Metabolismo e Endocrinologia 2.º Ano LEBM, 29 de Março de Estereoisómeros

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João Batista Vasques Barros
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1 Metabolismo e Endocrinologia 2.º Ano LEBM, 29 de Março de 2006 Grupo 6: André Gomes, Ricardo Aires, Ruben Pereira Tema: Estereoisómeros e Especificidade Reaccional Estereoisómeros Estereoisómeros são moléculas com o mesmo tipo de ligações químicas mas diferente estereoquímica, isto é, diferentes configurações (diferente arranjo espacial dos átomos). A característica identificativa dos estereoisómeros, é que não se podem converter uns nos outros sem partir uma ou mais as ligações covalentes que os unem. Os dois diferentes tipos de estereoisómeros são: 1. De duplas ligações, à volta das quais não existe liberdade de rotação; 2. De centros quirais, à volta dos quais os diferentes grupos substituintes se distribuem de maneira diferente; A característica identificativa dos estereoisómeros, é que não se podem converter uns nos outros sem partir uma ou mais as ligações covalentes que os unem. O primeiro tipo de isómeros, os isómeros geométricos ou isómeros cis-trans, diferem entre si, no arranjo dos grupos substituintes à volta da dupla ligação. Exemplos de isómeros cis-trans 1

No segundo tipo de isómeros, os quatro substituintes diferentes ligado a um átomo de carbono, podem-se arranjar em duas diferentes formas no espaço, possuindo, cada um, propriedades químicas

2 No segundo tipo de isómeros, os quatro substituintes diferentes ligado a um átomo de carbono, podem-se arranjar em duas diferentes formas no espaço, possuindo, cada um, propriedades químicas semelhantes, mas propriedades biológicas e físicas diferentes. Um carbono com quatro grupos substituintes diferentes, é um átomo assimétrico, também conhecido com centro quiral ou carbono quiral. Uma molécula com um único carbono quiral, pode ter 2 estereoisómeros diferentes, e outra molécula com n carbonos quirais, pode ter 2 n estereoisómeros. Os estereoisómeros dividem-se em 2 grupos: os enantiómeros e os diastereómeros. Os enantiómeros caracterizam-se por serem a imagem espelhada de si próprios ao contrário dos diastereómeros. Dois enantiómeros, tem a imagem espelhada um do outro Dois diastereómeros, sem imagem espelhada Relativamente aos enantiómeros, Pasteur verificou que eles eram possuíam propriedades químicas semelhantes, mas diferiam numa especial propriedade física a interacção com a luz polarizada composto opticamente activo. Um composto é opticamente activo se não possui centros de quiralidade ou elementos de simetria Um composto quiral é um composto opticamente activo. 2

Devido à especial esteroespecificidade, tornou-se imperioso introduzir um sistema de nomenclatura para os enantiómeros, nomeadamente o sistema RS.

Ao substituinte com maior número atómico atribui-se a prioridade 1 e por aí adiante.

3 Devido à especial esteroespecificidade, tornou-se imperioso introduzir um sistema de nomenclatura para os enantiómeros, nomeadamente o sistema RS. Este sistema, consiste na atribuição de uma prioridade a cada grupo ligado ao carbono quiral. Sendo essa prioridade atribuída de acordo com o número atómico do grupo constituinte. Ao substituinte com maior número atómico atribui-se a prioridade 1 e por aí adiante. O substituinte com menor prioridade (prioridade 4) é colocado num plano posterior ao carbono quiral (como se exemplifica na figura seguinte), se a prioridade dos outros 3 substituintes diminui no sentido dos ponteiros do relógio, a configuração denomina-se por (R), se for no sentido contrário denomina-se por (S). Esquema de nomenclatura dos carbonos quirais Diferente da configuração molecular é a conformação molecular, isto é o arranjo espacial dos grupos substituintes, que são livres de assumir diferentes posições no espaço devido à liberdade de rotação permitida pelas ligações simples Há duas configurações de especial interesse: a alternada, mais estável e a eclipsada, menos estável. Devido à baixa diferença de energia entre as duas formas, é impossível isolar totalmente as formas eclipsadas e alternadas. 3

4 Repare-se, por exemplo, na molécula do etano, em que a ligação simples permite a rotação de 360º em torno do eixo que une os carbonos. Conformação totalmente eclipsada aos 0º,120º e 240º e totalmente alternada aos 60º,180º e 300º. Estereoespecificidade Reactiva A esteroespecificidade reactiva corresponde a habilidade de distinguir diferentes estereoisómeros é uma propriedade de enzimas e de varias proteínas, se o sítio de ligação de uma proteína é complementar de um composto quiral não vai ser complementar do seu isómero, devido ao facto das enzimas também serem quirais. As interacções entre as moléculas biológicas são todas estereoespecificas, que requerem uma combinação complementar entre as moléculas em interacção. Veja-se, por exemplo o aspartame, substância de travo doce, muito utilizada como substituto do açúcar. O seu estereoisómero tem um sabor amargo. 4

5 Fontes: Principles of Biochemistry, Lehninger, 4th Edition, Freeman (pp.16-20) 5

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