Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

Pós-graduação → Química orgânica ↓


Estereoscópico


A estereoquímica é um ramo importante e fascinante da química que estuda o arranjo tridimensional dos átomos dentro das moléculas. Investiga como esses arranjos afetam as propriedades e reações dos compostos químicos, fornecendo informações inestimáveis sobre o comportamento das moléculas em sistemas biológicos e processos sintéticos.

Conceitos básicos de estereoquímica

Em sua essência, a estereoquímica foca no arranjo espacial dos átomos. Compreender a estereoquímica começa com a compreensão do isomerismo. Isômeros são moléculas com a mesma fórmula molecular, mas com estruturas ou arranjos diferentes de átomos. Especificamente, a estereoquímica lida com os estereoisômeros, que diferem apenas em seu arranjo espacial.

Tipos de estereoisômeros

Os estereoisômeros podem ser divididos em duas categorias:

  1. Enantiômeros: São imagens especulares não superponíveis entre si. Uma analogia cotidiana pode ser a relação entre a mão esquerda e a direita de uma pessoa. Embora reflitam uma à outra, não podem ser perfeitamente alinhadas ou sobrepostas entre si.
  2. Diastereoisômeros: Não são imagens especulares e geralmente possuem propriedades físicas diferentes. Esses incluem qualquer par estereomérico que não seja considerado um enantiômero.

A direita

A base da estereoquímica é o conceito de quiralidade. Uma molécula é considerada quiral se tiver uma imagem especular não superponível. Tais moléculas não possuem um plano de simetria interno.

Quiralidade em moléculas orgânicas

A quiralidade surge principalmente da presença de um centro quiral, que é tipicamente um átomo de carbono ligado a quatro grupos diferentes. O arranjo espacial das moléculas afeta como elas reagem e interagem com outras entidades quirais, levando a implicações profundas em produtos farmacêuticos, onde um enantiômero pode ser terapêutico, enquanto outro pode ser prejudicial.

C*HXYR

No exemplo acima, o carbono (*) atua como o centro quiral, ligado a quatro grupos diferentes, X, Y, R e H. Esta configuração leva a duas formas não superponíveis, geralmente resultando em enantiômeros.

Visualização da quiralidade

Mão esquerda Mão direita

O diagrama acima representa os enantiômeros destros e canhotos. Observe como eles são espelhados, mas não podem se alinhar ou sobrepor-se exatamente.

Atribuindo configurações: sistema R/S

Para expressar a configuração absoluta no centro quiral, os químicos orgânicos adotam o sistema de nomenclatura R/S. Este método atribui prioridade a cada substituinte ligado ao centro quiral com base em seu número atômico.

  1. Ordenar os substituintes de acordo com o número atômico decrescente; o que possui número atômico mais alto recebe maior prioridade.
  2. Posicione a molécula de forma que o grupo com menor prioridade esteja afastado (geralmente atrás).
  3. Se a sequência for no sentido horário, a configuração é R (retus); se no sentido anti-horário, é S (sinister).

Isomerismo cis-trans

O isomerismo cis-trans é outro aspecto da estereoquímica, associado principalmente a ligações duplas ou anéis onde a rotação é restrita.

Cis-trans em alcinos

Considere o caso de um alceno simples:

CH3CH=CHCH3

Aqui, o arranjo em torno da ligação dupla pode ser o seguinte:

  • Cis: Grupos/átomos semelhantes localizados no mesmo lado.
  • Trans: Mesmos grupos/átomos em direções opostas.
CH3 H H CH3

Embora este seja um modelo simplificado, ele enfatiza a natureza espacial e contribui significativamente para propriedades como ponto de ebulição, densidade e atividade biológica.

Nomeação e representação

Sistemas de nomenclatura ou convenções de nomeação desempenham um papel importante na estereoquímica, garantindo clareza e precisão na comunicação química.

Para sistemas complexos, o descritor cis–trans é combinado com descritores estereoquímicos adicionais:

  • Nomenclatura E/Z: É utilizada quando há vários tipos de substituintes em torno de uma ligação dupla.
    • Atribuir prioridade pelas regras de CIP (Cahn–Ingold–Prelog).
    • Se os grupos de maior prioridade em cada carbono estiverem do mesmo lado, use Z (zusammen, juntos).
    • Se os grupos de maior prioridade estiverem em direção oposta, use E (entgegen, oposto).

Explique melhor com um exemplo:

CH3CH=C(C6H5)CH3

Aplicar as regras de CIP para identificar se o fenil (C6H5) tem precedência sobre outros grupos devido ao número atômico mais alto ou considerações de ligação múltipla.

Estereoquímica em moléculas biológicas

Os efeitos da estereoquímica são predominantes em sistemas biológicos, já que muitas moléculas biológicas, incluindo proteínas, carboidratos, ácidos nucleicos e hormônios, são quiralmente naturais.

Proteínas e enzimas

As proteínas são construídas a partir de aminoácidos, a maioria dos quais é quiral, geralmente na configuração L. A configuração espacial dos aminoácidos determina tanto o dobramento quanto a função das proteínas.

Açúcar

Açúcares ou carboidratos exibem estereoquímica dominantemente em cada carbono quiral dentro de sua estrutura. Por exemplo, a glicose é um açúcar onipresente com múltiplos centros quirais:

C6H12O6 - D-glicose

O arranjo espacial específico da D-glicose a torna compatível com enzimas metabolizadoras, demonstrando a importância biológica da estereoquímica.

Estereoquímica no design de fármacos

A indústria farmacêutica beneficia-se grandemente do entendimento da estereoquímica. Enantiômeros podem ter efeitos biológicos muito diferentes. Um caso clássico diz respeito à talidomida, que foi inicialmente vendida como sedativo. Enquanto um enantiômero fornecia alívio terapêutico, o outro levou a graves defeitos congênitos.

Pureza enantiomérica

A pureza enantiomérica ou a predominância de um enantiômero em uma preparação pode ser importante para garantir. Métodos como a cromatografia quiral ajudam a alcançar isso.

Reações estereosseletivas

Reações podem ser projetadas para favorecer seletivamente a formação de estereoisômeros específicos. Termos associados a esses processos incluem:

  • Reação estereoespecífica: Uma reação em que a estereoquímica dos reagentes determina a estereoquímica dos produtos.
  • Reação estereosseletiva: formação preferencial de um determinado estereoisômero quando múltiplos estereoisômeros são possíveis.

Um exemplo disso é a epoxidação de Sharpless, um método que produz epóxidos com excelente enantiosseletividade, destacando tanto importância acadêmica quanto prática.

Conclusão

A estereoquímica é um assunto vasto e complexo que é essencial para a compreensão das propriedades, reações e aplicações moleculares. Sua importância se estende desde a pesquisa básica até as profundezas dos mecanismos biológicos e produtos farmacêuticos, ressaltando sua importância em várias disciplinas e indústrias. Dominar a estereoquímica requer não apenas o entendimento das estruturas teóricas, mas também a apreciação de suas implicações e aplicações práticas.


Pós-graduação → 2.3


U
username
0%
concluído em Pós-graduação

← Anterior (2.2.5)
Cristalografia de Raios X
Próximo (2.3.1) →
Quiralidade e atividade óptica

Comentários 



Estereoscópico

https://www.chemistryelite.com/g/2.3?ceal=pt