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
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
, , e ) 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)}Cindica 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- um hidrogênio (
), - um grupo metila (
), - um grupo metileno que leva ao anel tiofeno (
), - 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.
- um hidrogênio (
- Segundo centro (o
...C[C@@H](Cc1ccc(O)cc1)N\text{(C)}C): esse carbono está ligado a- um hidrogênio (
), - um grupo metileno que leva ao anel fenil substituído (
), - um grupo metileno que conecta à amida/parte anterior da molécula (
amida), - e a uma amina terciária
(por ligação direta à N).
Novamente, as quatro ligações são diferentes, então esse carbono também é quiral.
- um hidrogênio (
- Primeiro centro (o
Passo 4
Quantos estereoisômeros esses centros podem gerar — fórmula e explicação:
- Para uma molécula que tem
centros quirais independentes e sem simetrias internas que gerem meso, o número máximo de estereoisômeros é dado por
- Aqui, contamos
centros quirais (os dois carbonos identificados no SMILES), então o número máximo é
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
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
centros quirais independentes e nenhuma exceção que reduza o número, o número total de estereoisômeros possíveis é
- Motivação prática: esses quatro correspondem às combinações RR, RS, SR e SS dos dois centros quirais.