Química Orgânica 1 · Molecular shape and stereochemistry
Estereocentros e configuração
Uma lição resolvida gratuita e 43 problemas de prática em que você mesmo desenha cada seta curva.
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Prática grátis de setas curvas: escolha um mecanismo
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- Assign R/S through activation and displacement
- Invert a ring carbon: cis becomes trans
- E2 do (2R,3R)-2-bromo-3-metilpentano forma o alceno E
- Base fecha o (2S,3R)-3-bromobutan-2-ol em um epóxido trans
- Metóxido abre o (R)-2-metiloxirano: R é mantido
- HBr adds next to an existing stereocenter
- NaBH4 reduction makes a new stereocenter
- A hidrólise SN1 do (R)-3-cloro-3-metil-hexano causa racemização
- SN2 on (S)-2-bromobutane: track R/S
Ver todos os 43 problemas de estereocentros e configuração →
O que você vai aprender
- Identify stereogenic tetrahedral centers and distinguish whole-molecule chirality.
- Apply CIP rules at the first point of difference, including isotopes and multiple bonds.
- Assign R/S with a declared projection convention.
- Assign E/Z and recognize when a stereochemical descriptor is undefined.
Lição gratuita
O texto da lição resolvida. No Arrow Lab, cada etapa vem com as estruturas e as setas desenhadas.
Ler a aula gratuita (5 partes)
Four different paths, not four different labels
A tetrahedral carbon is an ordinary stereogenic center when its four attached ligands are distinguishable. In CH₃CH(OH)CH₂CH₃, the alcohol carbon bears H, OH, methyl, and ethyl, so exchanging two ligands gives the other configuration. In CH₃CH(OH)CH₃, two methyl ligands are identical and that carbon is not stereogenic. For a ring, compare the two paths around the ring; do not declare them different merely because one is drawn to the left. Local stereocenters alone do not establish whole-molecule chirality when more than one center and internal symmetry are present.
CIP comparison is local and sequential
Rank first by the atomic number of the directly attached atom. For tied atoms, compare their next attached atoms sorted from highest to lowest atomic number, stopping at the first difference. Thus –CH₂OH outranks –CH₂CH₃ because [O,H,H] beats [C,H,H]. Treat multiple bonds using duplicate-atom bookkeeping: –CHO gives [O,O,H], so it outranks –CH₂OH. Isotopes of the same element rank by mass number, so D outranks H, but atomic number still outranks mass when comparing different elements.
Worked Fischer assignment
Fischer convention: horizontal bonds point toward the viewer; vertical bonds point away. Condensed terminal groups retain the indicated connectivity. The displayed lactic-acid center ranks OH first, CO₂H second, CH₃ third, and H fourth. The carbon of CO₂H has a comparison list [O,O,O], whereas methyl has [H,H,H]. On the page 1 → 2 → 3 is clockwise, but H is horizontal and points toward us. Invert the page result: this projection is S. A 180° rotation of an entire Fischer projection preserves its configuration; an unqualified 90° page rotation does not.
Configuration is not optical sign
R and S describe geometric priority order, not the sign or magnitude of optical rotation. For an alkene, each double-bond carbon must have two distinguishable ligands for E/Z to apply. Compare the two ligands independently at each end: higher-priority groups on the same side give Z, opposite sides E. Do not rank all four alkene substituents in one combined list. A terminal CH₂= group has identical hydrogens, so that end prevents E/Z assignment.
What to carry forward
Identify distinct ligands first, rank them by the first CIP difference, orient priority 4 away or explicitly invert a toward-view result, and keep R/S, E/Z, molecular chirality, and optical rotation separate.
Problemas de prática (43)
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Desenhe o mecanismo 13
Mais problemas
- Assign R/S through activation and displacementAssign the descriptor at each stage of an alcohol → tosylate → nitrile sequence, separating a retained C–O bond from backside C–O cleavage.
- Invert a ring carbon: cis becomes transTranslate backside substitution at a ring carbon into a change of cis/trans configuration when no R/S descriptor applies.
Acompanhando R/S e E/Z ao longo das reações
- E2 do (2R,3R)-2-bromo-3-metilpentano forma o alceno EDesenhe a eliminação E2 antiperiplanar de um brometo diastereoisomericamente puro e atribua E/Z ao único isômero de alceno que ela forma.
- Base fecha o (2S,3R)-3-bromobutan-2-ol em um epóxido transDesenhe o fechamento de anel de uma bromo-hidrina promovido por base e use a exigência antiperiplanar para atribuir o epóxido trans e sua configuração (2S,3S).
- Metóxido abre o (R)-2-metiloxirano: R é mantidoDesenhe a abertura de um epóxido enantiopuro pelo metóxido no carbono menos impedido e explique por que o estereocentro mantém sua configuração R.
- A hidrólise SN1 do (R)-3-cloro-3-metil-hexano causa racemizaçãoDesenhe a hidrólise SN1 de um cloreto terciário enantiopuro e explique por que o carbocátion plano forma os dois enantiômeros do álcool.
- SN2 do (S)-2-bromopentano com cianeto: R/S após a inversãoDesenhe o deslocamento SN2 do brometo pelo cianeto no (S)-2-bromopentano e atribua R/S à nitrila invertida, a (R)-2-metilpentanonitrila.
- SN2 inverte e ainda assim mantém S: cianeto em um tosilato com metoxilaDesenhe o deslocamento SN2 de um tosilato secundário por cianeto e mostre por que a inversão deixa o descritor S inalterado.
- SN2 no trans-1-bromo-2-metilciclo-hexano dá o cisDesenhe o ataque SN2 do metanotiolato a um brometo cíclico trans e explique por que apenas um dos dois estereocentros sofre inversão, transformando trans em cis.
- A tosilação do (R)-1-feniletanol mantém RDesenhe a tosilação de um álcool secundário quiral e explique por que o estereocentro mantém sua configuração e seu descritor R.
Wave 1 mechanisms
- HBr adds next to an existing stereocenterDraw protonation of (S)-4-phenylpent-1-ene and bromide capture of the secondary cation, and decide how the products formed at the new C2 center are related.
- NaBH4 reduction makes a new stereocenterDraw hydride addition from borohydride to 2-methylcyclohexanone and protonation of the alkoxide, and explain why two diastereomeric alcohols form.
- SN2 on (S)-2-bromobutane: track R/SDraw the SN2 displacement of bromide from (S)-2-bromobutane by hydrosulfide and assign the configuration of the thiol product.
Preveja o produto 3
Mais problemas
- Assigning a substituted alkeneRank substituents separately at the two alkene carbons.
Wave 1 practice
- Two swaps in a Fischer projectionPredict how exchanging substituents in a Fischer projection changes the configuration.
- R or S from a Newman projectionAssign R/S to a stereocentre shown as the front carbon of a Newman projection.
Classificar 8
Mais problemas
- Testing an alcohol carbonIdentify a tetrahedral stereocenter by comparing its four ligands.
- Comparing two directions around a ringRecognize identical cyclic ligands in an unsubstituted ring.
Wave 1 practice
- E or Z for 3-methylpent-2-eneAssign E/Z to a trisubstituted alkene by ranking substituents on each alkene carbon.
- Name with stereodescriptorsWrite a full name that combines R/S and E/Z descriptors in the correct format.
- Pick (R)-butan-2-olIdentify the R enantiomer of a secondary alcohol from wedge-dash drawings.
R/S em aminoácidos, fármacos e produtos naturais
- Atribua os dois centros da L-treoninaAtribua R ou S aos dois estereocentros de um aminoácido e diferencie-o de seus diastereoisômeros.
- Escolha o (S)-ibuprofeno, o enantiômero ativoIdentifique o enantiômero S de um fármaco quiral a partir de estruturas com cunhas e tracejados, classificando seus quatro grupos.
Regras CIP, armadilhas de E/Z e estereocentros incomuns
- E ou Z para o 2-bromobut-2-eno com metilas em transAtribua E/Z a um alceno em que a relação cis/trans entre grupos iguais leva à resposta errada.
Comparar 4
Mais problemas
- Ranking isotopically labeled ligandsApply isotope priority without confusing mass with atomic number.
Regras CIP, armadilhas de E/Z e estereocentros incomuns
- Classifique etinila, terc-butila, vinila e isopropila pelas regras CIPClassifique substituintes carbonados que empatam no primeiro átomo explorando as esferas seguintes e contando ligações múltiplas como átomos duplicados.
- Qual pode ser resolvido: um sulfóxido ou uma amina?Compare a inversão piramidal no nitrogênio e no enxofre para decidir qual estereocentro em heteroátomo fornece enantiômeros isoláveis.
Wave 1 practice
- Rank six groups by CIP priorityRank substituents by CIP priority using atomic number, first point of difference and duplicate atoms.
Calcular 2
R/S em aminoácidos, fármacos e produtos naturais
- Conte os estereocentros do colesterolConte os estereocentros de um produto natural policíclico, incluindo carbonos de fusão de anéis sem hidrogênio e um carbono da cadeia lateral.
Wave 1 practice
- Count stereocentres in mentholCount stereocentres by finding carbons with four different substituents, including ring carbons.
Encontre o erro 3
- Repairing a projection argumentPredict the effect of exchanging exactly two ligands at one center.
- Checking whether E/Z is definedIdentify the structural prerequisite missing from a terminal alkene.
- Corrigindo uma atribuição R/S feita com o H em cunhaDiagnostique uma atribuição R/S que ignorou um grupo de menor prioridade apontando para o observador.
Interprete as evidências 3
Mais problemas
- Assigning the drawn acidUse the Fischer viewing convention to obtain an absolute descriptor.
R/S em aminoácidos, fármacos e produtos naturais
- R ou S para a L-alanina a partir da projeção de FischerAtribua R ou S a um aminoácido desenhado em projeção de Fischer, corrigindo o percurso quando o grupo de menor prioridade está em uma linha horizontal.
- Nomeie um isômero do ácido tartárico a partir da projeção de FischerAtribua os dois estereocentros de uma molécula com dois centros a partir de uma projeção de Fischer e nomeie o estereoisômero.
Trabalhe de trás para frente 1
- Desenhe a (R)-carvona, o enantiômero da hortelãEscolha a estrutura que corresponde a um nome e a um descritor dados, classificando as ramificações do anel em um estereocentro do anel.
Planeje uma síntese 2
- Choosing a legal Fischer manipulationPreserve configuration while reorienting a projection.
- Ordene as etapas para atribuir R ou SColoque em sequência as etapas do procedimento CIP para atribuir R ou S a um estereocentro.
Explique por quê 4
Mais problemas
- First-point-of-difference comparisonUse duplicate-atom bookkeeping to compare three carbon ligands.
- A descriptor after rotating the moleculeDistinguish a physical rotation in space from ligand exchange or a changed projection convention.
R/S em aminoácidos, fármacos e produtos naturais
- Por que a L-cisteína é R enquanto os outros L-aminoácidos são SExplique como um átomo pesado a uma ligação de distância do estereocentro altera a classificação CIP e o descritor R/S de um aminoácido.
Wave 1 practice
- Why can't this amine be resolved?Explain why tertiary amines with three different groups are not isolable as enantiomers.
Travou em estereocentros e configuração? Escaneie o problema.
Tire uma foto da reação da sua lista ou do livro e desenhe o mecanismo com cada seta corrigida. 1 scan grátis agora, sem cadastro; mais 1 com uma conta gratuita.
Depois, Scan Standard: /mês