Isomeria Óptica Isomeria Isomeria Ó ptica ptica A Luz Natural A Luz Natural Luz natural Luz Polarizada 1808 Malus Espato da Islândia
Isomeria ÓpticaIsomeria Isomeria ÓÓpticaptica
A Luz NaturalA Luz Natural
Luz natural
Luz Polarizada
1808 Malus
Espato da Islândia
1815 Jean-Batiste Biot
“Constatei que algumas soluções como o óleo de limão, a cânfora em álcool e o caldo-de-cana, quando analisados no polarizador tem a capacidade
de desviar o plano da luz polarizada.“
1829 Willian Nicol
C
C
C
O OH
C
OHO
OH
OH
H
H
1846 Louis Pasteur Ácido-2,3-diidroxibutanodióico
A contribuição de Louis PasteurA contribuição de Louis Pasteur
Isomeria ÓpticaIsomeria Isomeria ÓÓpticaptica
A importância Biológica da QuiralidadeA importância Biológica da Quiralidade
A maioria das moléculas que constituem os vegetais e animais é quiral . Todos os 20
aminoácidos que cosntituem as proteínas de ocorrência natural , exceto um, são quirais e todos
são classificados como esquerdo
A maioria das moléculas que constituem os vegetais e animais é quiral . Todos os 20
aminoácidos que cosntituem as proteínas de ocorrência natural , exceto um, são quirais e todos
são classificados como esquerdo
Limoneno
Talidomida
+ de 20.000 casos (oficiais) no mundo
C
R1
R2 R4R3
R1 ≠ R2 ≠ R3 ≠ R4
1° Caso → A molécula possui carbono assimétrico
(carbono quiral)
1° Caso → A molécula possui carbono assimétrico
(carbono quiral)
Isomeria ÓpticaIsomeria Isomeria ÓÓpticaptica
Exemplo: Ácido láticoExemplo: Ácido lático
H3C CH CO
OHOH
C
H
H3C COOHOH
C
H
HOOC CH3OH
d - Ácido láticod - Ácido lático llll - Ácido láticollll - Ácido lático
dextrógirodextrógiro llllevógirollllevógiro
123
Antípodas ópticas ou enantiômerosAntípodas ópticas ou enantiômeros
P.F.P.F. DensidadeDensidade Constante de Constante de ionizaionizaççãoão
Ângulo Ângulo de desviode desvio
dd--ÁÁcido lcido lááticotico 5252°°CC 1,25 g/cm1,25 g/cm33 1,4 x 101,4 x 10--44 ++ 2,62,6°°
ll--ÁÁcido lcido lááticotico 5252°°CC 1,25 g/cm1,25 g/cm33 1,4 x 101,4 x 10--44 -- 2,6 2,6 °°
Exemplo: 2-metil-1-butanolExemplo: 2-metil-1-butanol
H2C CH CH2 CH3
CH3OH
1 2 3 4
C
H
OHCH2 C2H5CH3
C
H
H5C2 CH2OHCH3llll - 2-metil-1-butanolllll - 2-metil-1-butanol d - 2-metil-1-butanold - 2-metil-1-butanol
Antípodas ópticas, enanciômeros ou enantiomorfosAntípodas ópticas, enanciômeros ou enantiomorfos
P.F.P.F. DensidadeDensidade Solubilidade em Solubilidade em ááguagua Ângulo de Ângulo de desviodesvio
ll--22--metilmetil--11--butanolbutanol 129129°°CC 0,816 g/mL0,816 g/mL 3,6 g/100g de 3,6 g/100g de ááguagua -- 5,95,9°°
dd--22--metilmetil--11--butanolbutanol 129129°°CC 0,816 g/mL0,816 g/mL 3,6 g/100g de 3,6 g/100g de ááguagua ++ 5,9 5,9 °°
Exemplo: 3-metilexanoExemplo: 3-metilexano
H3C CH2 CH
CH3
CH2 CH2 CH3
1 2 3 4 5 6
Exemplo*: 3-metil-2-pentanolExemplo*: 3-metil-2-pentanol
H3C CH CH
CH3
CH2 CH3
OH
1 2 3 4 5
C
C
HO
H5C2
CH3
CH3
H
H
C
C
H3C
H3C
OH
C2H5
H
H
Como os ligantes do C2 não são todos iguais aos ligantes do C3 então:
Se o C2 girar a luz polarizada de um ângulo α,
o C3 irá girar a luz polarizada de um ângulo β ≠ α
Como os ligantes do C2 não são todos iguais aos ligantes do C3 então:
Se o C2 girar a luz polarizada de um ângulo α,
o C3 irá girar a luz polarizada de um ângulo β ≠ α
Para facilitar a compreensão, vamos atribuir valores arbitrários para os ângulos α e βPara facilitar a compreensão, vamos atribuir valores arbitrários para os ângulos α e β
α = 30° e β = 10°α = 30° e β = 10°
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
C 2C 2
C 3C 3
Resultado Resultado
+ 30°+ 30° - 30°- 30° + 30°+ 30° - 30°- 30°
+ 10°+ 10° - 10°- 10°- 10°- 10° + 10°+ 10°
+ 40°+ 40° - 40°- 40° +20°+20° - 20°- 20°
Enanciômeros
d e llll
Enanciômeros
d e llll
Enanciômeros
d’ e llll’’’’
Enanciômeros
d’ e llll’’’’
Mistura
racêmica
Mistura
racêmica
Mistura
racêmica
Mistura
racêmica
← Opticamente Ativos→← Opticamente Ativos→
← Opticamente Inativos→← Opticamente Inativos→
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
C 2C 2
C 3C 3
Resultado Resultado
+ 30°+ 30° - 30°- 30° + 30°+ 30° - 30°- 30°
+ 10°+ 10° - 10°- 10°- 10°- 10° + 10°+ 10°
+ 40°+ 40° - 40°- 40° +20°+20° - 20°- 20°
C
C
HO
H5C2
CH3
CH3
H
H
C
C
H3C
H3C
OH
C2H5
H
H
2
3
2
3
C
C
H3C
H5C2
OH
CH3
H
H
C
C
HO CH3
H
2
3
2
3
C
C
H3C C2H5H
Enanciômeros
d e llll
Enanciômeros
d e llll
Enanciômeros
d’ e llll’’’’
Enanciômeros
d’ e llll’’’’
Diastereômeros
l l l l e d’
Diastereômeros
l l l l e d’
A fórmula de Van’t Hoff e Le BellA fórmula de Van’t Hoff e Le Bell
N° de isômeros ópticos ativos: 2c*N° de isômeros ópticos ativos: 2c*
N° de misturas racêmicas: 2c*
2
N° de misturas racêmicas: 2c*
2
Obs.: Essa fórmula só é valida para estruturas com C* diferentes
Exemplo: 1,3,4,5,6-Pentahidroxi-2-hexanonaExemplo: 1,3,4,5,6-Pentahidroxi-2-hexanona (Frutose)(Frutose)
C C C C C CH
H
OH O
OH
H
H
OH
H
OH
H
H
OH
1 2 3 4 5 6
Aplicando a fórmula de Van’t Hoff e Le Bel temos:Aplicando a fórmula de Van’t Hoff e Le Bel temos:
N° de isômeros ópticos ativos: 23 = 8N° de isômeros ópticos ativos: 23 = 8
N° de misturas racêmicas: 23
2
N° de misturas racêmicas: 23
2__ = 4
Exemplo: 1,3,4,5,6-Pentahidroxi-2-hexanonaExemplo: 1,3,4,5,6-Pentahidroxi-2-hexanona (Frutose)(Frutose)
C C C C C CH
H
OH O
OH
H
H
OH
H
OH
H
H
OH
1 2 3 4 5 6
C
C
C
H
H
OHHOCH2CO
CH2OHHO
HOH
C
C
C
H
H
OHHOCH2CO
OHHOH2C
HOH
C
C
C
H
H
OHHOCH2CO
CH2OHHO
OHH
C
C
C
H
H
COCH2OHHO
OHHOH2C
OHH
C
C
C
H
H
COCH2OHHO
CH2OHHO
OHH
C
C
C
H
H
COCH2OHHO
OHHOH2C
HHO
C
C
C
H
H
OHHOH2COC
OHHOH2C
OHHO
C
C
C
H
H
COCH2OHHO
CH2OHHO
HHO
d lllld llll d’ llll’’’’d’ llll’’’’
d’’ llll’’’’’’’’d’’ llll’’’’’’’’ d’’’ llll’’’’’’’’’’’’d’’’ llll’’’’’’’’’’’’
C C C CO
OHOHOH
H HO
HO
Exemplo*: Ácido-2,3-diidroxibutanodióicoExemplo*: Ácido-2,3-diidroxibutanodióico(Ácido tartárico)(Ácido tartárico)
1234
Como os ligantes do C2 e C3 são todos iguais então:
Se o C2 girar a luz polarizada de um ângulo α,
o C3 também irá girar a luz polarizada de um ângulo α
Como os ligantes do C2 e C3 são todos iguais então:
Se o C2 girar a luz polarizada de um ângulo α,
o C3 também irá girar a luz polarizada de um ângulo α
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
Sentido Sentido do Desviodo Desvio
C 2C 2
C 3C 3
Resultado Resultado
+ 6°+ 6°
+ 6°+ 6°
+ 12°+ 12°
C
HHOOC OH
C
HCOOHOH
C
C
HOHHOOC
HOH
COOH
- 6°- 6°
- 6°- 6°
- 12°- 12°
C
C
HOHHOOC
HOOCH
OH
- 6°- 6°
+ 6°+ 6°
- 0°- 0°
d d MesoMeso
Compensação interna
Compensação interna
llllllll
C
HHOOC OH
C
HCOOHOH
C
C
HOHHOOC
HOH
COOH
C
C
HOHHOOC
HOOCH
OH
d d MesoMesollllllll
dd ll MesoMesoP.F. P.F. 170 170 °°CC 170 170 °°CC 140 140 °°CC
DensidadeDensidade 1,76 g/m1,76 g/mll 1,76 g/m1,76 g/mll 1,69 g/m1,69 g/mll
SolubilidadeSolubilidade 139 g139 g 139 g139 g 125 g125 g
Poder Poder rotatrotatóóriorio + 12
+ 12°° --1212°° 00°°
2° Caso → A molécula NÃO possui carbono assimétrico 2° Caso → A molécula NÃO possui carbono assimétrico
Isomeria ÓpticaIsomeria Isomeria ÓÓpticaptica
a) Compostos alênicos a) Compostos alênicos
C C C
R1
R2
R3
R4
R1 ≠ R2 ≠ R3 ≠ R4
b) Compostos cíclicos b) Compostos cíclicos
Exemplo: z-1-metil-2-clorociclopropanoExemplo: z-1-metil-2-clorociclopropano
ClH3C
H H
1 2
Exemplo: 1,2-diclorociclobutanoExemplo: 1,2-diclorociclobutano
H H
Cl Cl
cis-1,2-diclorociclobutanocis-1,2-diclorociclobutano
H Cl
Cl H
trans-1,2-diclorociclobutanotrans-1,2-diclorociclobutano
Cl H
H Cl
trans-1,2-diclorociclobutanotrans-1,2-diclorociclobutanod-d- l-l-
Qual o número total de isômeros ativos e misturas racêmicas de uma molécula que possui 5 átomos de carbono assimétrico diferentes?
a) 16
b) 25
c) 48
d) 10
e) 41
Qual o número total de isômeros ativos e misturas racêmicas de uma molécula que possui 5 átomos de carbono assimétrico diferentes?
a) 16
b) 25
c) 48
d) 10
e) 41
X
Exemplo: CarvonaExemplo: Carvona
C
CH
CH2C
C
CH2
CH3
O
CCH2H3C
*
H
Exemplo: Vitamina CExemplo: Vitamina C
O
OHHO
O OH
OH
**
Exemplo: LimonenoExemplo: Limoneno
*
Exemplo: AdrenalinaExemplo: Adrenalina
C C N C
H
H
H
H
H
OH
H
OH
HO
*
Exemplo: AnfetaminaExemplo: Anfetamina
*CH2 CH CH3
NH2
Exemplo: TalidomidaExemplo: Talidomida
*N
O
O
N
O
O
Exemplo: FexofenadinaExemplo: Fexofenadina
*
OH
N
H
OH
CH3
CH3
COOH