ISOMERIA

carbonos hidrogênios oxigênio C H O C H O C2H6O C2H6O

são compostos diferentes que possuem a mesma fórmula molecular Os compostos H3C – CH2 – OH e H3C – O – CH3 são ISÔMEROS ISÔMEROS são compostos diferentes que possuem a mesma fórmula molecular A este fenômeno damos o nome de ISOMERIA

ISOMERIA pode ser Plana ou Constitucional Espacial ou estereoisomeria Isomeria de cadeia. Isomeria de posição. Isomeria de compensação. Isomeria de função. Isomeria de tautomeria Geométrica. Espacial.

H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3 CH3 H3C CH CH CH3 H2C CH2 ISOMERIA DE CADEIA OU NÚCLEO É quando os isômeros pertencem à mesma função química, mas possuem cadeias carbônicas diferentes. H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3 CH3 Ambos são hidrocarbonetos e possuem cadeias carbônicas diferentes H3C CH CH CH3 H2C CH2

H2C CH CH2 CH3 H3C CH CH CH3 H3C CH CH2 CH3 OH H2C CH2 CH2 CH3 ISOMERIA DE POSIÇÃO É quando os isômeros pertencem à mesma função química, mas diferem na posição de um substituinte ou insaturação H2C CH CH2 CH3 H3C CH CH CH3 Ambos são hidrocarbonetos e diferem na posição da dupla ligação H3C CH CH2 CH3 OH H2C CH2 CH2 CH3 Ambos são alcoóis e diferem na posição da oxidrila

H3C CH2 O CH2 CH3 H3C O CH2 CH2 CH3 H3C CH2 C O CH3 H3C C CH2 CH3 ISOMERIA DE COMPENSAÇÃO OU METAMERIA É quando os isômeros pertencem à mesma função química, mas diferem na posição de um heteroátomo H3C CH2 O CH2 CH3 H3C O CH2 CH2 CH3 Ambos são éteres e diferem na posição do heteroátomo (oxigênio) H3C CH2 C O CH3 H3C C CH2 CH3 Ambos são ésteres e diferem na posição do heteroátomo (oxigênio)

H3C CH CH2 CH3 OH H3C CH2 O CH2 CH3 H3C CH2 C O OH H3C C CH3 ISOMERIA DE FUNÇÃO OU FUNCIONAL É quando os isômeros pertencem à funções química diferentes H3C CH CH2 CH3 OH H3C CH2 O CH2 CH3 éter álcool ácido carboxílico H3C CH2 C O OH H3C C CH3 éster

H2C C CH3 OH O H3C C CH3 H3C CH CH OH H3C CH2 C O H ISOMERIA DE TAUTOMERIA É quando os isômeros coexistem em equilíbrio químico dinâmico ceto - enol H2C C CH3 OH O H3C C CH3 enol cetona aldo - enol H3C CH CH OH enol H3C CH2 C O H aldeído

Fórmula molecular do éter 01) Um isômero do éter CH3OCH3 é o: a) ácido acético. b) éter dietílico. c) propanol. d) etanol. e) etano. Fórmula molecular do éter C2H6O ácido acético éter dietílico propanol etanol O H3C – CH2 – O – CH2 – CH3 H3C – CH2 – CH2 – OH H3C – CH2 – OH H3C – C OH Fórmula molecular C4H10O Fórmula molecular C3H8O Fórmula molecular C2H6O Fórmula molecular C2H4O2

H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 02) Indique, dentre as alternativas a seguir, a que apresenta um hidrocarboneto isômero do 2, 2, 4 – trimetil – pentano. a) octano. b) pentano. c) propano. d) butano. e) nonano. 2, 2, 4 – trimetil – pentano CH3 H3C – C – CH2 – CH – CH3 CH3 CH3 Fórmula molecular C8H18 octano H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 Fórmula molecular C8H18

Por pertencerem à funções 03) Os compostos etanol e éter dimetílico demonstram que caso de isomeria? a) Cadeia. b) Posição. c) Compensação. d) Função. e) Tautomeria. Por pertencerem à funções químicas diferentes são ISÔMEROS DE FUNÇÃO

04) Os compostos etóxi – propano e metóxi – butano apresentam: a) isomeria de cadeia. b) isomeria de posição. c) isomeria de compensação. d) isomeria funcional. e) tautomeria. diferem na posição do HETEROÁTOMO H3C – CH2 – O – CH2 – CH2 – CH3 etóxi – propano metóxi – butano H3C – O – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

H3C – CH – CH3 OH H3C – CH2 – CH2 OH H3C – O – CH2 – CH3 05) A, B e C têm a mesma fórmula molecular: C3H8O. “A” tem um hidrogênio em carbono secundário e é isômero de posição de “B”. Tanto “A” como “B” são isômeros de função de “C”. Escreva as fórmulas estruturais e os nomes de A, B e C. Os compostos “A” e “B” são alcoóis H3C – CH – CH3 OH H3C – CH2 – CH2 OH 2 – propanol 1 – propanol O isômero de função do álcool é um ÉTER H3C – O – CH2 – CH3 metoxi – etano

06) O propeno e o ciclopropano são representados, respectivamente, pelas fórmulas: CH2 = CH – CH3 CH2 H2C Pela análise dessas substâncias, pode-se afirmar que: a) são polares. b) são isômeros de cadeia. c) apresentam diferentes massas moleculares. d) apresentam mesma classificação de átomos de carbono. e) apresentam diferentes tipos de ligação entre os átomos.

H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – OH 07) (PUC-MG) “ A 4 – metil – 2 – pentanona é usada como solvente na produção de tintas, ataca o sistema nervoso central, irrita os olhos e provoca dor de cabeça”. Pág. 558 Ex. 04 O composto citado é isômero funcional de: a) 1 – hexanol. b) hexanal. c) 4 – metil – butanal. d) 4 – metil – 1 – pentanol. e) pentanona. 4 – metil – 2 – pentanona H3C – CH – CH2 – C – CH3 CH3 O Fórmula molecular C6H12O O H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – C = H hexanal 1 – hexanol H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – OH Fórmula molecular C6H12O Fórmula molecular C6H14O

= 08) Entre os compostos abaixo ocorre isomeria: e O H3C – C – CH3 OH a) de posição. b) de cadeia. c) cis – trans. d) tautomeria. e) óptica

09) (UPE – 2007 – Q1) Analise o equilíbrio representado pela equação química abaixo: H2C CH OH H3C C O H Em relação ao conceito de isomeria, é verdadeiro afirmar que o equilíbrio: a) não exemplifica caso de isomeria. b) exemplifica um caso de isomeria de cadeia entre alcenos. c) apenas evidencia a mudança da fórmula estrutural do etanal para a cetona. d) evidencia um caso particular de isomeria funcional conhecido com o nome de tautomeria. e) evidencia tão somente o efeito ressonante entre alcoóis insaturados.

ISOMERIA ESPACIAL

ISOMERIA ESPACIAL OU ESTEREOISOMERIA É quando os isômeros apresentam as ligações entre seus átomos dispostas de maneira diferente no espaço Existem dois tipos de isomeria espacial Isomeria geométrica ou cis-trans. Isomeria óptica.

ISOMERIA GEOMÉTRICA ou CIS - TRANS Pode ocorrer em dois casos principais: Em compostos com duplas ligações. Em compostos cíclicos.

Nos compostos com duplas ligações deveremos ter a seguinte estrutura: C = C R2 R4 R1 R2 e R3 R4

H3C CH3 H3C H C = C C = C H H H CH3 CIS TRANS A estrutura que apresentar os átomos de hidrogênio no mesmo lado do plano é a forma CIS A estrutura que apresentar os átomos de hidrogênio em lados opostos do plano é a forma TRANS

Nos compostos cíclicos a isomeria cis – trans é observada quando aparecerem grupos ligantes diferentes em dois carbonos do ciclo H3C CH3 H3C H CH3 H H H TRANS CIS

Observação: No caso de não existirem dois átomos de hidrogênio nos carbonos da dupla ligação A IUPAC recomenda a utilização dos prefixos Z e E Z: zusammen (juntos) E: entgegen (opostos)

Cl CH3 C C H3C H H3C C C CH3 Cl H H3C CH3 C C Cl H O composto que apresentar, do mesmo lado do plano imaginário, os ligantes do carbono com os maiores números atômicos (Z), será denominado “Z” o outro será o “E” Cl CH3 C C Z = 6 Z = 6 H3C H H3C C C CH3 E-2-clorobut-2-eno Cl H H3C CH3 C C Z = 17 Z = 1 Cl H Z-2-clorobut-2-eno

01) Dados os seguintes compostos orgânicos: I. (CH3)2C = CCl2 III. CH3ClC = CClCH3 II. (CH3)2C = CClCH3 IV. CH3FC = CClCH3 Assinale a opção correta: Os compostos I e III são isômeros geométricos. b) Os compostos II e III são isômeros geométricos. O composto II é o único que apresenta isomeria geométrica. Os compostos III e IV são os únicos que apresentam isomeria geométrica. e) Todos os compostos apresentam isomeria geométrica.

02) (UESC) Admite isomeria geométrica, o alceno: a) 2, 3 – dimetil – 2 – hexeno b) 1 – penteno c) 3 – metil – 3 – hexeno d) eteno. e) 4 – etil – 3 – metil – 3 – hexeno H3C – CH2 – C = C – CH2 – CH3 CH3 3 – metil – 3 – hexeno H 2, 3 – dimetil – 2 – hexeno H3C – C = C – CH2 – CH2 – CH3 CH3 1 – penteno H – C = C – CH2 – CH2 – CH3 H ligantes iguais ligantes diferentes ligantes iguais ligantes diferentes

1, 1 – dimetil – ciclobutano 2, 3 – dimetil – 2 – buteno 03) Apresenta isomeria cis - trans: a) 1 – buteno. b) 2 – metil – 2 – buteno. c) 2 , 3 – dimetil – 2 – buteno. d) 1 , 1 – dimetil – ciclobutano. e) 1 , 2 – dimetil – ciclobutano. 1, 1 – dimetil – ciclobutano 2, 3 – dimetil – 2 – buteno 2 – metil – 2 – buteno 1 – buteno 1, 2 – dimetil – ciclobutano H2 C C H2 H2 C C H2 H C C CH2 CH3 H3C H3C H3C C C H C C CH3 H CH3 C C C C H2 H H CH3 CH3 CH3 H CH3 CH3 CH3

2, 3 – dimetil – 2 – penteno 3 – metil – 3 – hexeno 1 – penteno H3C H 04)(UESC) Admite isomeria geométrica, o alceno: a) 2, 3 – dimetil – 2 – penteno. b) 1 – penteno. c) 3 – metil – 3 – hexeno. d) eteno. e) 4 – etil – 3 – metil – 3 – hexeno. 2, 3 – dimetil – 2 – penteno 3 – metil – 3 – hexeno 1 – penteno H3C H C CH2 C C CH2 C CH2 CH2 CH3 CH3 H3C C C CH2 CH3 H CH3 H CH3 CH3 H

O H H H 05) (U . DE UBERABA – MG) As balas e as gomas de mascar com sabor de canela contêm o composto cinamaldeído (ou aldeído cinâmico) que apresenta a fórmula estrutural abaixo. O H 2 H 3 1 H O nome oficial deste composto orgânico é: a) trans – 3 – fenil propenal. b) trans – 1 – fenil propenal. c) trans – 3 – fenil propanal. d) trans – 3 – benzil propenal. e) cis – 3 – fenil propenal. trans - 3 - fenil propenal

É um ácido carboxílico de 06) ( Covest – 2006 ) O óleo de soja, comumente utilizado na cozinha, contém diversos triglicerídeos (gorduras), provenientes de diversos ácidos graxos, dentre os quais temos os mostrados abaixo. Sobre esses compostos, podemos afirmar que: o composto 4 é um ácido carboxílico de cadeia aberta contendo duas duplas ligações conjugadas entre si. b) os compostos 2 e 3 são isômeros cis-trans. c) o composto 1 é um ácido carboxílico de cadeia insaturada. d) o composto 2 é um ácido graxo de cadeia aberta contendo uma dupla ligação (cis). e) o composto 3 é um ácido graxo de cadeia fechada contendo uma insaturação (cis). FALSO VERDADEIRO É um ácido carboxílico de cadeia aberta com duas duplas ligações ALTERNADAS

Conceitos Básicos LUZ NATURAL É um conjunto de ondas eletromagnéticas que vibram em vários planos, perpendiculares à direção de propagação do feixe luminoso representação de Fresnell

LUZ POLARIZADA É um conjunto de ondas eletromagnéticas que vibram ao longo de um único plano representação de Fresnell

A POLARIZAÇÃO DA LUZ NATURAL POLARIZADA bálsamo – do – canadá luz natural lâmpada prisma de Nicol raio extraordinário raio ordinário

Algumas substâncias são capazes de provocar um desvio no plano da luz polarizada substância dextrógira luz natural luz polarizada levógira Estas substâncias possuem atividade óptica (opticamente ativas)

ANTÍPODAS ÓPTICOS ou ENANTIOMORFOS As formas dextrógira e levógira, que correspondem uma a imagem da outra, foram chamadas ANTÍPODAS ÓPTICOS ou ENANTIOMORFOS ácido lático (ácido 2 – hidróxipropanóico) espelho COOH COOH C OH OH C H H CH3 CH3

A mistura em partes iguais dos antípodas ópticos fornece por compensação dos efeitos contrários um conjunto OPTICAMENTE INATIVO, que foi chamado MISTURA RACÊMICA

As substâncias assimétricas possuem atividade óptica A estrutura orgânica que tem CARBONO ASSIMÉTRICO possuirá atividade óptica (opticamente ativa)

H OH H C C H H Cl Carbono assimétrico ou quiral É o átomo de carbono que possui quatro ligantes diferentes entre si H OH H C C H H Cl como o composto tem carbono assimétrico, ele apresenta ATIVIDADE ÓPTICA

01) Na estrutura abaixo, quando se substitui “ R ” por alguns radicais, o composto adquire atividade óptica. Qual dos itens indica corretamente esses radicais? R CH2 CH3 H3C C COOH R CH2 CH2 CH3 a) metil e etil. b) metil e propil. c) etil e propil. d) dois radicais metil. e) dois radicais etil.

ácido lático – ácido – 2 – hidroxipropanóico 02) (FAFI – MG) Em relação ao ácido lático, cujas fórmulas espaciais estão representadas abaixo, estão corretas as opções, exceto: COOH COOH COOH COOH H OH HO H H H OH HO CH3 CH3 ( I ) CH3 ( II ) CH3 espelho espelho ácido lático – ácido – 2 – hidroxipropanóico a) Possui átomo de carbono assimétrico. b) Possui atividade óptica. c) Apresenta carboxila e oxidrila (hidroxila). d) Possui isomeria cis-trans. e) As suas estruturas não são superponíveis.

CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH H OH OH H H OH OH H CH2OH CH3 CH3 CH2OH 03) (UPE-2007 – Q2) Analise as estruturas I, II, III e IV, abaixo. CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH H OH OH H H OH OH H CH2OH CH3 CH3 CH2OH (I) (II) (III) (IV) É correto afirmar que a) somente as estruturas I e II apresentam isomeria ótica. b) somente as estruturas I e III apresentam atividade ótica. c) somente as estruturas III e IV apresentam atividade ótica. d) somente as estruturas I e IV apresentam isomeria ótica. e) todas apresentam atividade ótica.

04) (Covest – 2005) Diversos compostos orgânicos são responsáveis pelo odor de vários alimentos. Dentre eles, podemos citar: A partir das estruturas acima pode-se afirmar que: 0 0 A nomenclatura do composto orgânico responsável pelo aroma da canela, é 3 – fenilpropanal. 1 1 A cicloexilamina possui um centro estereogênico (quiral). 2 O acetato de octila, responsável pelo aroma da laranja, apresenta uma função éter. 3 O composto responsável pelo aroma da baunilha, apresenta as funções fenol, aldeído e éter. 4 O composto responsável pelo aroma da canela, pode apresentar isomeria cis - trans.

05) (Covest-2007) A partir das estruturas moleculares ao lado podemos afirmar que: Os compostos representados em (I), geranial e heral, apresentam isomeria cis/trans. 2) Os compostos representados em (II) são exatamente iguais; portanto não apresentam nenhum tipo de isomeria. Os ácidos representados em (III) são diferentes; portanto, não apresentam nenhum tipo de isomeria. Está(ão) correta(s): a) 1 apenas b) 2 e 3 apenas c) 1 e 3 apenas d) 1, 2 e 3 e) 3 apenas

O O H3C CH2 CH2 C H3C CH C H H CH3 e H2C CH CH3 C3H6 OH C3H6 OH CH3 06) (UPE-2006-Q2) Analise as afirmativas acerca dos diversos compostos orgânicos e suas propriedades e assinale-as devidamente. F 0 0 Os compostos butanal e metilpropanal exemplificam um caso de isomeria espacial O O F 1 1 Os isômeros de posição pertencem à mesma função orgânica e possuem a mesma cadeia, mas diferem entre si apenas quanto à posição do heteroátomo H3C CH2 CH2 C H3C CH C H H V 2 2 Um hidrocarboneto cíclico pode ser isômero de um hidrocarboneto alifático insaturado CH3 ISÔMEROS DE POSIÇÃO PERTENCEM À MESMA FUNÇÃO ORGÂNICA E TÊM A MESMA CADEIA, MAS DIFEREM ENTRE SI PELA POSIÇÃO DE UM RADICAL OU UMA INSATURAÇÃO SÃO ISÔMEROS DE CADEIA V 3 3 Os cresóis, C7H8O, são conhecidos quimicamente como hidroximetilbenzenos e podem apresentar isomeria plana, tanto de função como de posição e H2C CH CH3 SÃO ISÔMEROS F 4 4 A atividade ótica de uma substância está relacionada com a simetria cristalina ou molecular das substâncias C3H6 OH C3H6 OH CH3 ESTÁ RELACIONADA COM A ASSIMETRIA É ISÔMERO DE FUNÇÃO DO É ISÔMERO DE POSIÇÃO DO É UM CRESOL CH2 OH CH3

Para uma substância orgânica, com carbono assimétrico, o número de isômeros ativos e inativos é dado pelas expressões: n número de isômeros ativos 2 número de isômeros inativos n – 1 2 “n” é o número de carbonos assimétricos

H OH H C C H H Cl tem um carbono assimétricos  n = 1. n 2 = 2 isômeros ativos n – 1 1 – 1 2 = 2 = 2 = 1 isômero inativo

Este composto possui dois átomos de carbono assimétricos diferentes, 01) O número total de isômeros (ativos e inativos) da molécula abaixo é: a) 2. b) 4. c) 6. d) 8. e) 10. H I H I H3C – C – C – NH2 I Cl I Cl Este composto possui dois átomos de carbono assimétricos diferentes, portanto n = 2 n 2 2 = 2 = 4 isômeros ativos n – 1 2 – 1 1 2 = 2 = 2 = 2 isômero inativo total de isômeros: 4 ativos + 2 inativos = 6 isômeros

02) (FESP-PE) Considere o composto: ácido 2, 3 – dicloro – 3 – fenilpropanóico Ele apresenta: a) 4 isômeros sem atividade óptica. um total de 6 isômeros, sendo 2 sem atividade óptica. um total de 4 isômeros, sendo 2 sem atividade óptica. d) não apresenta isomeria óptica. e) só 2 isômeros ativos e um meso composto. Tem dois carbonos assimétricos  n = 2 n 2 2 = 4 isômeros ativos n – 1 2 – 1 1 2 = 2 = 2 = 2 isômeros inativos Total de isômeros = 4 + 2 = 6 isômeros

Cl OH O O HOOC – CHCl – CHOH – COOH C C C C HO OH H H 03) O ácido cloromático apresenta: Cl OH O O HOOC – CHCl – CHOH – COOH C C C C HO OH H H a) 4 isômeros ativos e 2 racêmicos. b) 2 isômeros ativos e 1 racêmico. c) 8 isômeros ativos e 4 racêmicos. d) 6 isômeros ativos e 3 racêmicos. e) 16 isômeros ativos e 8 racêmicos. Tem dois carbonos assimétricos diferentes, portanto n = 2 2 n 1 n 2 – 1 2 = 4 isômeros ativos 2 = 2 isômeros racêmicos