Um trabalho publicado em 2016 na revista Nature mostrou que o composto PMZ21, quando testado em camundongos, apresenta um efeito analgésico tão potente quanto o da morfina, com a vantagem de não causar alguns dos efeitos colaterais observados para a morfina.
PMZ21
RHSNHONHRHOHN
Qual a quantidade de estereoisômeros possíveis do PMZ21?

Passo 1

O que o enunciado pede:
  • Qual a quantidade de estereoisômeros possíveis do PMZ21?
Informações fornecidas (peguei estes dados do enunciado):
  • A cadeia do composto está dada pelo SMILES: C[C@H](Cc1ccsc1)NC(=O)NC[C@@H](Cc1ccc(O)cc1)N\text{(C)}C.
  • No SMILES aparecem dois marcadores estereoquímicos: @ e @@, ou seja, há indicações de centros quirais.

Passo 2

O que é um centro quiral (estereocentro) — explicação didática:
  • Um centro quiral mais comum é um carbono sp^3 que está ligado a quatro substituintes diferentes. Isso significa que trocar dois substituintes gera a imagem especular não sobreponível: é um átomo que dá origem a enantiômeros.
  • Regra prática para reconhecimento: pegue o átomo (por exemplo um carbono tetraédrico) e verifique se as quatro coisas ligadas a ele são diferentes entre si. Se forem, é um centro quiral.
  • Exemplo simples para fixar: o carbono central do ácido lático (ligado a \mathrm{CH_3}, \mathrm{OH}, \mathrm{COOH} e \mathrm{H}) é quiral porque essas quatro ligações são diferentes.

Passo 3

Identificando os centros quirais no PMZ21:
  • No SMILES mostrado existem explicitamente dois átomos marcados como quirais: o trecho C[C@H](Cc1ccsc1)... indica um carbono quiral (o carbono marcado com @), e o trecho ...C[C@@H](Cc1ccc(O)cc1)N\text{(C)}C indica outro carbono quiral (o marcado com @@).
  • Vou descrever por que cada um desses carbonos tem quatro substituintes diferentes (portanto são centros quirais):
    • Primeiro centro (o C[C@H](Cc1ccsc1)N...): esse carbono está ligado a
      1. um hidrogênio ( \mathrm{H}),
      2. um grupo metila ( \mathrm{CH_3}),
      3. um grupo metileno que leva ao anel tiofeno ( \mathrm{CH_2\!-\!(tiofeno)}),
      4. e à porção que contém a amina/amida (o resto da molécula pela ligação à N).
        Essas quatro “coisas” são todas distintas, logo é um centro quiral.
    • Segundo centro (o ...C[C@@H](Cc1ccc(O)cc1)N\text{(C)}C): esse carbono está ligado a
      1. um hidrogênio ( \mathrm{H}),
      2. um grupo metileno que leva ao anel fenil substituído ( \mathrm{CH_2\!-\!(p\!-\!OH\;fenil)}),
      3. um grupo metileno que conecta à amida/parte anterior da molécula ( \mathrm{CH_2\!-\!}amida),
      4. e a uma amina terciária \mathrm{N(CH_3)_2} (por ligação direta à N).
        Novamente, as quatro ligações são diferentes, então esse carbono também é quiral.

Passo 4

Quantos estereoisômeros esses centros podem gerar — fórmula e explicação:
  • Para uma molécula que tem n centros quirais independentes e sem simetrias internas que gerem meso, o número máximo de estereoisômeros é dado por
2^n.
  • Aqui, contamos n=2 centros quirais (os dois carbonos identificados no SMILES), então o número máximo é
2^{2}.

Passo 5

Verificando exceções que poderiam alterar a conta (meso, nitrogênio, E/Z, atropisomerismo):
  • Meso: ocorre quando dois centros quirais são iguais e a molécula tem um plano de simetria que torna alguns estereoisômeros internamente iguais. No PMZ21 os dois centros estão em partes diferentes da molécula e não há motivo para existir um plano interno de simetria que torne a molécula meso. Logo, não há redução por meso.
  • Nitrogênio quiral (inversão): a amina terciária \mathrm{N(CH_3)_2} poderia, em princípio, ser um centro quiral se as quatro “substituintes” fossem diferentes; porém, aminas terciárias apresentam inversão de amina (túnel/inversão) muito rápida à temperatura ambiente, o que impede a existência de enantiômeros isoláveis por esse átomo. Portanto não se conta como centro configuracional.
  • Amida: o nitrogênio da amida é planar por ressonância e não gera um centro quiral configuracional isolável.
  • E/Z ou atropisomerismo: não há duplas ligantes insaturadas com possibilidade E/Z nem ligações biaromáticas fortemente travadas que indiquem atropisomerismo relevante aqui, portanto não acrescentam estereoisômeros configuracionais isoláveis.

Passo 6

Conclusão e cálculo final:
  • Como temos n=2 centros quirais independentes e nenhuma exceção que reduza o número, o número total de estereoisômeros possíveis é
2^{2}=4.
  • Motivação prática: esses quatro correspondem às combinações RR, RS, SR e SS dos dois centros quirais.

Resposta

4 estereoisômeros

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