IQUSP

QFL-1221 Estrutura e reatividade de compostos orgânicos

1

Análise conformacional

Parte 1 – Moléculas acíclicas

Importância da conformação:Propriedades fisico-química e atividade biológica de

moleculas orgânicas

Based on McMurry, Organic Chemistry, Chapter

26, 6th edition, (c) 2003 2

• Os aminoácidos contêm um grupo amino básico e um grupo carboxila ácido

• Cadeias com menos de 50 unidades são chamadas de peptídeos

• Proteína: grandes cadeias que possuem funções estruturais ou catalíticas em sistemas bioógicos

ex. Proteínas

Diferentes conformações de proteínas

a-hélice folha b–pregueada

Estrutura primária

Estrutura secundária

Estrutura

terciária(a-hélice

+ folha b–pregueada)

Estrutura

quaternária(várias

unidades de

proteínas)

Estruturas secundárias e terciárias são resultantes de diferentes conformações.

a-helix

b sheet

361Análise conformacional

Conformação: forma adotada por moléculas envolvendo rotações de uma ou maisligações sigma.

Configuração: disposição de um carbono e seus substituintes com relação aos demais grupos nos quais se encontra ligado.

Não podem ser interconvertidas por rotação mas apenas quebrando-se as ligações.

cis cis trans trans

Mesma configuração

diferentes configurações

Mesma configuração

diferentes configurações

3 pares de estereoisômeros (cada membro com diferentes configurações)

diferentes configurações

361a

trans

trans trans

trans

Sequencia carboxila, metila e hidrogênio (sentido horário)

(apenas rotação livre)

3 compostos (cada um com diferentes conformações)

Hidroxilas acima do plano

Mesmas configuraçõesMas com diferentes conformações

Rotações permitidas

Rotação não permitida

Barreiras rotacionais em ligações

A barreira rotacional em ligações amídicasé limitada pelo caráter de ligação dupla

entre a carbonila e o nitrogênio

Relação estrutural em compostos orgânicos

Relação estrutural em compostos orgânicos

Protein DenaturationConfôrmeros no etano

Representação de Newman

(Introduzido por Melvin S. Newman em 1952)

Livro “Steric Effects in Organic Chemistry”, 1956.

alternada

eclipsada

hexaheliceno

[a]D > 3700°)http://www.nasonline.org/publications/biographical-

memoirs/memoir-pdfs/newman-melvin.pdf

http://www.nasonline.org/publications/biographical-memoirs/memoir-pdfs/newman-melvin.pdf

Qual confôrmero é mais estável?

Projeções de Newman para as conformações escalonadas

(alternadas) e eclipsadas do etano

eclipsadas

escalonadas

angulos diédricos

(60, 180 e 240 o)

carbono posterior

carbono do primeiro

plano

ligação C-H para no

círculo

ligação C-H vem

até o centro

Interações envolvidas nas conformações eclipsadas e

escalonadas para o etano

interações estabilizante

entre a ligação C-H (s) e C-H s*

interações repulsivas entre

orbitais preenchidos C-H

mais estável!!!

confôrmero eclipsado

confôrmero escalonado

364aBarreiras rotacionais para o etano

diferença de

12 KJ.mol-1

365aConfôrmeros para o propano

confôrmero eclipsadoconfôrmero escalonado

interações repulsivas entre

orbitais preenchidos C-H a repulsão entre as

ligações C-C são maiores do que

as duas ligações C-H

etano propano

Conformações para o n-butano

Qual ligação será analisada?

Conformações para o n-butano

anti-periplanar

(contrário)

syn-periplanar

(juntos)gauche

Diz-se de indivíduo tímido, retraído, canhestro, torto: "Quando eu nasci um anjo torto/ desses que vivem na sombra/ disse: Vai Carlos! Ser gauche na vida." (Carlos Drummond de Andrade, "Poema de sete faces")

(esquerda em francês)

365bConformações para o n-butano

4 principais conformações

Custo energético para interações

conformacionais em alcanos

1

1

2

3

4

1

3

4

1

3

2

21

2

2

1

4

1

anti-periplanar: livre de tensões

11

4

4

19

Estrutura do pentadecano

http://molview.org/?cid=12391

http://molview.org/?cid=12391

20

Literatura sugerida

1) Paula Bruice (4a ed), Cap. 2, Conformações de alcanos, p. 87-102; Cap. 11,

Eliminação de substâncias cíclicas, 412-415.

2) Solomons e Fryhe, 8a edição, Cap. 4, Alcanos: Nomenclatura, Análise

conformacional p. 145-164.

3) Vollhard e Schore, 6ª edição, Cap. 2, Rotação em torno de ligações simples, p. 79-

86; Cap. 4, Cicloalcanos, p. 131-157.

4) McMurry, 5ª ed. Chapter 3, Cycloalkanes, p. 95-102; Chapter 4, Stereochemistry

of alkanes and cycloalkanes, p. 111-141.

5) Clayden, Greeves, Warren and Wothers, 2001, Chapter 18, Conformational

analysis, p. 448-475.