Para todos os compostos a seguir, desenhe e classifique todos os estereoisômeros possíveis e determine a configuração absoluta para os carbonos quirais (R ou S). Indique aqueles que devem ter atividade ótica.
b)
\mathrm{HO} \quad \mathrm{OH}
\mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CH}_{2}-\mathrm{CH}-\mathrm{CH}-\mathrm{CH}_{2}-\mathrm{CH}_{3}

Passo 1

Resumo do enunciado: o composto é \mathrm{CH_3\!-\!CH_2\!-\!CH(OH)\!-\!CH(OH)\!-\!CH_2\!-\!CH_3}
Temos aí dois carbonos quirais (C-3 e C-4 da cadeia). O objetivo é
  1. Encontrar todos os estereoisômeros possíveis.
  2. Determinar a configuração absoluta R ou S em cada centro quiral.
  3. Dizer quais deles apresentam atividade óptica.
Conteúdo aplicado: estereoquímica de moléculas com dois centros quirais, uso da regra CIP para atribuir R/S, reconhecimento de isômero meso e atividade óptica.

Passo 2

Identificação dos centros quirais.
– O carbono 3 (C-3) tem quatro substituintes diferentes:
  1. –OH
  2. –H
  3. –CH _2–CH _2–CH _3 (cadeia “à esquerda”)
  4. –CH(OH)–CH _2–CH _3 (cadeia “à direita”, que contém o outro centro quiral).
    – O carbono 4 (C-4) idem, com os mesmos quatro grupos (só que espelhados).
    Logo, são dois centros quirais análogos.

Passo 3

Contagem máxima e existência de meso.
– Com 2 centros quirais, teríamos até 2^2=4 estereoisômeros.
– Porém, a molécula é simétrica: há um plano médio que troca C-3 ↔ C-4, fazendo com que o par de configurações (3R,4S) e (3S,4R) seja idêntico por simetria interna.
– Logo, temos ao todo 3 estereoisômeros distintos:
  1. par de enantiômeros (3R,4R) e (3S,4S),
  2. isômero meso (3R,4S) (idêntico a (3S,4R)).

Passo 4

Desenho e nomenclatura simplificada dos isômeros
(ao longo da cadeia, numeramos de 1 a 6; os quirais são C-3 e C-4):
a) (3R,4R)-hexan-3,4-diol
C H_{3}–C H_{2}–C*–C*–C H_{2}–C H_{3}
│ │
OH OH
e.g. em projeção wedge-dash:
– em C-3 e C-4 os grupos –OH saem na frente (wedge) e –H para trás (dash).
b) (3S,4S)-hexan-3,4-diol
mesmo desenho do item (a) mas com –OH traços dash (para frente)o e –H wedge; é o enantiômero do item (a).
c) meso-(3R,4S)-hexan-3,4-diol
– no C-3 o –OH sai na frente (wedge) e no C-4 o –OH vai para trás (dash), de modo que há um plano de simetria interna.

Passo 5

Atribuição da configuração absoluta R/S por regra CIP
Em cada centro (C-3 e C-4):
  1. prioridade 1: –OH (oxigênio)
  2. prioridade 2: cadeia que leva ao outro carbono quiral (C-4 ou C-3)
  3. prioridade 3: cadeia que leva ao grupo etila (–C H_{2}–C H_{3})
  4. prioridade 4: –H
    Como em todos os nossos desenhos o –H ocupa posição behind (traçado), observa-se o sentido 1\to 2\to 3:
    – Para o isômero (3R,4R) o sentido é horário ⇒ configuração R nos dois.
    – Para (3S,4S) o sentido é anti-horário ⇒ configuração S nos dois.
    – Para (3R,4S) temos no C-3 sentido horário R e no C-4 sentido anti-horário S.

Passo 6

Atividade óptica
– Os dois enantiômeros (3R,4R) e (3S,4S) são quiralmente ativos (um desvia o plano da luz para a direita, o outro para a esquerda).
– O isômero meso (3R,4S) é internamente compensado e, portanto, não apresenta atividade óptica.

Resposta

(3R,4R)-hexan-3,4-diol: ativo, configuração R,R
(3S,4S)-hexan-3,4-diol: ativo, configuração S,S (enantiômero do anterior)
meso-(3R,4S)-hexan-3,4-diol: inativo, configuração R,S (meso)

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