taticidade é a maneira como as configurações absolutas (
- Isotática: todas as unidades têm a mesma configuração absoluta (todas
ou todas ). Representação por símbolos e por “orientação do grupo lateral”: ou com indicação do grupo lateral sempre “para cima”: - Sindiotática: as configurações alternam
. Representação: ou como orientações alternadas: - Atática: sequência aleatória de
e (sem ordem regular). Representação: ou flechas sem padrão:
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 (
ou ) a diada é chamada de meso ( ). Se são opostas ( ou ) a diada é racêmica ( ).
Ex.: isotático ⟹ muitas diadas. Sindiotático ⟹ muitas diadas . Atático ⟹ mistura estatística de e . - Triada: três unidades, por exemplo
(fortemente isotática local), (fortemente sindiotática local) etc. No exame, ser capaz de relacionar / 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 :
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
- Defina “cabeça (H)” como o carbono substituído,
. - Defina “cauda (T)” como o carbono
.
As ligações possíveis entre unidades são: - Head-to-tail (HT): ligação preferencial e mais comum. Schematicamente:
que, em termos de unidades, produz a estrutura regular . 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:
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):
ou em notação R/S: - Sindiotática (alternância):
ou - Atática (aleatório):
ou - Regioisomeria — ligação head-to-tail (principal):
e defeitos:
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
para o mesmo lado; para sindiotático alterne; para atático faça aleatório. Para regiolocalização desenhe explicitando e ou escreva HT/HH/TT. - Lembre-se: o monômero não apresenta isomeria geométrica relevante (
) que influencie a polimerização aqui, porque é (não há substituição dupla que gere ).
Resposta
Isotática: unidades repetidas com todas as configurações iguais (
ou
).
Sindiotática: unidades alternadas em configuração ( ou
).
Atática: sequência aleatória de configurações ( ou orientações sem padrão).
Regioisomeria: head-to-tail (HT) — ligação majoritária ( ); defeitos possíveis: head-to-head (HH) e tail-to-tail (TT).
Sindiotática: unidades alternadas em configuração (
Atática: sequência aleatória de configurações (
Regioisomeria: head-to-tail (HT) — ligação majoritária (