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.
i)
O

Passo 1

O composto em questão é um cicloadutano (na prática um ciclohexano em cadeira) substituído em dois carbonos quirais:
– no carbono 1 temos um metil \ce{CH3} e um hidrogênio;
– no carbono 4 temos um grupo hidroximetil \ce{CH2OH} e um hidrogênio.
O conteúdo envolvido é: identificação de centros quirais, aplicação das regras CIP para prioridade, contagem de estereoisômeros 2^n e classificação em enantiômeros/diastereômeros, bem como determinação de configuração absoluta (R/S) e previsão de atividade ótica.

Passo 2

Cada um dos carbonos 1 e 4 é quiral (ligado a quatro grupos distintos). Assim o número máximo de estereoisômeros é
2^2 \;=\;4.
Como os dois centros têm substituintes diferentes entre si, não há nenhum meso. Logo teremos duas pares de enantiômeros, totalizando quatro compostos configuracionais distintos.

Passo 3

Atribuição de prioridades CIP em cada centro:
Centro \mathbf{C_1}:
– Grupos ligados: hidrogênio \ce{H}, metil \ce{CH3}, e dois “ramos do anel” que vamos chamar de ramo-A e ramo-B (são os carbonos 2 e 6 do ciclo).
– Compare protões ligados a C2 vs C6: cada um é carbono secundário, mas ao expandir a cadeia nota-se que átomo de carbono do ramo-A (C2) está ligado a C3, H e H; átomo de carbono do ramo-B (C6) está ligado a C5, H e H. Os substituintes adicionais das posições 3 e 5 só entram em jogo em nível 2 da regra CIP, mas, por simetria do anel, ambos os ramos são equivalentes até o primeiro substituinte diferente – como ambos são partes do mesmo ciclo, só se diferenciam pela posição 4, onde há \ce{CH2OH}. Assim, na prática a ordem é:
  1. ramo que leva ao \ce{CH2OH} (maior prioridade),
  2. ramo que não leva ao \ce{CH2OH},
  3. \ce{CH3},
  4. \ce{H}.
Centro \mathbf{C_4}:
– Grupos ligados: \ce{H}, \ce{CH2OH}, e dois ramos do anel (carbonos 3 e 5).
– Pelo mesmo raciocínio, o ramo que leva ao \ce{CH3} (pelo centro 1) tem maior prioridade que o ramo que não leva ao metil. Assim a ordem:
  1. \ce{CH2OH},
  2. ramo-A (leva ao metil),
  3. ramo-B,
  4. \ce{H}.

Passo 4

Desenho esquemático dos quatro estereómeros (em proibição de figuras detalhadas, uso esquema de “seta para cima/baixo” relativo ao plano do ciclo):
  1. “cis” com ambos contr-gupos no mesmo lado (chamarei de “up/up”):
    \ce{CH3} em cima em C_1, \ce{CH2OH} em cima em C_4.
    – Aplicando CIP nota-se que este arranjo corresponde à configuração (1R,4R).
  2. Enantiômero deste cis: “down/down”:
    \ce{CH3} em baixo em C_1, \ce{CH2OH} em baixo em C_4.
    – Configuração (1S,4S).
  3. “trans” com \ce{CH3} up e \ce{CH2OH} down (um para cada face):
    – Configuração (1R,4S).
  4. Enantiômero deste trans: \ce{CH3} down e \ce{CH2OH} up:
    – Configuração (1S,4R).
Assim temos os quatro compostos configuracionais:
\begin{array}{ll} \text{(a)}& (1R,4R)\quad\text{e seu enantiômero (1S,4S)},\\\ \text{(b)}& (1R,4S)\quad\text{e seu enantiômero (1S,4R)}. \end{array}ôô

Passo 5

Classificação e atividade ótica:
– Os pares (1R,4R)/ (1S,4S) são enantiômeros entre si.
– Os pares (1R,4S)/ (1S,4R) também são enantiômeros.
– Qualquer membro de um par comparado a qualquer membro do outro é diastereômero.
– Como não há um meso, todos os quatro são quiralmente ativos e devem apresentar atividade ótica, cada par de enantiômeros girando o plano da luz polarizada em sentidos opostos.

Resposta

Os quatro estereoisômeros possíveis são:
(a) (1R,4R) e (1S,4S) – par de enantiômeros, ativos opticamente;
(b) (1R,4S) e (1S,4R) – outro par de enantiômeros, ativos opticamente.

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