FCAV/ UNESP DISCIPLINA: Química Orgâ ?· cadeia carbônica. 6 3. ISOMERIA ESPACIAL OU ESTEREOISOMERIA…

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FCAV/ UNESP

DISCIPLINA: Qumica Orgnica

ASSUNTO: Isomeria

Profa. Dra. Luciana Maria Saran

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1. ISMEROS

Ismeros: dois ou mais compostos

diferentes que apresentam a mesma frmula molecular.

Isomeria plana ou constitucional.

Estereoisomeria: - Isomeria geomtrica; - Isomeria tica.

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2. ISMERIA CONSTITUCIONAL OU ISOMERIA PLANA

Pode ser percebida observando-se a frmula estrutural plana dos compostos.

Ismeros constitucionais diferem na

maneira com que seus tomos esto conectados.

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2. ISMERIA CONSTITUCIONAL OU ISOMERIA PLANA

Exemplo 1:

Ismeros de frmula molecular: C4H10O.

No pertencem mesma classe funcional.

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2. ISMERIA CONSTITUCIONAL OU ISOMERIA PLANA

Exemplo 2:

Ismeros de frmula molecular: C4H10.

Diferem na classificao da cadeia carbnica.

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3. ISOMERIA ESPACIAL OU ESTEREOISOMERIA

Caracteriza-se pela existncia de diferentes compostos, que embora apresentem frmulas moleculares e estruturais idnticas, apresentam diferentes arranjos espaciais dos tomos.

Classificao: - isomeria geomtrica; - isomeria tica.

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3. ISOMERIA ESPACIAL OU ESTEREOISOMERIA

3.1. ISOMERIA GEOMTRICA

A isomeria geomtrica ocorre devido diferente disposio espacial dos tomos em cadeias insaturadas ou cclicas.

Ismeros geomtricos apresentam frmulas

estruturais planas idnticas, mas diferentes propriedades fsicas.

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3.1. ISOMERIA GEOMTRICA

3.1.1. Em Compostos Cclicos

Compostos cclicos substitudos podem apresentar ismeros conforme ilustrado para as molculas do 1,2-dimetilciclopropano:

Fonte: BARBOSA, 2004 : p. 50.

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3.1. ISOMERIA GEOMTRICA

3.1.1. Em Compostos Cclicos

No composto A os dois grupos metila encontram-se em um

mesmo lado de um plano que passa pelos tomos de carbono do

anel. Nesse caso, deve ser usado o prefixo cis antes do nome do

composto e seu nome completo ser:

cis-1,2-dimetilciclopropano.

No composto B os dois grupos metila encontram-se em lados

opostos do plano que passa pelos tomos de carbono do anel,

usando-se, nesse caso, o prefixo trans para designar tal ismero.

Seu nome completo , portanto: trans-1,2-dimetilciclopropano.

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3.1. ISOMERIA GEOMTRICA

3.1.2. Em Compostos com Ligao Dupla C = C

Para que uma dada frmula estrutural plana permita a existncia de ismeros geomtricos, necessrio, alm da presena de uma ligao dupla, que cada um dos carbonos da dupla apresente dois ligantes diferentes entre si.

Exemplo 1: but-2-eno (H3C CH = CH CH3)

TF = - 139oC TE = 3,7oC

TF = - 105oC TE = 1oC

Fonte: PERUZZO, 2006 : p. 286.

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3.1. ISOMERIA GEOMTRICA

3.1.2. Em Compostos com Ligao Dupla C = C

(1,2-dicloroeteno)

Fonte: PERUZZO, 2006 : p. 285.

(cis-1,2-dicloroeteno) (trans-1,2-dicloroeteno)

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Ismero cis-1,2-dicloroeteno trans-1,2-dicloroeteno

Frmula Molecular C2H2Cl2 C2H2Cl2

Massa Molar 97 g/mol 97 g/mol

Ponto de Fuso - 80oC - 50oC

Ponto de Ebulio 60oC 49oC

Densidade 1,28 g/cm3 1,26 g/cm3

3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

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Nomenclatura: uso dos prefixos cis e trans

- Para designar alquenos dissubstitudos estereoisomricos, utilizam-se os prefixos cis e trans.

- O prefixo cis usado quando os grupos ligados aos carbonos da dupla encontram-se de um mesmo lado do plano que passa pelos carbonos.

- O prefixo trans utilizado quando tais grupos encontram-se em lados opostos do referido plano.

3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

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3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

Alquenos Dissubstitudos

Os termos cis e trans so usados apenas para alquenos dissubstitudos.

Fonte: BARBOSA, 2004 : p. 67.

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3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

Nomenclatura: uso dos prefixos E e Z - Para designar alquenos tri e tetrassubstitudos

utiliza-se outro sistema de nomenclatura, denominado E-Z.

- No sistema E-Z so examinados os grupos ligados a

cada tomo de carbono da dupla ligao e colocados em ordem de prioridade.

- Os tomos de maior nmero atmico tm maior

prioridade. Ordem decrescente de prioridade:

I > Br > Cl > S > F > O > N > C > H

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3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

Nomenclatura: uso dos prefixos E e Z

- No caso de tomos de mesmo nmero atmico, o istopo de maior nmero de massa tem maior prioridade: T > D > H 14C > 13C > 12C

- Quando os tomos ligados aos carbonos da ligao dupla forem iguais, os nmeros e as massas atmicas dos elementos ligados a esses tomos so usados para realizar o desempate.

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3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

Nomenclatura: uso dos prefixos E e Z - Se os grupos de maior prioridade em cada carbono

estiverem do mesmo lado de um plano imaginrio passando por esses carbonos, a geometria dessa dupla ligao ser designada pela letra Z (do alemo Zusammen, juntos).

- Se os grupos de maior prioridade em cada carbono

estiverem em lados opostos da dupla ligao, a geometria da ligao ser designada pela letra E (do alemo Entgegen, opostos).

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3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

Nomenclatura: uso dos prefixos E e Z - Exemplo 1:

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3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

No exemplo acima: - Os tomos ligados ao C1 so Cl (prioridade 1) e F (prioridade 2)

e os ligados ao C2, Br (prioridade 1) e H (prioridade 2). - Como os grupos de maior prioridade ligados ao C1 (Cl) e C2 (Br)

se encontram no mesmo lado de um plano que passa por esses carbonos, o ismero acima recebe a denominao Z e seu nome completo : (Z)-2-bromo-1-cloro-1-fluoroetano.

(Z )-2-bromo-1-cloro-1-fluoroeteno

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3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

- Exemplo 2:

Fonte: BARBOSA, 2004 : p. 69.

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3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

- Exemplo 3:

No exemplo acima:

- Os grupos ligados ao carbono a so CH3 e CH2CH3. Em ambos, o elemento ligado diretamente ao carbono a um tomo de C. Portanto, devem ser comparadas as prioridades dos elementos ligados a cada um desses carbonos.

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3.1.2. Isomeria Geomtrica em Compostos com Ligao Dupla C = C

- Exemplo 3:

No exemplo acima:

- No grupo CH3, os elementos ligados ao C so H, H, H e no grupo CH2CH3, so C, H, H. Como o carbono tem prioridade maior que o hidrognio, o grupo etil ter prioridade sobre o metil. Dessa forma, o ismero apresentado o: (E)-3-metilpent-2-eno.

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4. ISOMERIA TICA

Tipo de isomeria em que uma molcula a imagem especular da outra.

Ocorre em molculas que no apresentam plano

de simetria (molculas assimtricas). Ismeros ticos ou Enantiomorfos ou

Enantimeros.

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4. ISOMERIA TICA

EXEMPLO: molcula de CHBrClF.

- Esta molcula no apresenta nenhum plano de simetria.

- denominada molcula assimtrica ou molcula

quiral. - Se a colocarmos diante de um espelho, a imagem

especular ser diferente dela.

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4. ISOMERIA PTICA 4. ISOMERIA TICA

Fonte: PERUZZO, 2006 : p. 300.

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4. ISOMERIA TICA

Condio para haver ismeros ticos: presena de carbono quiral ou assimtrico.

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COMPOSTOS OTICAMENTE ATIVOS

Exemplos: acares, incluindo a sacarose.

*

*

*

*

*

*

*

*Este asterisco sinaliza os carbonos assimtricos.

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4. ISOMERIA TICA

Representao de Enantimeros

Uma maneira muito simples para representar compostos orgnicos em duas dimenses foi introduzida pelo qumico alemo Emmil Fischer e denomina-se projeo de Fischer.

As projees de Fischer para os compostos (I) e (II) so:

Nessas projees, as linhas na horizontal representam grupos que esto na frente do plano do papel e as linhas na vertical, os grupos que esto atrs do plano.

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4. ISOMERIA TICA

As propriedades fsicas (PF, PE e densidade de dois enntimeros so iguais, exceto o desvio sobre a luz polarizada.

Ismeros ticos desviam o plano de vibrao da

luz polarizada. Um dos enantimeros desvia o plano da luz

polarizada no sentido horrio e o outro no anti-horrio.

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A luz ou radiao comum no polarizada, ou seja, vibra ou oscila em vrias direes.

A luz denominada polarizada quando oscila em apenas uma direo.

POLARMETRO E DESVIO DA LUZ POLARIZADA

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POLARMETRO E DESVIO DA LUZ POLARIZADA

A luz polarizada obtida quando a luz atravessa lentes especiais denominadas polarizadores.

Uma das propriedades caractersticas de molculas

quirais a sua capacidade de desviar o plano de vibrao da luz polarizada.

O aparelho utilizado para medir esse desvio