Usando o sistema de prioridade Cahn-Ingold-Prelog (CIP), desenhe e determine a configuração ( R ou S ) de um carbono quiral em uma molécula fictícia com substituintes:
, e -H. Explique as numerações (definidas por prioridades) em cada uma das moléculas
Passo 1
O que o enunciado pede e o que é dado:
- Pede para usar o sistema Cahn–Ingold–Prelog (CIP) para desenhar e determinar a configuração (R ou S) de um carbono quiral que tem quatro substituintes diferentes:
, , e . - Informações relevantes fornecidas: os quatro grupos ligados ao carbono quiral são exatamente
, , e . - O objetivo concreto nesta resolução: (i) aplicar as regras CIP para atribuir prioridades a esses quatro substituintes; (ii) mostrar pelo menos duas disposições (duas “moléculas”/configurações tridimensionais possíveis) e, para cada uma, explicar a numeração por prioridades e determinar se a configuração é R ou S.
Passo 2
Regra básica CIP (passo a passo didático e intuitivo):
- Regra principal: compare os átomos diretamente ligados ao centro quiral. Quanto maior o número atômico, maior a prioridade.
- Explicando isso devagar: cada substituinte é representado pelo átomo que está ligado diretamente ao carbono quiral. Para decidir quem vem antes, olhamos só esse átomo primeiro.
- Se houver empate (dois substituintes começam com o mesmo átomo), comparamos os átomos ligados a esses átomos em ordem decrescente de massa atômica, como se expandíssemos em listas (método do “próximo átomo”).
- Para ligações múltiplas há uma regra de equivalência (ligações múltiplas são tratadas como se o átomo estivesse ligado a “cópias” imaginárias), mas aqui ela não é necessária porque todos os átomos diretamente ligados são diferentes.
Passo 3
Aplicando CIP aos substituintes dados (atribuição direta):
- Liste os átomos ligados diretamente ao carbono quiral:
-
→ átomo ligado: (número atômico ) -
→ átomo ligado: (número atômico ) -
→ átomo ligado: (número atômico ) -
→ átomo ligado: (número atômico )
-
- Ordenando por número atômico (maior → menor) temos as prioridades:
- Observação: não foi preciso usar desempate por átomos seguintes porque todos os átomos diretamente ligados são diferentes.
Passo 4
Como decidir R ou S (regra prática que você vai usar na prova):
- Coloque o grupo de menor prioridade (
, aqui ) apontando para trás (ou seja, para longe do observador). Na prática existem três estratégias habituais: - desenhar a estrutura em projeção em cunha/tracejado com
para trás (cunha tracejada) — aí olhe do “lado frontal” e veja a ordem ; - usar projeção de Fischer com
em posição vertical (porque na Fischer vertical aponta para trás) — daí horário = R, antihorário = S; - se
estiver apontando para você (para frente), determine a ordem e depois inverta o resultado (porque quando a prioridade 4 está para frente, a orientação observada é a inversa da real).
- desenhar a estrutura em projeção em cunha/tracejado com
- Regra curta para memorizar: com
para trás, no sentido horário → ; anti-horário → .
Passo 5
Molécula A — desenho (descrição) e determinação explícita (exemplo concreto que dá configuração
):
- Desenho em projeção de Fischer (forma textual, com o carbono quiral
no centro do cruzamento): - topo:
(vertical superior — em Fischer isso aponta para trás, ou seja, para longe do observador) - esquerda (horizontal):
- direita (horizontal):
- fundo (vertical inferior):
- topo:
- Reescrevendo as posições:
- topo
(prioridade , está para trás — situação ideal para ler diretamente) - esquerda
(prioridade ) - direita
(prioridade ) - baixo
(prioridade )
- topo
- Agora trace a sequência
: -
está em baixo (posição “6 horas”), está à direita (posição “3 horas”), está à esquerda (posição “9 horas”). - Seguindo de baixo
direita esquerda descrevemos um movimento no sentido horário. - Com o grupo
( ) apontando para trás, sentido horário corresponde a .
-
- Conclusão para a Molécula A: configuração
.
Passo 6
Molécula B — outro desenho (descrição) mostrando a outra possibilidade (o enantiômero) e determinação explícita (
):
- Desenho em projeção de Fischer com a prioridade menor
igualmente para trás (topo), mas trocando as posições esquerda/direita em relação à Molécula A — isto representa a imagem especular (ou seja, o outro enantiômero): - topo:
(prioridade , para trás) - esquerda (horizontal):
(prioridade ) - direita (horizontal):
(prioridade ) - baixo (vertical inferior):
(prioridade )
- topo:
- Reescrevendo as posições:
- topo
(prioridade , atrás) - esquerda
(prioridade ) - direita
(prioridade ) - baixo
(prioridade )
- topo
- Trace a sequência
: -
baixo esquerda direita; isso descreve um movimento anti-horário. - Com o grupo
( ) para trás, anti-horário corresponde a .
-
- Conclusão para a Molécula B: configuração
.
Passo 7
Resumo didático e dicas práticas para a prova (para você guardar e aplicar rápido):
- Primeiro passo sempre: identifique os átomos ligados diretamente e ordene por número atômico. Aqui deu
. - Coloque a prioridade
(a menor) para trás — se não puder desenhar assim, use a regra de inverter o resultado quando estiver para frente. - Trace
: horário com para trás → ; anti-horário com para trás → . - Se precisar desempatar (dois primeiros átomos iguais), expanda as listas dos átomos ligados a esses átomos e compare em ordem decrescente de número atômico.
- Exemplos rápidos: a troca de dois grupos numa quiralidade inverte a configuração (R↔S). A imagem especular de uma molécula quiral também tem a configuração oposta.
Resposta
Molécula A: R
Molécula B: S
Molécula B: S