isomerria geomÉtrica e Óptica

ISOMERIA

PROFESSOR: CLAUDINEI MESQUITA

ISOMERIA ESPACIAL 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.

É também chamada ESTERIOISOMERIA.

ISOMERIA ESPACIAL

GEOMÉTRICA ÓPTICA

Iguais fórmulas moleculares

Iguais fórmulas estruturais planas

Diferentes fórmulas espaciais

ESTERIOISOMERIA

Isomeria geométrica(cis-trans ou Z-E)

Também chamada isomeria CIS-TRANS.

Os compostos têm a mesma fórmula estrutural plana, mas há que se

considerar átomos ligantes espacialmente.

Veja exemplos que seguem.

ISOMERIA GEOMÉTRICA

Modelos para o composto ClCH=CHCl

carbono hidrogênio cloro

ISOMERIA GEOMÉTRICA

Com base nos modelos apresentados, repare que:

No primeiro caso, os dois átomos de cloro estão no mesmo lado do plano que

divide a molécula.

Essa figura é chamada forma cis.

(cis = mesmo lado)

ISOMERIA GEOMÉTRICA

No segundo caso, os dois átomos de cloro estão em lados opostos do plano que divide a molécula. Essa figura é

chamada trans.

(trans = através)

ISOMERIA GEOMÉTRICA

Se são diferentes, como ficam os nomes dos compostos, respectivamente?

1. Cis-1,2-dicloro-eteno

2. Trans-1,2-dicloro-eteno

ISOMERIA GEOMÉTRICA

É condição para existir isomeria cis-trans, a existência de dupla ligação e que

apresentam a estrutura:

R1 R3

C = C

R2 R4

R1 diferente de R2 e R3 diferente de R4 e podendo R1(ou R2) ser igual ou diferente de R3 e R4.

ISOMERIA GEOMÉTRICA

Existe, ainda, isomeria em compostos cíclicos. Conforme ramificações “acima”

ou “abaixo’ do plano que divide a molécula, teremos isomeria

cis ou trans.

ISOMERIA GEOMÉTRICA

Modelos para o composto 1,2-cloro-ciclopropano

Carbono hidrogênio cloro

ISOMERIA GEOMÉTRICA

No primeiro modelo, os átomos de cloro estão do mesmo lado do plano do anel:

é a forma cis.

No segundo modelo, um átomo de cloro está acima e outro abaixo do plano do anel:

é a forma trans.

ISOMERIA GEOMÉTRICA

Como ficam os nomes dos compostos, respectivamente?

1. Cis-1,2-dicloro-ciclopropano

2. Trans-1,2-dicloro-ciclopropano

ISOMERIA GEOMÉTRICA

A isomeria cis-trans está presente nos óleos vegetais, os chamados poliinsaturados

devido às ligações duplas presentes nas moléculas.

ISOMERIA GEOMÉTRICA

ISOMERIA GEOMÉTRICA

Quando margarinas são produzidas, visando à obtenção de consistência sólida, o

acréscimo de hidrogênios (hidrogenação) satura as moléculas favorecendo o

aumento de colesterol e triglicérides no sangue.

ISOMERIA ÓPTICA

Para tentar compreender porque ocorre isomeria óptica, façamos, inicialmente

algumas comparações visíveis de assimetria, visto ser tal conceito

determinante nesse caso.

ISOMERIA ÓPTICA

Assimetria das mãos.

Repare a imagem especular.

ISOMERIA ÓPTICA

Não é possível superpor a mão direita sobre a

esquerda.

Elas são diferentes, ou melhor,

assimétricas.

ISOMERIA ÓPTICA

Esse tipo de assimetria é dito quiral, palavra que vem do grego CHEIR, que

significa mão.

ISOMERIA ÓPTICA

Perceba que a tentativa de sobrepor as

moléculas de ácido lático, a fim de obter compostos iguais é

frustrada.

Aqui, como nas mãos, há assimetria ou “quiralidade”.

ISOMERIA ÓPTICA

Isso que dizer que existem dois tipos de ácido lático?

ISOMERIA ÓPTICA

A resposta é sim. Por exemplo, existe um tipo de ácido lático que é produzido no

leite e outro, nos músculos, quando temos cãibras.

ISOMERIA ÓPTICA

Os ácidos láticos apresentados têm isomeria óptica.

Por que isomeria ”óptica”?

ISOMERIA ÓPTICA

Tudo começou com Louis Pasteur estudando propriedades ópticas

relacionadas às formas de cristais de sais de amônio de tártaro presentes no

vinho.

ISOMERIA ÓPTICA

Munido de uma pinça, uma lupa e muita paciência, Pasteur separou os cristais do sal de amônio, submetendo-os a um feixe de luz polarizada, num aparelho chamado

polarímetro.

ISOMERIA ÓPTICA

Perceba que os cristais tem formas

assimétricas.

Pasteur observou o comportamento das

soluções de ambos ao polarímetro.

ISOMERIA ÓPTICA

Esquema de um polarímetro.A luz, ao passar pela amostra, é desviada para

direita ou para a esquerda.

ISOMERIA ÓPTICA

Diz-se que as amostras de sais de tártaro testadas por Pasteur são opticamente ativas, pois desviam a luz polarizada,

para a direita ou para a esquerda.

ISOMERIA ÓPTICA

Lembrando que Pasteur separou os sais em dois grupos, qual o comportamento

frente à luz polarizada?

ISOMERIA ÓPTICA

A amostra que desviou a luz para a direita chama-se dextrógira (+/horário)

e para a esquerda, levógira (-/anti-horário).

ISOMERIA ÓPTICA

A mistura de ambas não desvia a luz e Pasteur chamou-as mistura racêmica.

ISOMERIA ÓPTICA

Em 1815, Biot descobriu que muitas outras substâncias (açúcar, cânfora,...) tinham esse comportamento: atividade

óptica.

ISOMERIA ÓPTICA

Hoje se sabe que tal comportamento é devido a carbono ligado a quatro

grupos diferentes entre si: carbono assimétrico ou quiral.

ISOMERIA ÓPTICA

Voltando ao ácido lático.

HC

CH3 C* COOH

OH

Exemplo de quiralidade e conseqüente ATIVIDADE ÓPTICA.Repare que o carbono central é assimétrico. Está ligado a quatro

grupos diferentes.

ISOMERIA ÓPTICA

Atenção!

Uma mesma molécula pode apresentar mais de um carbono assimétrico, o que multiplica a quantidade de isômeros ópticos para uma

mesma fórmula molecular.

ISOMERIA ÓPTICA

ISOMERIA ÓPTICA

Como ficam os nomes dos isômeros do ácido lático?

1. Com desvio para a direita: ácido-2-hidróxipropanóico (+)

2. Com desvio para a esquerda: ácido-2-hidroxipropanóico (-)

2 C* iguais

Isômero mesoNão tem atividade

óticaCOMPENSAÇÃO

INTERNA,plano de simetria

Ácido tartárico

2 C* iguais

d, l , mesoe 1 racêmico(d+l 1:1)

Antiinflamatório –isômero S é eficiente

Anti-hipertensivo–isômero S é eficiente Anti-artrite crônica-

isômero S eficienteR é tóxico

ISOMERIA ÓPTICA

Concluindo

Para conhecer o comportamento químico de uma substância, muitas vezes,

bastam suas fórmulas moleculares ou estruturais planas.

ISOMERIA ÓPTICA

Concluindo

Há, porém, moléculas especiais que originam isômeros. Esses podem

apresentar, além de comportamentos químicos diferentes, comportamentos

fisiológicos inesperados.

ISOMERIA ÓPTICA

Concluindo

É o caso, por exemplo, do medicamento “talidomida” usado para enjôos na

gravidez.

ISOMERIA ÓPTICA

ISOMERIA ÓPTICA

ISOMERIA ÓPTICA

ISOMERIA ÓPTICA

ISOMERIA ÓPTICA

Porque não foram realizados testes suficientes em relação a um dos

isômeros, muitas crianças cujas as mães utilizaram-no nasceram sem

dedos das mãos ou pés.

ISOMERIA ÓPTICA

Hoje em dia são exigidos testes mais rigorosos antes de um medicamento

novo ser lançado no mercado.

l + d

COMPOSTO MESO

Antípodas ópticos ou enantimorfos

Dois isomeros opticamente ativos d e l que apresentam o mesmo angulo de desvio, só que em sentidos opostos e sao imagens especulares um do outro.

d= + 400 e l = - 400

Diastereoisômero ou diastereômeros

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 = +200l = -400 e l = -200

d= + 400 e l = -200d = +200 e l = -400

O Isômero destrógiro do LSD causa alucinações enquanto que o isômero levógiro não produz nenhum efeito.

Medicamento usado no final da década de 1950 prescrito

como tranquilizante para gestantes.

l- dopa= remédio usado para tratar Mal de Parkinson

2n = ISÔMEROS ATIVOS2n-1 = ISÔMEROS

INATIVOS

CÁLCULO DOS ISÔMEROS ÓPTICOS

2n-1 = 21-1 = 20 = 1 isomeroinativo(mistura racêmica)