Isomeria
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Profa. Kátia Aquino<br />
<strong>Isomeria</strong>
O que são isomeros?<br />
O termo <strong>Isomeria</strong> vem do grego (iso =<br />
mesma(s); meros = partes). Partes iguais<br />
para transmitir a idéia de “mesma<br />
composição”.
A <strong>Isomeria</strong> é o fenômeno pelo qual duas substâncias<br />
compartilham a mesma fórmula molecular, mas<br />
apresentam estruturas diferentes, ou seja, o rearranjo<br />
dos átomos se difere em cada caso.<br />
etoxi-etano metoxi-n-propano
Divisão da isomeria para estudo<br />
<strong>Isomeria</strong> plana<br />
<strong>Isomeria</strong> Espacial: geométrica e ótica
I <strong>Isomeria</strong> plana<br />
1-Isômeros de posição<br />
http://br.oocities.com/kfsn2000/isomeria.htm
1.1-Isômeros de posição: metameria<br />
Acontece quando há mudança de posição de um<br />
heteroátomo na cadeia principal.
2-Isômeros de função<br />
http://br.oocities.com/kfsn2000/isomeria.htm
2.1-Isômeros de função: Tautomeria<br />
Existe equilíbrio dinâmico entre as moléculas<br />
http://www.infoescola.com/quimica/isomeria/
3-Isômeros de cadeia<br />
http://www.colegioweb.com.br/quimica/isomeria-de-cadeia-.html<br />
normal ramificada
II <strong>Isomeria</strong> Espacial Geométrica<br />
Os carbonos ligados em uma cadeia fechada ou ligados por<br />
insaturações não possuem rotação livre.<br />
http://br.oocities.com/kfsn2000/isomeria.htm
Origem dos nomes na isomeria<br />
geométrica<br />
Latim cis=próximo a trans=através de<br />
Alemão Z<br />
(zusammem)=juntos E<br />
(entgegen)=opostos<br />
A nomenclatura Z e E é utilizada principalmente para moléculas<br />
cujos quatro ligantes dos carbonos que não sofrem rotação são<br />
diferentes.
Isômeros cis e trans<br />
Cadeia fechada<br />
Cadeia aberta
Isômeros Z e E<br />
Perceba que os quatro ligantes são diferentes. Em amarelo estão os ligantes<br />
com átomos de maior número atômico ligados aos carbonos insaturados.
Propriedades físicas dos<br />
isômeros geométricos<br />
Quem tem maior ponto de ebulição:<br />
cis-buteno ou trans buteno?
Cis-buteno : 4°C<br />
Trans-buteno: 1°C<br />
Outro exemplo:
Descrição geral<br />
O isómero trans é, no geral, é termodinamicamente mais<br />
estável que o isômero cis, apresenta menor polaridade e<br />
menor ponto de ebulição.<br />
No entanto, o isómero trans é, no geral, mais facilmente<br />
“empacotável” quando está no estado sólido, apresentando<br />
maior ponto de fusão.
Vejamos um exemplo das propriedades<br />
de isômeros no estado sólido<br />
http://quimica-dicas.blogspot.com/2009/11/isomeria-espacial-geometrica.html
Uma aplicação da isomeria geométrica<br />
Olho humano<br />
http://www.eyetumour.co.uk/ocular_tumour_treatment.php<br />
http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=27<br />
No olho humano, especificamente na retina, o cis-11- retinal<br />
se transforma no trans-11- retinal<br />
pela ação da luz e assim produz<br />
Impulso elétrico para formar<br />
a imagem. Por isso<br />
você precisa de luz para<br />
enxergar.
Feromônio sintético<br />
Uma solução para o controle de moscas?<br />
Z-9-TRICOSENE ou Cis-9-TRICOSENE
O Z-9 TRICOSENE, atua como atrativo sexual<br />
das moscas domésticas, simulando o feromônio<br />
sexual. Empregado junto com outras<br />
substâncias, atua no controle deste inseto.<br />
http://clarionbio.com.br/produto.php?id=321
III <strong>Isomeria</strong> Espacial Óptica<br />
http://www.ifi.unicamp.br/~accosta/roteiros/18/nota<br />
%2018.html<br />
Luz<br />
polarizada<br />
Substância<br />
química<br />
Substância polarizadora: Lente polaróide ou prisma de Nicol<br />
ativa<br />
inativa
O que significa ser um isômero<br />
óptico?<br />
A diferença entre isômeros ópticos está no<br />
sentido para o qual desviam o plano de<br />
vibração da luz polarizada: para o sentido<br />
horário (dextrogiro) e para o sentido antihorário<br />
(levogiro)
Compostos oticamente<br />
ativos<br />
São aqueles que possuem pelo menos um<br />
carbono assimétrico, fornecendo assim um<br />
isômero que é a sua imagem especular. Na<br />
química:<br />
http://www.mundoeducacao.com.br/quimica/isomeria-optica.htm<br />
Composto<br />
inativo<br />
Composto<br />
ativo
Moléculas assimétricas<br />
1-Carbono quiral (mão<br />
em grego)<br />
Carbono que possui quatro<br />
ligantes diferentes<br />
* *
Quando uma molécula possui<br />
apenas um carbono quiral<br />
http://quimica-dicas.blogspot.com/2009/11/isomeria-optica.html<br />
Àcido láctico: O ácido do leite<br />
Par de enantiomorfos<br />
dextrogiro e levogiro<br />
Mistura racêmica:<br />
Quando Partes iguais<br />
de enantiomorfos<br />
são misturadas. A<br />
Mistura racêmica é<br />
oticamente inativa.<br />
Os dois antípodas (enantiomorfos) acima desviam a luz<br />
polarizada no mesmo ângulo
Moléculas com mais de um<br />
carbono quiral<br />
1-Carbonos quirais diferentes<br />
3-metilpentan-2-ol<br />
Carbono 2= gira a luz polarizada com ângulo de 30°<br />
Carbono 3= gira a luz polarizada com ângulo de 10°<br />
Quantos isômeros oticamente ativos e misturas racêmicas<br />
Temos para este composto?
Regra de van't Hoff<br />
O números de isômeros óticos ativos é igual a<br />
2 c* , onde c* é o número de átomos de carbono<br />
assimétrico diferentes existentes na molécula.<br />
Logo o número de misturas racêmicas é<br />
sempre a metade do número de isômeros<br />
ópticos ativos.
Enantiomorfos ou diastereoisomeros?<br />
A diferença entre os quatro compostos é indicada pelas posições dos grupos OH e CH3, que<br />
as vezes estão na esquerda e outra vez à direita da fórmula.<br />
Observe que A e B; C e D são imagens especulares uma da outra. É como se houvesse um<br />
espelho na frente de cada uma destas moléculas.<br />
Os isômeros ópticos que não são enantiomorfos entre si são chamados de diastereoisômeros.<br />
Neste caso são A e C; A e D; B e C; B e D.<br />
http://www.soq.com.br/conteudos/em/isomeria/p5.php
2-Carbonos quirais iguais<br />
Ácido tartárico: o ácido do vinho<br />
curiosidade:<br />
http://www.scielo.br/scielo.php?<br />
script=sci_arttext&pid=S0103-<br />
84782001000500027&lng=en&nrm=iso&tlng=pt<br />
pt
2-Compostos alênicos<br />
Exemplo:<br />
http://www.colegioweb.com.br/quimica/isomeria-optica-em-composto-sem-carbonoassimetrico
F<br />
3-Compostos trans de cadeia<br />
fechada<br />
Cis<br />
Oticamente<br />
inativo<br />
Trans<br />
Oticamente<br />
ativo
Como separar os enantiomorfos?<br />
1- A similaridade de propriedades físicas e químicas entre pares de<br />
enantiómeros em meios aquirais torna a sua diferenciação e<br />
separação muito laboriosas. Dada a sua alta eficiência, os<br />
processos cromatográficos de alta resolução são o método de<br />
escolha. O processo mais simples e mais antigo para levar a cabo a<br />
separação de dois enantiómeros consiste em transformá-los em<br />
diasterómeros, ou seja, isómeros configuracionais que não são a<br />
imagem especular um do outro:<br />
R (rectus = direita)<br />
S (sinester = esquerda)<br />
http://www.dq.fct.unl.pt/qof/stereo5.html
2-Recristalização<br />
Os cristais de enantiomorfos<br />
são diferentes entre si<br />
http://www.coladaweb.com/quimica/quimica-organica/recristalizacao
A isomeria para os seres vivos<br />
A glicose, que é uma aldose, possui<br />
vários isômeros oticamente ativos.
A isomeria para os seres vivos<br />
α=cis<br />
β=trans<br />
α-glicopiranose β -glicopiranose α-glicofuranose β -glicofuranose
Mutarrotação<br />
+113°<br />
20°C<br />
[α] = rotação específica<br />
d<br />
+52°<br />
+19°<br />
Toda solução de glicose contem as três estruturas coexistindo simultaneamente
Açúcar invertido: O açúcar que<br />
muda de “ótica”<br />
d-sacarose + água d-glicose + l-frutose<br />
dextrogiro (+66°) levogiro (-39,7°)<br />
Objetivo: evitar que o açúcar cristalize nos alimentos
Bons estudos!!