Estereoquímica.

Apresentação em tema: "Estereoquímica."— Transcrição da apresentação:

1 Estereoquímica

2 Neste capitulo, nós concentramo-nos em enantiómeros e diastereoisómeros

3 Objectos que não são sobreponíveis com a sua imagem no espelho são quirais
A luva direita não cabe na mão esquerda A imagem de um objecto no espelho é diferente do original

4 Estereoisómeros Diastereoisómeros = Isómeros geométricos: isómeros cis-trans. Enantiómeros: são moléculas que são a imagem uma da outra no espelho, não são sobreponíveis; são moléculas diferentes. 2-Butanol

5 Carbonos quirais A causa mais comum do enantiomerismo em moléculas orgânicas é a presença de um carbono com 4 grupos diferentes ligados a ele. Carbonos tetraédicos com 4 grupos diferentes ligados é chamado estereocentro.

6 Desenhar Enantiómeros
São 4 as representações possíveis para um dos enantiómeros do 2- butanol. Ambos (1) e (2) mostram quatro grupos ligados ao estereocentro e mostra a geometria tetraédrica. (3) é a fórmula linha-ângulo abreviada contudo mostramos o H. (4) é a representação mais abreviada; tem que se lembrar que existe um H presente no estereocentro.

7 Desenhar imagens no espelho
À esquerda é um enantiómero do 2-butanol. Á direita são duas representações da sua imagem no espelho (neste caso o seu enantiómero).

8 Nomenclatura (R), (S) Moléculas diferentes (enantiómeros) têm que ter diferentes nomes. Normalmente só um enantiómero é biologicamente activo. Configuração à volta do carbono quiral é especificada com (R) e (S).

9 Regras da prioridade de Cahn-Ingold-Prelog
Determine o número de prioridade de cada grupo ligado ao carbono quiral. Átomo com maior número atómico com prioridade 1. Em caso de empate, olhe para os átomos que se seguem ao longo da cadeia. Ligações duplas e triplas são tratadas como ligações a átomos em duplicado.

10 Determine as prioridades
2 4 3 3 4 1 2 1 expands to 3 4 1 2

11 Determine se é (R) ou (S)
Trabalhe em 3D, rodar a molécula de modo a que o grupo com menor prioridade esteja na parte de trás do plano. Desenhe uma seta do grupo de maior prioridade para o grupo de mais baixa prioridade. Rode a favor dos ponteiros do relógio = (R), Rodar contra os ponteiros do relógio = (S)

12 Enantiomeros e Diastereoisómers
Para uma molécula com 1estereocenter, 21 = 2 são possíveis dois estereoisomeros. Para uma molécula com estereocenteres, o máximo são 22 = 4 são possíveis dois estereoisomeros. Para uma molécula com n estereocenteres, o máximo possível são 2n estereoisómeros.

13 Enantiómeros e Diastereisómeros
2,3,4-Trihidroxibutanal Dois estereocenteres; são possíveis 22 = 4 estereoisomeros

14 Compostos Meso Compostos Meso: Composto aquiral com dois ou mais estereocenteres. Ácido tartárico contém dois estereocenteres. Dois estereocenters; 2n = 4, mas apenas existem 3 estereoisomeros exist, 1 composto meso e um par de enantiómeros.

15 Moléculas ciclicas 2-Metilciclopentanol
2 estereocenteres; de acordo com a regra 2n , o máximo possível de estereoisómeros é 4. Quantos existem efectivamente? 4, dois pares de enantiómeros.

16 Moléculas ciclicas 1,2-Ciclopentanodiol
2 estereocenteres = o máximo são 4 estereoisómeros. Quantos existem? 3, um composto meso (o isómero cis) e um par de enantiómero (o isómero trans).

17 Moléculas ciclicas 4-Metilciclohexanol
Quantos estereoisómeros são possíveis? Resposta: 2 o isómero cis (aquiral) e o isómero trans (também aquiral).

18 Moléculas ciclicas 3-Metilciclohexanol
2 estereocenteres = o máximo de 4 estereoisómeros Quantos existem? Resposta: 4, dois pares de enantiómeros.

19 Moléculas ciclicas 2-Metilciclohexanol
2 estereocenteres = o máximo de 4 estereoisómeros Quantos existem? Resposta: 4, dois pares de enantiómeros.

20 Moléculas ciclicas 1,3-Ciclohexanodiol
2 estereocenteres = o máximo de 4 estereoisomeros Quantos existem? Resposta: 3, o isómero cis (meso) e o isómero trans (o par de enantiómeros).

21 Três ou mais estereocenteres
Quantos estereocenteres estão presentes na molécula da esquerda? Quantos estereoisómeros são possiveis? Um dos possiveis estereoisómeros é o mentol. Determine a configuração R ou S para cada estereoisómero no mentol.

22 Três ou mais estereocenteres
Colesterol À esquerda é o esqueleto de carbono do colesterol. Quantos estereocenteres estão presentes? Quantos estereoisómeros são possiveis?

23 Propriedades dos Enantiómeros
Mesmo ponto de ebulição, ponto de fusão, densidade, Mesmo Indice refractivo, Direcção diferente de rotação no polarímetro Interacção diferente com outra molécula quiral Enzimas

24 Actividade Óptica Rotação da luz polarizada
Enantiomeros rodam a luz em direcção oposta mas com o mesmo número de graus

25 Polarímetro Use a luz monocromatica, normalmente D
Mova o filtro de modo a medir o ângulo Clockwise = dextrorotatorio = d or (+) Counterclockwise = levorotatorio = l or (-) Não relacione com (R) e (S)

26 Rotação Especifica  (observado) [] = c  l c é concentração em g/mL
Rotação observada depende do comprimento da célula e da concentração, assim como a força da actividade óptica, temperatura, e comprimento de onda da luz. [] =  (observado) c  l c é concentração em g/mL l é comprimento da célula é em decímetros.

27 Calcule []D Amostra de1.00-g é dissolvida em mL de etanol mL desta solução é colocada em tubo de polarímetro, com 20,0 cm a 25C. A rotação observada é 1,25 contra os ponteiros do relógio. Chapter 5

28 Descriminação biológica

29 Mistura Racémica Quantidades iguais de enantiomeros d- e l.
Notação: (d,l) ou () Actividade óptica não existe. A mistura pode ter diferente ponto de ebulição e de fusão relativamente aos enantiómeros.

30 Produtos Racémicos Se os reagentes são inactivos opticamente e se combinam para formar uma molécula quiral, forma-se uma mistura racémica.

31 Pureza óptica Também chamado excesso enantiomérico.
Quantidade de enantiomero puro no excesso da mistura racémica. Se p. o. = 50%, então a rotação observada será 50% da rotação do enantiomero puro. Composição da mistura será

32 Calcule a composition em %
Rotação especifica de (S)-2-iodobutano é +15.90. Determine a composição em % mistura de (R)- e (S)-2-iodobutano se a rotação especifica da mistura é -3.18.

33 Projecções de Fischer Desenho que representa a molécula em 3D
O carbono quiral é a intersecção de uma linha horizontal e outra vertical. A linha horizontal está à frente do plano. Linha vertical está para trás do plano.

34 Regras de Fischer A cadeia de carbono está na linha vertical.
O carbono mais oxidado está no topo. Rotação de 180 no plano não muda a molécula. Não rode 90! Não volte de modo a ficar fora do plano!

35 Imagens de Fischer no espelho
Fáceis de desenhar, fáceis de encontrar enantiomeros, fáceis de encontrar planos internos de simetria (imagem no espelho). Exemplos:

36 Fischer (R) e (S) Exemplo:
Grupo de mais baixa prioridade (normalmente o H) vem à frente, portanto pelas regras é colocado para trás do plano! Roda como os ponteiros do relógio é (S) e contra os ponteiros do relógio é (R). Exemplo: (S) (S)

37 Diastereoisómeros São estereoisomeros que não são imagens no espelho.
Isomeros geométricos (cis-trans) Moléculas com 2 ou mais carbonos quirais.

38 Alcenos Isomeros cis-trans não são imagens do espelho, pelo que são diastereoisómeros.

39 Compostos de anel Possibilidade de isómeros cis-trans.
Podem ter enantiómeros. Exemplo: trans-1,3-dimetilciclohexane

40 Exemplos

41 Propriedades dos Diastereomeros
Diastereomeros têm diferentes propriedades físicas: p.f., p.e. Podem ser fácilmente separados. Enantiomeros diferem sómente na reacção com moléculas quirais e a direcção na qual a luz polarizada roda. Enantiomeros são difíceis de separar.

42 Resolução de Enantiomeros
Mistura enantiomérica reage com composto quiral para formar diastereomeros, os quais podem ser separados

43 Fim do Capítulo 5 Chapter 5