34 Estereoquímica Estereoquímica das reacções químicas A análise de uma reacção química do ponto de vista do seu efeito sobre a estereoquímica é muito importante. A análise de uma reacção química do ponto de vista do seu efeito sobre a estereoquímica é muito importante. Reacção regiosselectiva: preferencialmente forma-se um dos isómeros estruturais possíveis (ou maior quantidade de um deles) Reacção regiosselectiva: preferencialmente forma-se um dos isómeros estruturais possíveis (ou maior quantidade de um deles) ou

35 Estereoquímica Estereoquímica das reacções químicas A análise de uma reacção química do ponto de vista do seu efeito sobre a estereoquímica é muito importante. A análise de uma reacção química do ponto de vista do seu efeito sobre a estereoquímica é muito importante. Reacção estereosselectiva: preferencialmente forma-se um dos estereoisómeros possíveis (ou maior quantidade de um deles) Reacção estereosselectiva: preferencialmente forma-se um dos estereoisómeros possíveis (ou maior quantidade de um deles) Uma reacção diz-se estereosselectiva quando, a partir de um determinado reagente se pode formar dois ou mais produtos, mas um deles é obtido em maior quantidade

36 Estereoquímica Estereoquímica das reacções químicas A análise de uma reacção química do ponto de vista do seu efeito sobre a estereoquímica é muito importante. A análise de uma reacção química do ponto de vista do seu efeito sobre a estereoquímica é muito importante. Reacção estereoespecífica: cada estereoisómero origina como produto da reacção um estereoisómerodiferente Reacção estereoespecífica: cada estereoisómero origina como produto da reacção um estereoisómero diferente + SS RR SR SR

37 Estereoquímica Br 2 Estereoquímica na adição de Br 2 R R + S S Adição anti ao cis-2-buteno Adição anti ao cis-2-buteno os dois produtos formados são enantiómeros Mistura Racémica

38 Estereoquímica Br 2 Estereoquímica na adição de Br 2 S R R S Adição anti ao trans-2-buteno Adição anti ao trans-2-buteno os dois produtos formados são formas mesógiras meso

39 Estereoquímica Estereoquímica na epoxidação Adição syn ao trans-2-buteno Adição syn ao trans-2-buteno os dois produtos formados são enantiómeros RCO 3 H R R + S S Mistura Racémica

40 Estereoquímica Estereoquímica na epoxidação Adição syn ao cis-2-buteno Adição syn ao cis-2-buteno os dois produtos formados são formas mesógiras RCO 3 H meso S R R S

41 Estereoquímica Reacções em que diferentes estereoisómeros do composto de partida originam diferentes estereoisómeros como produtos de reacção Os estereoisómeros formados dependem da estereoquímica do reagente mas também da natureza do mecanismo de adição; syn ou anti

42 Estereoquímica Reacções que geram um novo carbono “quiral” *

43 Estereoquímica *

44 Estereoquímica Reacções que ocorrem no carbono “quiral” Inversão da configuração Inversão da configuração R R S S

45 Estereoquímica Reacções que ocorrem no carbono “quiral” Racemização Racemização R R S S

46 Estereoquímica Reacções que não ocorrem no carbono “quiral” Uma reacção que não implica a quebra de uma das ligações do centro quiral processa-se com retenção da configuração em torno desse centro quiral.

47 Estereoquímica Separação de enantiómeros Representação esquemática do reconhecimento de enantiómeros por enzimas Os produtos de muitas reacções são misturas de estereoisómeros; O isolamento de enantiómeros puros, a partir dum racemato, designa-se por resolução enantiomérica

48 Estereoquímica local aniónico local aniónico área plana área plana área não ocupada área ocupada fraco encaixe => menos activo forte encaixe => mais activo exemplo: enantiómeros da adrenalina exemplo: enantiómeros da adrenalina

49 Estereoquímica Enantiómeros têm propriedades físicas iguais Louis Pasteur ( ) Mistura racémica (racemus - cacho de uvas) Tartarato misto de sódio e amónio Separação de enantiómeros

50 Estereoquímica Porquê!?  O princípio activo de muitos medicamentos é obtido por síntese e por vezes tem um ou mais centros quirais, pelo que é obtida uma mistura racémica;  Os que são obtidos de fontes naturais são enantioméricamente puros;  A separação é bastante cara, pelo que é usada a mistura racémica; Separação de enantiómeros CH 2 CH(CH 3 ) 2 H H3CH3CH3CH3C C O C HO O Ibuprofen é quiral e só o isómero S tem actividade analgésica e anti-inflamatória. No entanto é vendido como uma mistura racémica

51 Estereoquímica  Em 1956 foi aprovado o uso de um sedativo: talidomida Porquê!? Separação de enantiómeros * centro quiral

52 Estereoquímica A talidomida um dos enantiómeros é um calmante suave, outro é um composto teratogénico Porquê!?  Em 1961 ficou provada que as mulheres grávidas (menos de três meses) que tinham ingerido talidomida tinham crianças deformadas;  A presença de um centro quiral origina a existência de dois enantiómeros; estereoisómero Sestereoisómero R Separação de enantiómeros

53 Estereoquímica  Diastereómeros têm propriedades físicas diferentes;  Estratégia  transformar temporariamente um racemato numa mistura de diastereómeros, através da combinação dos componentes do racemato com um composto quiral e enantioméricamente puro – agente resolvente;  Após a separação dos diastereómeros eles são convertidos em cada um dos enantiómeros puros e no agente resolvente;  O ácido (2R, 3R)-tartárico é um produto secundário na produção de vinho. O facto de ser encontrado este enantiómero puro, permite a sua utilização como agente resolvente; mp = 170 o C [  ] D = +12 o

54 Estereoquímica X R + X S X R Y S + X S Y S YSYS Mistura racémica Mistura dos diastereómeros XRYSXRYS XSYSXSYS X R + Y S X S + Y S Separação dos diastereómeros Clivagem XRXR XSXS Separação e recuperação de Y S

55 Estereoquímica  Racemato ou mistura racémica: é a mistura equimolar de dois enantiómeros ( R e S)  não roda o plano da luz polarizada 50 % (S)- (+)-2-butanol + 50 % (R)-(-) 2- butanol (±)-2-butanol   Misturas não equimolares de dois enantiómeros:  observado da mistura  enantiómero puro X 100 Pureza óptica (p.o.) = d - l d + l X 100 Excesso enantiomérico (e.e.) =  Excesso do enantiómero predominante, em percentagem, numa mistura de enantiómeros  Método de expressar as quantidades relativas de enantiómeros numa mistura, origina o mesmo valor que a pureza óptica

56 Estereoquímica Vejamos alguns exemplos! a) Calcule o e.e. e a rotação específica de uma mistura de 6 g de (-)-2-butanol e 4 g de (+)-2-butanol? b) A solução preparada por mistura de 10 mL de uma solução 0,10 mol/dm 3 do enantiómero R e 30 mL de uma solução 0,10 mol/dm 3 do enantiómero S apresenta uma rotação específica de +4,8 o. Qual é a rotação específica de cada enantiómero? e.e. = (6-4)/(6+4) x 100 = 20 % = p.o. então p.o. =  / (-13,5) x 100 equivale  = -2,7 o e.e. = (3-1)/(3+1) x 100 = 50 % = p.o. então 0,50 = + 4,8 o  / y equivale y = + 9,6 o então, o enantiómero S tem uma rotação específica de + 9,6 o e o enantiómero R de - 9,6 o