Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)
5.1 Visão Geral de Isomeria
Antes de avançar, tenha certeza de que você compreende os tópicos citados a seguir. Se for necessário,
revise as seções sugeridas para se preparar para este capítulo:
• Isomeria constitucional (Seção 1.2)
• Geometria tetraédrica (Seção 1.10)
• Representações tridimensionais (Seção 2.6)
• Representação e interpretação de estruturas (Seção 2.2)
5.1 Visão Geral de Isomeria
O termo isômeros provém das palavras gregas isos e meros que significam
“constituído das mesmas partes”. Isto é, isômeros são substâncias
constituídas dos mesmos átomos (têm a mesma fórmula molecular), mas
que ainda são diferentes uma da outra. Nós já vimos dois tipos de isômeros:
isômeros constitucionais (Seção 4.3) e estereoisômeros (Seção 4.14), como
ilustrado na Figura 5.1.
FIGURA 5.1
As principais categorias de isômeros.
Isômeros constitucionais diferem na conectividade de seus átomos; por
exemplo:
As duas substâncias anteriores têm a mesma fórmula molecular, mas têm
constituições diferentes. Em virtude disso, elas são diferentes e têm
propriedades físicas diferentes.
Estereoisômeros são substâncias que têm a mesma constituição, mas
diferem na distribuição espacial dos seus átomos. Nos capítulos anteriores,
nós discutimos um exemplo de estereoisomeria cis-trans em cicloalcanos
substituídos:
O estereoisômero cis apresenta grupos no mesmo lado do anel, enquanto o
estereoisômero trans exibe grupos em lados opostos do anel.
Adicionalmente aos exemplos anteriores, os termos cis e trans são
utilizados para descrever estereoisomeria em ligações duplas.
O estereoisômero cis apresenta grupos do mesmo lado da ligação dupla,
enquanto o estereoisômero trans apresenta grupos em lados opostos da
ligação dupla. As duas representações anteriores representam substâncias
diferentes com propriedades físicas diferentes, porque a ligação dupla não possui rotação livre como as ligações simples. Por que não? Lembre-se de
que a ligação π é formada pela sobreposição de dois orbitais p (Figura 5.2).
A rotação em torno da ligação dupla de C—C destruiria efetivamente a
sobreposição entre os orbitais p. Portanto, a ligação dupla de C —C não
apresenta rotação livre à temperatura ambiente.
FIGURA 5.2
Uma ilustração da sobreposição entre orbitais p para formar uma ligação p.
De modo a utilizarmos a terminologia cis-trans para diferenciar
estereoisômeros deve ter que existir dois grupos idênticos para
compararmos.
Átomos de hidrogênio também podem ser utilizados para atribuir a
terminologia cis-trans; por exemplo:
Quando dois grupos idênticos estão ligados na mesma posição, não
pode haver isomeria cis-trans. Por exemplo, considere a substância vista a
seguir:
Essas duas representações mostram a mesma substância. Essa substância
tem dois átomos de cloro ligados na mesma posição e, portanto, a
substância não exibe estereoisomeria. Isso é verdade sempre que existirem
dois grupos idênticos ligados na mesma posição. Vemos a seguir mais um
exemplo.
Não tente identificar essa substância como cis ou trans. Dois grupos
idênticos (grupos metila) estão ligados na mesma posição e, portanto, essa
substância não é nem cis nem trans.
DESENVOLVENDO A APRENDIZAGEM
5.1 IDENTIFICAÇÂO DE ESTEREOISÔMEROS CIS-TRANS
APRENDIZAGEM
Determine se o estereoisômero visto a seguir exibe uma con guração cis ou uma con guração
trans :
SOLUÇÃO
Iniciamos circulando os quatro grupos ligados à ligação dupla e tentamos nomeá-los:
ETAPA 1
Identi cação e nomenclatura de todos os quatro grupos ligados à ligação dupla.
ETAPA 2
Procura de dois grupos idênticos em posições vinílicas diferentes e atribuição da con guração
como cis ou trans.
Nomear os quatro grupos ajuda a identi car grupos idênticos. Existem sempre quatro grupos
(mesmo se alguns desses grupos sejam apenas átomos de hidrogênio). Neste caso, nomear os
grupos torna evidente a presença de dois grupos isopropila que estão cis um em relação ao
outro.
PRATICANDO
o que você aprendeu
5.1 Para cada uma das substâncias vistas a seguir, determine se ela apresenta con guração cis
ou con guração trans, ou se simplesmente as substâncias em questão não são estereoisômeros.
APLICANDO
o que você aprendeu
5.2 Identi que o número de estereoisômeros que são possíveis para uma substância com a
seguinte constituição: H2C=CHCH2CH2CH2CH=CH2.
5.3 A substância X e a substância Y são isômeros constitucionais com fórmula molecular C5H10.
A substância X possui uma ligação dupla carbono-carbono com con guração trans, enquanto a
substância Y possui uma ligação dupla que não é estereoisomérica:
(a) Identi que a estrutura da substância X.
(b) Identi que as quatro estruturas possíveis de Y.
é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver o Problema 5.35