Questão 106 do ENEM 2021 — Ciências da Natureza

A questão pede o tipo de isomeria envolvido na conversão da bilirrubina em lumirrubina, induzida pela luz na fototerapia. Para isso, comparamos as duas estruturas químicas, procurando o que mudou na conectividade dos átomos (no "esqueleto" da molécula), sabendo que isômeros têm a mesma fórmula molecular.

Lembremos os tipos de isomeria plana (constitucional):

• De cadeia: os compostos diferem no tipo de cadeia carbônica (por exemplo, uma parte aberta que passa a ser fechada/cíclica).
• De posição: muda apenas a posição de uma ramificação, insaturação ou grupo funcional na mesma cadeia.
• Funcional (de função): muda o grupo funcional (a função orgânica). E a isomeria geométrica (cis-trans / $Z$-$E$) é espacial: altera a disposição em torno de uma ligação dupla, sem mudar a conectividade dos átomos.

Comparando as fórmulas estruturais da bilirrubina e da lumirrubina, a diferença está no fechamento de um novo anel em uma região que, na bilirrubina, correspondia a uma cadeia aberta. Como a fórmula molecular se conserva e o que muda é o tipo de cadeia (parte aberta que passa a fechada/cíclica), a transformação caracteriza isomeria de cadeia.

Portanto, a luz provoca uma reação intramolecular que fecha um novo ciclo, alterando o tipo da cadeia carbônica: a lumirrubina é isômero de cadeia da bilirrubina.

Atenção ao distrator geométrico: é comum associar "luz" à isomerização geométrica ($Z \rightarrow E$) em ligações duplas. Contudo, a isomeria geométrica não altera a conectividade dos átomos (não cria anéis), apenas a orientação espacial. Como a mudança relevante entre as duas estruturas é o fechamento de um novo anel, o tipo correto é isomeria de cadeia.