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Prof. Hugo Braibante-UFSM Prof. Hugo Braibante Química - UFSM www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM estereoquímica Prof. Hugo Braibante-UFSM • Conceitos • Forma tridimensional das moléculas • Moléculas como objeto-imagens • Moléculas com simetria • Separação de Enantiômeros • Diastereoisômeros • Atividade biológica • Como representar Estereoquímica Estereoquímica www.ufsm.br/quimica_organica Arranjo dos no espaço Prof. átomos Hugo Braibante - UFSM Isomeria www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante-UFSM Prof. Hugo Braibante - UFSM Isômeros Prof. Hugo Braibante-UFSM Substâncias não idênticas que possuem a mesma fórmula molecular. Isômeros FM = fórmula molecular FM = Conectividade ≠ FM = Conectividade = Energia Critério Isômeros Constitucionais Isômeros Conformacionais Simetria Estereoisômeros simetria Me Me Me tem plano tem eixo Me Sem plano com eixo Sem plano Sem eixo Enantiômeros Assimétricos www.ufsm.br/quimica_organica Com Simetria de Reflexão Sem Simetria de Reflexão Simétricos Enantiômeros Dissimétricos Prof. Hugo Braibante - UFSM 4 Isômeros Prof. Hugo Braibante-UFSM sem plano sem eixo sem simetria de reflexão ISÔMEROS dissimétrica Estéreo isômeros com simetria de reflexão www.ufsm.br/quimica_organica sem plano e com eixo assimétrica Aquiral (simétrica) Prof. Hugo Braibante - UFSM Isômeros Constitucionais Prof. Hugo Braibante-UFSM • Tem a mesma fórmula molecular mas diferente fórmula estrutural • Ambos isômeros são C4H10 • Tem a mesma fórmula molecular mas propriedades físicas diferentes www.ufsm.br/quimica_organica CH2 H3C CH3 CH2 butano P.E. = -0.5C CH 3 CH H3 C CH 3 isobutan o P.E. = -11.7 C Prof. Hugo Braibante - UFSM Isômeros Geométricos Prof. Hugo Braibante-UFSM Isômeros Geométricos Z-2-penteno Z-2-penteno www.ufsm.br/quimica_organica E-2-penteno E-2-penteno Prof. Hugo Braibante - UFSM Estereoisômeros óticos Prof. Hugo Braibante-UFSM Substâncias aquirais têm imagem especular sobreponível. Substâncias quirais têm imagem especular não sobreponível. enantiômeros www.ufsm.br/quimica_organica Moléculas idênticas Prof. Hugo Braibante - UFSM Estereoisômeros Prof. Hugo Braibante-UFSM Um estereocentro (centro estereogênico) é um átomo no qual o intercâmbio de dois grupos produz um estereoisômero. www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Desenhando Enantiômeros Prof. Hugo Braibante-UFSM Fórmula em perspectiva Projeção de Fischer 3-cloro-2-butanol Enantiômero eritro www.ufsm.br/quimica_organica Enantiômero treo Prof. Hugo Braibante - UFSM Nomeando Enantiômeros Prof. Hugo Braibante-UFSM O sistema de nomenclatura R,S Classifique os grupos (átomos) ligados ao centro quiral Alguns autores consideram o 4 grupo com maior prioridade e o 1 com menor (sequencia de valoração) www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Nomeando Enantiômeros Prof. Hugo Braibante-UFSM Oriente o grupo (átomo) de menor prioridade (4) para trás do plano Sentido horário (maior para o menor)= configuração R Sentido anti-horário = configuração S www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM R,S usando a Fórmula em perspectiva Prof. Hugo Braibante-UFSM 1. Classifique os grupos ligados ao carbono assimétrico 1 4 2 3 2. Se o grupo (ou átomo) de menor prioridade está ligado com uma cunha tracejada, www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Nomeando Enantiômeros Prof. Hugo Braibante-UFSM 3. Se necessário, gire a molécula para que o grupo (ou átomo) de menor prioridade esteja ligado com uma cunha tracejada 4. Pode-se desenhar a seta do grupo 1 para o grupo 2, passando pelo grupo de menor prioridade (4), mas nunca passando pelo grupo de menor prioridade (3). www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM R,S usando a Projeção de Fischer Prof. Hugo Braibante-UFSM 1. Classifique o grupo (ou átomo) que está ligado ao carbono assimétrico e desenhe uma seta do grupo com maior prioridade obedecendo a ordem de prioridade (R)-3-cloro-hexano 2. Se o grupo com menor prioridade estiver na ligação horizontal, a nomeação será oposta à direção da seta (S)-2-butanol www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM R,S usando a Projeção de Fischer Prof. Hugo Braibante-UFSM 3. A seta pode ir do grupo 1 ao 2, passando pelo grupo 4, mas nunca pelo grupo 3 CO2H H CH3 OH (S)-ácido lático Uma projeção de Fischer pode somente ser rodada 180° no plano do papel, obtendo-se a mesma molécula www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Polarimetria Prof. Hugo Braibante-UFSM Substâncias quirais são opticamente ativas; elas giram o plano de polarização. Sentido horário (+) Sentido anti-horário (-) Diferença de configuração R,S Substâncias aquirais não giram o plano de polarização. Elas são opticamente inativas. www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Polarimetria Prof. Hugo Braibante-UFSM Um polarímetro mede o grau de rotação óptica de uma substância [𝛼] λ 𝑇= α 𝑐. 𝑙 T é a temperatura em °C é o comprimento de onda é a rotação observada em graus 𝑙 é o comprimento do tubo em decímetros; c é a concentração em gramas por mL Cada substância opticamente ativa tem uma rotação específica característica www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Polarimetria Prof. Hugo Braibante-UFSM Uma mistura racêmica, a qual contém a mesma quantidade dos dois enantiômeros, é opticamente inativa. inativa medido = zero pureza óptica = rotação específica observada rotação específica do enantiômero puro excesso de um único enantiômero Excesso enantiomérico = mistura inteira Acessar o site POLARÍMETRO VIRTUAL www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Diastereoisômeros Prof. Hugo Braibante-UFSM Isômeros com mais de um carbono quiral: um máximo de 2n estereoisômeros poderá ser obtido * * CH3CHCHC H3 Cl OH Diastereoisômeros são estereoisômeros que não são enantiômeros www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Carbonos Assimétricos Prof. Hugo Braibante-UFSM H Esses dois grupos são diferentes H * * Br CH3 H H H H CH3 cis-1-bromo-3-metil-ciclo-exano www.ufsm.br/quimica_organica H CH3 Br Br CH3 H CH3 Br Br H H trans-1-bromo-3-metil-ciclo-exano Prof. Hugo Braibante - UFSM DESENHAR ENANTIÔMEROS Prof. Hugo Braibante-UFSM • Desenhar a molécula que você construiu, usando a fórmula de traço-Cunha (canetas coloridas) • Use um espelho para ver o enantiômero • Desenhar os dois estereoisômeros de 1-cloro1-bromo-etano. – Não há nenhuma convenção para indicar qual o átomo esta ligado com cunha. www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Centros Quirais Prof. Hugo Braibante-UFSM • Carbono ligado a 4 grupos substituintes diferentes – Mesmo se os dois grupos substituintes sejam C, eles ainda podem estar diferentes H H3CH 2C H OH CH 3 HO CH 2CH 3 H3 C • Grupo C=O, Aquiral (C ligado a 3 centros) • Grupos CH3, CH2, não são quiral porque são simétricos: www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Vocabulário Prof. Hugo Braibante-UFSM • Estereoisômeros tem centro(s) quiral(is). • O átomo de Carbono pode ser – quiral ou aquiral – Assimétrico ou simétrico • Se duas moléculas são estereoisômeros, eles são chamados de enantiômeros • Moléculas Quirais são opticamente ativas. • Enantiômeros são isômeros ópticos www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Conceitos Prof. Hugo Braibante-UFSM • Enantiômeros e Quiralidade • enantiômeros são estruturas (FM = e conexão =) mas não são idênticas, são imagens especulares um do outro • estruturas são quirais se eles não podem ser sobreponíveis a sua imagem. • Estereoisômeros tem centro(s) quiral(is). • O átomo de Carbono pode ser – Centro quiral ou Centro aquiral – Centro Assimétrico ou centro simétrico • Se duas moléculas são estereoisômeros, eles são chamados de enantiômeros • Molécula Quiral são opticamente ativas. • Enantiômeros são isômeros ópticos www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Propriedades dos isômeros ópticos. Prof. Hugo Braibante-UFSM • Mesmas propriedades físicas e químicas • Gira o plano da luz polarizada • Cada isômero gira o plano em direções opostas – Que é Plano da Luz Polarizada? • (atividade ótica) www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Atividade otica Prof. Hugo Braibante-UFSM • Estereoisômero são considerados oticamente ativo se girar o plano da luz polarizada. • cada tipo de enantiômero gira luz em um determinado ângulo e um sentido característico. • O valor absoluto do ângulo e a direção devem ser determinados experimentalmente usando um polarímetro www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM Atividade ótica Prof. Hugo Braibante-UFSM • A rotação depende: – Comprimento do tubo de amostra – Concentração do enantiômero. • Se Ambos os isômeros estiverem presentes, em concentração igual, a rotação se anula: mistura racêmica www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM A importância Biológica da Quiralidade Prof. Hugo Braibante-UFSM www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM 29 Plano de simetria Prof. Hugo Braibante-UFSM www.ufsm.br/quimica_organica Prof. Hugo Braibante - UFSM 30
