Isomeria Cistrans 54k32

Química

Isomeria Espacial Os isômeros espaciais possuem a mesma fórmula molecular e também a mesma fórmula estrutural plana, diferenciando apenas nas fórmulas estruturais espaciais. Os isômeros espaciais podem ser divididos em geométricos e ópticos.

Química



Iguais fórmulas moleculares



Iguais fórmulas estruturais planas



Diferentes fórmulas espaciais

Química

Isomeria geométrica (cis-trans ou Z-E) Os isômeros são compostos que possuem a distribuição espacial diferente. Este tipo de isomeria espacial, ocorre, caso existam ligações duplas ou cadeia fechada ou ainda, os ligantes estejam ligados à carbonos diferentes. Os isômeros podem ser classificados como cis(Z) ou trans(E). Química

Química

Não ocorre isomeria espacial geométrica devido a possibilidade de rotação entre os carbonos.

Química

Química

Compostos etilênicos

C=C - A ligação pi entre os carbonos impede a rotação entre eles. - A ligação dupla divide o espaço em dois planos, um acima da ligação pi e outra abaixo. Química

Compostos Ciclânicos

Os átomos de C dos ciclos não giram completamente ao redor de suas ligações. Química

Tipos de Isomeria Geométrica

cis(Z)

do mesmo lado, juntos, no mesmo lado do plano de simetria. -

trans(E) - em lados opostos do plano de simetria.

Química

Química

Isomeria Geométrica (Cis –Trans) Condições de existência: 1) Cadeias abertas com ligação dupla; 2) Radicais  no mesmo carbono e = entre carbonos;

H

H

C=C CH3 CH3

H

CH3

C=C H CH3

Química

Isomeria Geométrica (Cis –Trans) 1) 2) 3)

Condições de existência: Cadeias abertas com ligação dupla entre carbonos ou cadeias cíclicas; Radicais  no mesmo carbono e = entre carbonos; Radicais  nos carbonos da dupla.

H

H

O

C-C O

H C-C

O

H

O

Mesmo composto Química



CIS (próximo a): os radicais iguais, ou de maiores Z, estão do mesmo lado do semi-plano.



TRANS (através de): os radicais iguais, ou de maiores, Z estão em semi-planos opostos.



Em geral, a forma TRANS é mais estável.

Química

Isomeria Geométrica (Cis –Trans) Condições de existência: 1) Cadeias abertas com ligação dupla; 2) Radicais  no mesmo carbono e = entre carbonos;

H

H

C=C CH3 CH3 Cis

H

CH3

C=C H CH3 Trans

Química

Isomeria Geométrica (Cis –Trans) Condições de existência: 1) Cadeias cíclicas; 2) Radicais  no mesmo carbono e = entre carbonos;

H

CH2 C

C

CH3

H

CH3 Cis

H

CH2 C

CH33

C

CH3 H

Trans Química

Química

Os isômeros cis e trans possuem propriedades físicas diferentes, tais como, PF, PE e densidade.

Química

Química

Compostos cíclicos

TRANS

CIS

Química

Química

Classificação

Isômeros ÓPTICOS

Diasteroisômeros Enantiômeros

Química

ISOMERIA ÓPTICA Estuda o comportamento das substâncias quando submetidas a um feixe de luz polarizada, que pode ser obtida a partir da luz natural (não-polarizada).

Química

Polarização da Luz A luz polarizada é obtida fazendo-se ar um feixe de luz natural por dispositivos chamados de polarizadores. Um dos mais comuns é o prisma de Nicol.

Luz Natural

Polarizador

Luz Polarizada

Química



Substância opticamente inativa (SOI): não desvia o plano de vibração da luz polarizada.



Substância opticamente ativa (SOA): desvia o plano de vibração da luz polarizada.

Química

Substância opticamente ativa Dextrógiro, (d) ou (+) - desvia o plano de luz para a direita.

Química

Levógiro, (l) ou (- ): desvia o plano de luz para a esquerda.

Química

Imagem especular (imagem invertida)

Química

Isomeria Óptica

Luz polarizada

H CH3- C - COOH OH

Ác. (+) d-Láctico

Luz polarizada

H HOOC- C - CH3 OH Ác. (-) l -Láctico

Enantiômeros , enantiomorfos ou antípodas Química

Mistura racêmica

Uma mistura formada por partes iguais dos antípodas d e l (mistura equimolar) não desvia o plano da luz polarizada e é chamada de mistura racêmica.

Química



Está ligada à assimetria molecular.



Toda substância que apresenta carbono quiral ou assimétrico é opticamente ativa.

Química

Isômeros ópticos  São

aqueles cuja única diferença está no comportamento diante da luz polarizada.

Química



Algumas substâncias, sólidas ou líquidas, possuem a capacidade de produzir um desvio no plano da luz polarizada. São chamadas substâncias opticamente ativas. Química



Quando uma substância opticamente ativa é atravessada pela luz polarizada, ocorre uma rotação no plano de vibração, que é então ado por um analisador, que faz a leitura do ângulo de rotação (desvio do plano). Química



      Uma lâmpada incandescente emite uma luz que é constituída de ondas eletromagnéticas, que se propagam com vibrações em infinitos planos, formando, teoricamente, um movimento espiralado. Esse movimento é resultado da composição das diversas vibrações em vários planos. Se "filtrarmos" essas vibrações de modo que se tenha vibração em apenas um plano, teremos a chamada luz polarizada.

Química

Luz não polarizada É um conjunto de ondas eletromagnéticas que vibram em vários planos, perpendiculares á direção de propagação do feixe luminoso.

Química

Luz polarizada É um conjunto de ondas eletromagnéticas que vibram em um único plano, denominado plano de polarização.

Química



Os dispositivos capazes de "filtrar" os planos de propagação da luz são denominados polarizadores. Existem muitas maneiras de polarizar a luz. Uma delas é utilizar o prisma de Nicol - um cristal transparente de CaCO3 denominado espato da Islândia, que possui a propriedade de produzir a dupla refração da luz.

Química



Para cada raio incidente saem dois raios refratados. Esses dois raios refratados são polarizados, porém, em planos diferentes. Para obter a luz em um único plano de vibração é preciso eliminar um desses raios. Para isso o prisma é cortado segundo um plano diagonal e em seguida as partes cortadas são coladas com uma resina transparente denominada bálsamo do Canadá. Essa resina é mais refringente que o cristal; um dos raios atinge o bálsamo com um ângulo de incidência maior que o ângulo limite e, consequentemente, é refletido. Somente um dos raios é capaz de atravessar o prisma. Temos então a luz polarizada: Química

Química

Química

Investigando imagens em um espelho.

Simetria

A imagem de uma esfera no espelho é igual a própria esfera. Química

A imagem de nossa mão esquerda no espelho é diferente dela. (É igual a mão direita!)

Química

Química

Se fizermos com que a luz polarizada atravesse um frasco contendo uma substância cujas moléculas sejam assimétricas, verifica-se experimentalmente que o plano de vibração da luz polarizada sofre um desvio. Química

Professora Cláudia Bacchi

Química

Química

Caso a não desvia luz polarizada Caso b desvia luz polarizada para direita ( dextrógira) Caso c desvia luz polarizada para esquerda (levógira) Química

Molécula assimétrica: É aquela que possui carbono assimétrico ( C*). Química



Carbono assimétrico é um átomo de carbono saturado (hibridação sp3), que apresenta quatro radicais diferentes ligados a ele. Com essa estrutura, a molécula não apresenta nenhum plano de simetria e sua imagem especular terá estrutura não coincidente.

C*

Química

Carbono quiral

H CH3-* C - COOH OH Carbono Quiral (C*) ou assimétrico: está ligado a quatro radicais diferentes.

Química

Exemplo 1

CHFBrCl

Química

Exemplo 2

Química

Exemplo 3

Química

 

                                                                                                                                                   

         

Química

Química





Quando esse desvio é para a direita (no sentido horário) dizemos que a substância é dextrógira (representada pela letra d ou pelo sinal +). Quando o desvio é para a esquerda (no sentido anti-horário) dizemos que a substância é levógira (representada pela letra l ou pelo sinal -).

Química

Ângulo de desvio da luz polarizada. +

( d) dextrógiro

-

(l) levógiro Química

+ ( d) dextrógiro

-

(l) levógiro

Química

Antípodas ópticos ou enantimorfos Dois isômeros opticamente ativos d e l que apresentam o mesmo ângulo de desvio,só que em sentidos opostos e são imagens especulares um do outro.

d= + 400

e l = - 400

Química

MISTURA RACÊMICA

l

+

d

resulta numa mistura ópticamente inativa, conhecida também por isômero racêmico (dl o r).

Química

COMPOSTO MESO

Química





São isômeros ópticos que desviam a luz polarizada em ângulos diferentes e não são imagens especulares um do outro Os pares abaixo são considerados diastereoisômeros: d = +400 e d = +200 l = -400 e l = -200 d= + 400 e l = -200 d = +200 e l = -400

Química

Química



O Isômero destrógiro do LSD causa alucinações enquanto que o isômero levógiro não produz nenhum efeito. O LSD é extraído de uma flor conhecida como Mornig Glory

Professora Cláudia Bacchi

Química



Medicamento usado no final da década de 1950 prescrito como tranquilizante para gestantes.

Química

 

Knowles, Noyori e Sharpless em 2001. Criaram métodos de obter um produto puro epecífico, eliminando a versão quiral indesejada.

Professora Cláudia Bacchi

Química

• l- dopa= remédio usado para tratar Mal de Parkinson

Química



Betabloqueadores

(tratamento de problemas

cardíacos)   

antibióticos adoçantes e flavolizantes artificiais inseticidas

Química

CÁLCULO DOS ISÔMEROS ÓPTICOS

2n = ISÔMEROS ATIVOS 2n-1 = ISÔMEROS INATIVOS n=

o r e núm

* C de Química

Possui 1 C* n = número de c* diferentes

2n = 21 = 2 isômeros ativos 2n-1 = 21-1 = 20 = 1 isômero inativo(mistura racêmica)

1dextrógiro 1 levógiro

Total 3 isômeros Química

H H HOOC – C – C - COOH OH OH Possui 2 C * iguais

2n = 22 = 4 isômeros ativos ( 2 d e 2 l) 2n-1 = 22-1 = 21 = 2 isômero inativos 1 isômero MESO

Total 7 isômeros

Química





Quando nos cristais, estes devem ser assimétricos, ou seja, não ter nenhum plano de simetria. Quando nos líquidos, estes devem ser formados por moléculas assimétricas.

Química

2n = 22 = 4 isômeros ativos 2n-1 = 22-1 = 21 = 2 isômero inativos Química

(UPF-2007/Inverno) Sobre os compostos abaixo relacionados, assinale a alternativa incorreta:

a) Os nomes para os composto I e II são, respectivamente, butan-1-ol e butan-2-ol. b) Todos pertencem a função álcool. c) O composto II apresenta estereoisomeria. d) O composto I apresenta atividade óptica. e) São todos isômeros entre si Química