Estereoquímica - Stereochemistry

Os diferentes tipos de isômeros . A estereoquímica se concentra em estereoisômeros .

A estereoquímica , uma especialidade da química , envolve o estudo do arranjo espacial relativo dos átomos que formam a estrutura das moléculas e sua manipulação. O estudo da estereoquímica concentra-se em estereoisômeros , que por definição têm a mesma fórmula molecular e sequência de átomos ligados (constituição), mas diferem nas orientações tridimensionais de seus átomos no espaço. Por esse motivo, também é conhecido como química 3D - o prefixo "estéreo-" significa "tridimensionalidade".

Um importante ramo da estereoquímica é o estudo das moléculas quirais . A estereoquímica abrange todo o espectro da química orgânica , inorgânica , biológica , física e, especialmente, supramolecular . A estereoquímica inclui métodos para determinar e descrever essas relações; o efeito nas propriedades físicas ou biológicas que essas relações transmitem às moléculas em questão e a maneira como essas relações influenciam a reatividade das moléculas em questão ( estereoquímica dinâmica ).

História

Louis Pasteur poderia ser corretamente descrito como o primeiro estereoquímico, tendo observado em 1842 que os sais do ácido tartárico coletados dos vasos de produção de vinho podiam girar o plano da luz polarizada , mas os sais de outras fontes não. Esta propriedade, a única propriedade física em que os dois tipos de sais tartarato diferem, é devido ao isomerismo óptico . Em 1874, Jacobus Henricus van 't Hoff e Joseph Le Bel explicaram a atividade óptica em termos do arranjo tetraédrico dos átomos ligados ao carbono. Kekulé usou modelos tetraédricos no início de 1862, mas nunca os publicou; Emanuele Paternò provavelmente sabia disso, mas foi o primeiro a desenhar e discutir estruturas tridimensionais, como de 1,2-dibromoetano na Gazetta Chimica Italiana em 1893. O termo "quiral" foi introduzido por Lord Kelvin em 1904. Arthur Robertson Cushny , Scottish Pharmacologist, em 1908, ofereceu pela primeira vez um exemplo definitivo de uma diferença de bioatividade entre enantiômeros de uma molécula quiral viz. A (-) - adrenalina é duas vezes mais potente do que a forma (±) - como vasoconstritor e, em 1926, lançou as bases para a farmacologia quiral / estereofarmacologia (relações biológicas de substâncias opticamente isoméricas). Mais tarde, em 1966, a nomenclatura Cahn-Ingold-Prelog ou regra de sequência foi desenvolvida para atribuir configuração absoluta ao centro estereogênico / quiral (notação R e S) e estendida para ser aplicada através de ligações olefínicas (notação E e Z).

Significado

As regras de prioridade Cahn-Ingold-Prelog são parte de um sistema para descrever a estereoquímica de uma molécula. Eles classificam os átomos ao redor de um estereocentro de uma forma padrão, permitindo que a posição relativa desses átomos na molécula seja descrita de forma inequívoca. Uma projeção de Fischer é uma maneira simplificada de representar a estereoquímica em torno de um estereocentro.

Exemplo de talidomida

Thalidomide-structure.png

Um exemplo frequentemente citado da importância da estereoquímica se relaciona ao desastre da talidomida. A talidomida é uma droga farmacêutica , preparada pela primeira vez em 1957 na Alemanha, prescrita para o tratamento de enjoos matinais em mulheres grávidas. Descobriu-se que a droga era teratogênica , causando sérios danos genéticos ao crescimento e desenvolvimento embrionário inicial, levando à deformação dos membros em bebês. Alguns dos vários mecanismos de teratogenicidade propostos envolvem uma função biológica diferente para os enantiômeros ( R ) - e ( S ) -talidomida. No corpo humano, entretanto, a talidomida sofre racemização : mesmo que apenas um dos dois enantiômeros seja administrado como uma droga, o outro enantiômero é produzido como resultado do metabolismo. Conseqüentemente, é incorreto afirmar que um estereoisômero é seguro enquanto o outro é teratogênico. A talidomida é atualmente usada para o tratamento de outras doenças, principalmente câncer e hanseníase . Regulamentações e controles rígidos foram habilitados para evitar seu uso por mulheres grávidas e prevenir deformações de desenvolvimento. Este desastre foi a força motriz por trás da exigência de testes rigorosos de drogas antes de disponibilizá-los ao público.

Definições

syn / anti peri / clinal

Existem muitas definições que descrevem um conformador específico ( IUPAC Gold Book ), desenvolvidas por William Klyne e Vladimir Prelog , constituindo seu sistema de nomenclatura Klyne-Prelog :

  • um ângulo de torção de ± 60 ° é chamado de gauche
  • um ângulo de torção entre 0 ° e ± 90 ° é chamado de sin (s)
  • um ângulo de torção entre ± 90 ° e 180 ° é chamado de anti (a)
  • um ângulo de torção entre 30 ° e 150 ° ou entre -30 ° e -150 ° é denominado clinal
  • um ângulo de torção entre 0 ° e 30 ° ou 150 ° e 180 ° é denominado periplanar (p)
  • um ângulo de torção entre 0 ° a 30 ° é chamado de conformação sinperiplanar ou syn- ou cis (sp)
  • um ângulo de torção entre 30 ° a 90 ° e -30 ° a -90 ° é chamado sinclinal ou gauche ou inclinação (sc)
  • um ângulo de torção entre 90 ° a 150 ° e -90 ° a -150 ° é denominado anticlinal (ac)
  • um ângulo de torção entre ± 150 ° a 180 ° é denominado antiperiplanar ou anti ou trans (ap).

A tensão de torção resulta da resistência à torção em torno de uma ligação.

Tipos

Veja também

Referências