Neste post, aprenderemos como converter entre as projeções Fischer, Bond-Line e Newman em diferentes ordens. Esta é uma habilidade essencial, pois ajuda a visualizar a molécula no espaço, e é nisso que uma parte significativa da compreensão da química orgânica se baseia.
Comecemos pela conversão entre estruturas de linha de ligação e projeções de Newman.
Primeiro, lembre-se que uma determinada molécula, e até mesmo uma conformação específica dessa molécula, pode ter muitas projeções de Newman, dependendo da direção e da ligação que estamos olhando. A direcção é normalmente dada com um símbolo de olho ou com uma seta. Verifique o post sobre projeções de Newman se você precisa atualizar alguns dos conceitos.
Por exemplo, é assim que a seguinte linha de ligação é transferida para um Newman quando se olha através da ligação C1-C2 do topo esquerdo:
Eu notei que muitos estudantes lutam com este conceito e depois de tentar diferentes abordagens, eu espontaneamente desenhei uma pessoa em vez do olho para a direção da visão e isso acaba por ser uma mudança de jogo. O principal fator de ajuda aqui foi que eu fui capaz de usar as mãos da pessoa para designar os grupos apontando para a esquerda ou para a direita.
Aqui está como funcionaria ao usar este exemplo:
Se não estiver claro como isso está acontecendo, faça-o na seguinte ordem:
1) Determine se a projeção de Newman vai ter a forma em “Y” ou a forma em “Y” de cabeça para baixo.
Neste caso, vai ter a forma em “Y” já que há dois grupos apontando para cima e para os lados (H e Cl). Estamos falando do carbono frontal mostrado em vermelho.
2) Agora você pode identificar os grupos apontando para a esquerda ou para a direita. H está no carbono da frente, apontando para a esquerda, Cl está à direita. No carbono de trás, temos Br à esquerda, e H à direita:
Para converter uma projeção Newman para a estrutura da linha de ligação correspondente, você precisa olhar para ela de lado. Portanto, primeiro, decida a direção que você vai usar – pode ser qualquer direita ou esquerda, a menos que especificado na pergunta.
Por exemplo, podemos olhar para esta molécula do lado direito, que coloca o Cl no canto inferior direito e a metilo no canto superior esquerdo:
Depois disto, adicione os grupos nos carbonos correspondentes apontando-os na sua direcção (cunha) e longe de si (traço):
Pode ser útil converter a projecção Newman para Haworth antes de obter a estrutura final na linha de união. A projecção da Haworth é diferente da Newman na medida em que mostra a ligação entre os carbonos frontal e posterior. Portanto, não é olhando directamente através da ligação, mas sim num ângulo ligeiramente inclinado:
Após isto, podemos agora projectar a Haworth em linha de ligação e colocar os grupos de acordo com a sua disposição:
Projecção Bond-Line de Conversão para Fischer
Aqui está o que precisa de lembrar sobre a projecção de Fischer:
- os grupos horizontais estão apontando para você
- as linhas verticais estão apontando para longe de você
Por exemplo, nesta molécula, os Br e H estão apontando para o espectador enquanto os dois carbonos conectados ao central, estão apontando para longe de nós:
Vamos agora esquecer por um momento esta projecção de Fischer e converter a seguinte estrutura de linhas de ligação numa projecção de Fischer:
Se olhar para a molécula a partir do topo, verá a seguinte representação onde os dois grupos do lado estão a apontar para si e os do topo e do fundo estão a apontar para longe de si. Vamos mostrar os dos lados com linhas de cunha e os outros com linhas tracejadas:
Há duas linhas de cunha e duas linhas de traço que podem parecer-lhe estranhas, uma vez que temos sempre uma de cada e depois as duas linhas sólidas, mas está tudo bem – tudo depende da direcção em que estamos a olhar para a molécula.
Após isso, você precisa simplesmente mostrar todos os laços com linhas sólidas planas, tendo em mente que os grupos horizontais estão apontando na sua direção e os da linha vertical estão apontando para longe de você:
Como você se lembra quais estão apontando na sua direção?
>
Bem, você pode se lembrar que as projeções de Fischer como você e elas estão vindo para lhe dar um abraço de braços abertos:
Or, você olha para a projeção de Fischer como se estivesse no ginásio e precisa agarrar a molécula. Neste caso, também, os grupos horizontais têm que estar apontando para você.
Convertendo a Projeção Fischer para a Estrutura da Linha de Ligação
Apenas como ao converter a projeção Newman para estruturas da linha de ligação, você precisa decidir a direção do espectador.
Vejamos, por exemplo, a seguinte projeção Fischer da esquerda:
Ao fazer isso, o grupo superior (aldeído) vai ser o lado esquerdo da estrutura da linha de ligação. Tenha em mente que as linhas horizontais estão apontando para você na projeção Fischer, o que significa que o H e o OH serão linhas de cunha quando olhamos para a estrutura a partir da esquerda (esta ainda não é a estrutura final em zig-zag – estamos apenas olhando para a molécula de uma direção diferente):
> E agora precisamos converter isto na conformação escalonada mais estável mostrada em zig-zag. Para isso, precisamos de uma rotação de 180o sobre a ligação C1-C2 que ultrapassa o grupo metilo para cima e CH3 com o Br apontando para baixo mudando a notação de cunha e traço:
> E esta é a resposta final:
>
R e S Configuração e Conversão de Estruturas
Para além destas estratégias de conversão entre diferentes representações de moléculas orgânicas, há mais boas notícias se ainda não gostar delas!
Independentemente da molécula mostrada na linha de ligação, Newman, ou projeção de Fischer, ela ainda é a mesma molécula! E portanto, ela deve ter a mesma configuração absoluta de todos os centros quirais.
Isso significa, por exemplo, que quando você está convertendo uma projeção Fischer em linha de ligação, você pode simplesmente desenhar o zig-zag com o número correto de carbonos e adicionar os grupos, atribuindo-lhes cunha e traço aleatórios. Estes podem ser corrigidos posteriormente, comparando a configuração absoluta dos carbonos aos quais eles estão conectados nas estruturas Fischer e da linha de ligação. Naturalmente, eles devem ser os mesmos na estrutura final:
Uma aplicação importante das projeções Fischer é a facilidade de transportar a estereoquímica dos carboidratos e sua conversão de Fischer, Haworth e estruturas de cadeiras.
Convertendo a projeção Newman para uma projeção Fischer
Uma boa estratégia aqui é converter a projeção Newman para uma estrutura de linha de ligação e de lá chegar à projeção Fischer como fizemos acima.
Por exemplo, qual seria a projeção Fischer da seguinte molécula?
Ganho, se a direção não for especificada, você pode escolher uma e desenhar a estrutura da linha de ligação com base nisso.
Vejamos a molécula a partir do lado direito. Isto irá colocar os grupos CN e Br como linhas de cunha, o OH e Cl como linhas de traço. O zig-zag terá a metila no lado inferior esquerdo e o grupo etílico no lado direito respectivamente:
Agora, para transformar a linha de união em uma projeção Fischer, podemos olhar de cima para que o grupo metílico vá para o topo da projeção Fischer:
Remembrar, para inverter a ligação entre os carbonos de modo a ter os grupos horizontais como linhas de cunha antes de desenhar a projecção Fischer: