La estereoquímica es el estudio de los compuestos orgánicos en el espacio. Para comprender las propiedades de los compuestos orgánicos es necesario considerar las tres dimensiones espaciales. Molécula e imagen especular

Las bases de la estereoquímica fueron puestas por Jacobus van’tHoff y Le Bel, en el año 1874. De forma independiente propusieron que los cuatro sustituyentes de un carbono se dirigen hacia los vértices de un tetraedro, con el carbono en el centro del mismo.

La disposición tetraédrica con sustituyentes distintos de un carbono sp3 da lugar a la existencia de dos posibles compuestos, que son imágenes especulares no superponibles.

En general a las moléculas que se diferencian por la disposición espacial de sus átomos, se les denomina estereoisómeros.

Molécula e imagen especular

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA ESTEREOQUIMICA

R-(+)-limoneno (p.e. 176ºC) El limoneno dextrógiro (+) puede

extraerse fácilmente de la cáscara

del limón y es responsable de su

olor

S-(-)-limoneno (p.e. 176ºC) El limoneno levógiro (-) se extrae

de la cáscara de la naranja y le

confiere su olor característico.

Los enantiómeros del limoneno son indistinguibles en los procesos químicos corrientes, pero nuestro olfato los discrimina con facilidad porque se acoplan a receptores distintos. Así, el isómero (S)-limoneno huele a naranjas, mientras que el (R)-limoneno huele a limones.

Las proteínas, los hidratos de carbono, las enzimas, ..., son quirales y sólo una de las formas (dextro o levo) interviene en los procesos naturales. Las proteínas de todos los organismos vivos están exclusivamente constituidas por las formas L (la forma enantiomérica denominada levógira) de sus aminoácidos, mientras que los hidratos de carbono están formados por unidades de azúcares exclusivamente de las formas enantioméricas D (dextrógiras).

En otras ocasiones, los isómeros quirales tienen resultados biológicos dramáticos, de vida o muerte. Es el caso de la talidomida, que en los años sesenta se prescribió a las mujeres embarazadas porque uno de sus enantiómeros tenía capacidad para evitar las náuseas; desgraciadamente, se descubrió más tarde que el otro enantiómero de la talidomida provocaba deformaciones en el feto.

El estudio de la estereoquímica no es simplemente una actividad académica que se justifique por el deseo de conocer algo nuevo. Su desarrollo se ha convertido en una de las líneas de investigación más importante de la Química Orgánica. Como ejemplo tenemos el caso de Knowles, Nojori y Sharpless que fueron galardonados con el Nobel de 2001 por su estudio de catalizadores que permitían la síntesis específica de uno de los enantiómeros.

CATÁLISIS QUIRAL

Importancia de la enantioselectividad en los medicamentos

"Durante su embarazo, a mi madre le recetaron talidomida contra los mareos matutinos. Mi madre tomó talidomida dos veces, dos cucharaditas de té en total. La talidomida fue la causa de mis discapacidades congénitas, por las que he necesitado 32 operaciones en toda mi vida y he pasado unos ocho años en el hospital antes de cumplir los 16, en una ciudad distinta a la que vivían mis padres".

Imágenes especulares.Estas imágenes especulares son diferentes y esta diferencia queda reflejada en su bioquímica. Sólo el enantiómero de la izquierda puede ser metabolizado por un enzima; el de la derecha no es reconocido por el enzima como un aminoácido útil. No obstante, el nombre de los dos es alanina o ácido 2-aminopropanoico, según la IUPAC. Se necesita, pues, una forma simple de distinguir ambos enantiómeros y de nombrar a cada uno de ellos de forma inequívoca.

Aunque incluso los enantiómeros tengan la mayor parte de las mismas propiedades físicas, la naturaleza puede diferenciar fácilmente entre los enantiómeros. La naturaleza es selectiva.

Clasificación de isómerosLos isómeros son moléculas que tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura. Se clasifican en isómeros estructurales y estereoisómeros.

Los isómeros estructurales difieren en la forma de unión de sus átomos y se clasifican en isómeros de cadena, posición y función. Como ejemplo, dibujemos los isómeros estructurales de fórmula C2H6O .

Solamente existen dos formas de unir los átomos que generan compuestos diferentes. En el etanol, el oxígeno se enlaza a un carbono y a un hidrógeno. En el dimetil éter está unido a dos carbonos. Se trata de isómeros estructurales puesto que los átomos están unidos de forma distinta en ambas moléculas. Al pertenecer a diferentes grupos funcionales (alcohol y éter) se les clasifica como isómeros de función.

Pentano y 2-Metilbutano son isómeros se cadena, ambos de fórmula C5H12. El pentano es un alcano con cadena lineal mientras que el 2-Metilbutano presenta una ramificación.

De nuevo obsérvese como los átomos están unidos de forma distinta en ambas moléculas.El 2-Pentanol y el 3-Pentanol son isómeros de posición. El grupo hidroxilo ocupa distinta posición en cada molécula.

Isómeros geométricos o cis - trans La isomería cis-trans o geométrica es debida a la rotación restringida entorno a un enlace carbono-carbono. Esta restricción puede ser debida a la presencia de dobles enlaces o ciclos. Así, el 2-buteno puede existir en forma de dos isómeros, llamados cis y trans. El isómero que tiene los hidrógenos al mismo lado se llama cis, y el que los tiene a lados opuestos trans.

Los compuestos cíclicos, debido a su rigidez, también presentan isomería geométrica. Así, el 1,2-dimetilciclohexano puede existir en forma de dos isómeros. Se llama isómero cis el que tiene los hidrógenos al mismo lado y trans el que los tiene a lados opuestos.

Quiralidad molecular y enantiómerosLa palabra quiral fue introducida por William Thomson (Lord Kelvin) en 1894 para designar objetos que no son superponibles con su imagen especular. Aplicado a la química orgánica, podemos decir que una molécula es quiral cuando ella y su imagen en un espejo no son superponibles. La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a 4 sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico o quiral lo tenemos en la molécula de Bromocloroyodometano. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas.

Quiralidad: Es una propiedad según la cual un objeto (no necesariamente una molécula) no es superponible con su imagen especular. Cuando un objeto es

quiral se dice que él y su imagen especular son enantiómeros

Presentan plano de simetría

Espejo para comprobar la quiralidad

Utilice un espejo para comprobar la quiralidad. Un objeto es quiral si su imagen especular es diferente de la del objeto original.

Las imágenes en un espejo de objetos quirales no se pueden superponer, por lo que todos los átomos coinciden con el átomo equivalente de la otra molécula

Moléculas no quirales

Un átomo de carbono enlazado sólo a tres grupos diferentes no es quiral.

Un átomo de carbono quiral tiene cuatro sustituyentes diferentes. Los átomos de carbono con sólo tres grupos diferentes sobre ellos no son quirales porque las imágenes en un espejo se pueden superponer.

Enantiómeros.

Enantiómeros de un átomo de carbono asimétrico. Las dos imágenes especulares no son superponibles.

Las imágenes no superponibles en un espejo de una molécula quiral se denominan enantiómeros

En estos dibujos podemos ver la molécula de Bromocloroyodometano y su enantiómero reflejado en el espejo.

Comparando los dos diagramas con los modelos tridimensionales se puede notar como los dos diagramas representan los dos posibles enantiómeros siendo uno la imagen en el espejo del segundo. La única forma para que las moléculas se puedan sobreponer es rompiendo y formando dos uniones sobre el centro quiral.

Diagrama de cuñas

Isómeros con un sólo carbono asimétrico

Compuestos con un carbono asimétrico, como puede ser el 2-clorobutano, pueden existir en forma de dos isómeros.

El carbono 2 es asimétrico, se une a cuatro sustituyentes diferentes, que son: cloro, metilo, etilo e hidrógeno. La presencia del carbono asimétrico (centro quiral) permite la existencia de dos estereoisómeros (enantiómeros) que se diferencian por la diferente disposición espacial de los sustituyentes entorno al carbono asimétrico.

La molécula que resulta de poner el cloro hacia nosotros no es igual a la molécula te tiene el cloro al fondo. Estas moléculas no se pueden superponer mediante giros, son diferentes. Colocadas de forma adecuada puede verse que son imágenes especulares.

Imagen especular del 2-clorobutano

DiastereoisómerosSon moléculas que se diferencian por la disposición espacial de los grupos, pero que no son imágenes especulares. Un tipo de diastereoisómeros son los isómeros geométricos (alquenos cis y trans). Para que dos moléculas sean diastereoisómeros es necesario que al menos tengan dos centros quirales. En uno de los centros los sustituyentes están dispuestos igual en ambas moléculas y en el otro deben cambiar.

Nomenclatura de enantiómeros Es necesaria una nomenclatura que distinga los

estereoisómeros de una molécula. Así, en el caso del 2-Clorobutano la notación debe distinguir un enantiómero del otro. Cahn, Ingold y Prelog desarrollaron unas reglas que permiten distinguir unos estereoisómeros de otros. Regla 1.- Dar prioridades a cada uno de los cuatro átomos enlazados directamente al carbono asimétrico. Esta prioridad se da por N.A. En la molécula el yodo es el grupo de mayor prioridad, que representamos por “a” y el hidrógeno el de menor prioridad, que respresentamos por “d”.

Regla 2.- Orientar la molécula con el grupo de menor prioridad hacia el fondo del papel. En el ejemplo anterior el grupo de menor prioridad es el hidrógeno (grupo d) y está como puede verse en la figura al fondo del papel (línea discontinua). Ahora dibujamos una flecha que recorre los grupos en orden a → b → c. Si el recorrido es en el sentido de las agujas del reloj, el carbono asimétrico tiene notación R. Si el recorrido es en sentido contrario la configuración del carbono es S.

Regla 3: Cuando dos o más sustituyentes unidos al centro quiral tengan la misma prioridad, se continua comparando las cadenas átomo a átomo hasta encontrar un punto de diferencia.

Regla 4: Los enlaces dobles y triples se desdoblan considerándolos como si fueran enlaces sencillos

Notación R/S con grupo “d” hacia delante

En los ejemplos anteriores el grupo d siempre queda por detrás del plano formado por los tres sustituyentes de más prioridad. Si el grupo d está hacia nosotros (cuña) la configuración del carbono es contraria al giro. Veamos un ejemplo:

En este caso el grupo de menor prioridad está orientado hacia nosotros. Se dan prioridades, pero la notación del centro

quiral es contraria al giro.

Así, giramos en el sentido

de las agujas del reloj,

pero la notación es S.

Notación R/S con el grupo de menor prioridad en el plano

¿Cómo damos la configuración absoluta de un centro quiral que tiene el grupo de menos prioridad en el plano? Una solución es girar la molécula para dejar “d” al fondo. Pero también podemos usar un “truco” que permite conocer de forma sencilla la configuración absoluta de un centro quiral. Esta idea se basa en cambiar el grupo d por el grupo que va al fondo. Un cambio de dos grupos supone cambiar la notación del centro quiral.

El cambio del hidrógeno por el yodo cambia la notación de la molécula. Después de hacer el cambio el centro quiral tiene notación S. Por tanto, la molécula de partida será R.

Simetría en moléculas quiralesLas moléculas que tienen plano de simetría son

superponibles con su imagen especular. Se dice que son moléculas aquirales. Un plano de simetría divide a la molécula en dos mitades, que son imágenes especulares una de la otra.

Moléculas aquirales por tener plano de simetría

El cis-1,2-diclorociclopentano tiene un plano de simetría especular. Cualquier compuesto con un plano de simetría especular interno no puede ser quiral.

Un plano de simetría divide la molécula en dos imágenes especulares internas, por lo que todos los átomos se reflejan entre sí a través del plano especular interno. Los planos de simetría pueden atravesar los átomos dividiéndolos en dos.

A continuación se puede observar que el trans-1,2-diclorociclopentano no tiene plano de simetría especular. Los átomos de cloro no se reflejan uno en otro a través de un hipotético plano especular.

Los compuestos cíclicos disustituidos, tales como trans-1,2 dicloropentano son quirales porque no tienen un plano de simetría especular interna.

Un átomo de carbono con dos sustituyentes idénticos (sólo tres sustituyentes diferentes) normalmente tiene un plano de simetría especular interno. La estructura no es quiral.

Solamente los compuestos con átomos de carbono quirales tienen la posibilidad de ser quirales.

Existen como estereoisómeros pero no como enantiómeros por presentar plano de simetría

El cis y el trans 1,4-dimetilciclohexano

Moléculas con varios centros quirales Máximo número de estereoisómeros

El número máximo de estereoisómeros que presenta una molécula puede calcularse con la fórmula (2n), donde n representa el número de carbonos asimétricos. Así una molécula con 2 centros quirales presenta 4 estereoisómeros.

Estereoisómeros de 2-Bromo-3-clorobutano

¿Por qué en el caso del ácido tartárico (ácido 2,3-dihidroxibutanodioico), con dos estereocentros, sólo se conocen

tres estereoisómeros? ( debería se 4, debido a la fórmula 2n)

(+)-tartaric acid: [α]D = +12º m.p. 170 ºC

(–)-tartaric acid: [α]D = –12º m.p. 170 ºC

meso-tartaric acid: [α]D = 0º m.p. 140 ºC

LA FORMA MESO

Una forma meso es un compuesto que contiene dos o más estereocentros y es superponible con su imagen especular.

Los compuesto meso contienen un plano de simetría que divide la molécula en dos, de tal forma que una mitad es la imagen especular de la

otra

Aunque las formas meso presentan carbonos asimétricos, el plano de simetría elimina su quiralidad

Estereoisómeros de 1,2-Dimetilciclohexano

Actividad ópticaLa actividad óptica es la capacidad de una sustancia quiral para rotar el plano de la luz polarizada. Se mide usando un aparato llamado polarímetro. ¿Qué es luz polarizada? La luz normal consiste en ondas electromagnéticas que vibran en todas las direcciones. Cuando la luz pasa a través de un polarizador (prisma de Nicol) las ondas electromagnéticas vibran en un plano. Este plano de oscilación coincide con el plano de propagación de la onda. Enantiómeros y la luz polarizada Cuando la luz polarizada pasa a través de una cubeta que contiene una sustancia quiral, se produce una rotación en el plano de polarización. Las sustancias quirales rotan la luz polarizada y se dice de ellas que son ópticamente activas (presentan actividad óptica). Aquellas sustancias que no producen rotación en la luz polarizada son ópticamente inactivas.

Dextrógiro y levógiroCuando un compuesto ópticamente activo, rota la luz polarizada en el sentido de las agujas del reloj, se dice que es dextrógiro y se representa por (+). Las sustancias que rotan la luz en sentido contrario a las agujas del reloj, son levógiras y se representa por (-). Los enantiómeros rotan la luz polarizada el mismo ángulo pero en sentidos opuestos. Mediante un polarímetro puede medirse dicho ángulo.

.

Diagrama esquemático de un polarímetro.

La luz de una lámpara de sodio pasa a través de un filtro que selecciona la luz amarilla de emisión (la línea D). Esta luz polarizada pasa por la celda de muestra que contiene una solución del compuesto que se está analizando. Solamente los compuestos quirales tienen una actividad óptica y pueden girar el plano de la luz polarizada. La luz que deja la celda de la muestra pasa a continuación a través de un segundo filtro polarizador que se puede girar hasta que se observe que la luz determina la magnitud y la dirección de la rotación óptica.

Aunque se acostumbra a dejar la cadena carbonada en la vertical, (proyección Fischer correcto) puede girarse la molécula de diferentes formas dando lugar a proyecciones de Fischer aparentemente diferentes, pero que en realidad representan la misma molécula.

Proyección de FischerProyectar consiste en dibujar en dos dimensiones (plano) una

molécula. En la proyección de Fischer la molécula se dibuja en forma de cruz con los sustituyentes que van al fondo del plano en la vertical y los grupos que salen hacia nosotros en la horizontal, el punto intersección de ambas líneas representa el carbono proyectado.

Configuración absoluta en Proyección de Fischer

Para dar notación R / S en proyecciones de Fischer se siguen las mismas reglas que para una molécula dibujada en el espacio.

1 . Se dan prioridades por números atómicos a los sustituyentes que parten del carbono asimétrico.

2. Se gira comenzando por el grupo de prioridad (a) hacia (b) y (c). Si el grupo (d) se encuentra en la vertical, el giro en el sentido de las agujas da notación R y en sentido contrario a las agujas S.

Cuando el grupo (d)

Se encuentra en la

horizontal es lo

contrario

Algunos ejemplos

Puede comprobarse en estas moléculas que cuando se intercambia la posición de dos sustituyentes en una proyección de Fischer la notación R/S del centro quiral cambia.

Ahora haremos la proyección de una molécula con dos centros quirales

Para proyectar una molécula en Fischer es necesario dibujarla en la conformación eclipasada. Los sustituyentes que nos quedan en el plano van colocados arriba y abajo en la proyección. Los grupos que salen hacia nosotros (cuñas) se disponen a la derecha en la proyección, y los que van al fondo (lineas a trazos) se disponen a la izquierda.

Notación R/S a una proyección de Fischer con dos centros quirales.

La notación R/S puede utilizarse para dibujar una molécula en proyección de Fischer, o bien, para pasar de la proyección de Fischer a la forma espacial de la molécula.

Paso de Newman a Fischer Para convertir proyecciones de Newman en proyecciones de Fischer se dibuja la forma espacial de la molécula, disponiéndola en conformación eclipsada para hacer la proyección de Fischer.

Etapas a seguir

Proyección en Caballete En la proyección de caballete (también llamada en prespectiva) la línea de observación forma un ángulo de 45º con el enlace C- C. El carbono más proximo al observador se encuentra abajo y a la derecha. Mientras que el más alejado está arriba a la izquierda. Para hacer la proyección de Newman nos situamos frente al carbono señalado con la flecha, este carbono se representa por un punto (rojo), de él parten tres sustituyentes orientados del siguiente modo: metilo arriba; bromo derecha; hidrógeno izquierda. En el carbono del fondo, representado por un círculo (azul), hay otros tres sustituyentes: etilo abajo; cloro izquierda; hidrógeno derecha.

En la proyección de Newman de la conformación eclipsada se gira ligeramente el carbono del fondo (azul) para poder dibujar sus sustituyentes. En la realidad los sustituyentes del carbono rojo tapan los del azul.

Mezclas racémicas.

A las mezclas racémica se les llama racematos. Una mezcla racémica se simboliza escribiendo (±), (d,l) o (R,S) antes del nombre del compuesto. Por ejemplo, el 2-butanol racémico se simboliza por (±)-2-butanol , «(d,l)-2-butanol» o (R,S)-2-butanol.

Mezcla equimolar de enantiómeros (50%R, 50%S). Un enantiómero gira el plano de luz polarizada el mismo ángulo pero en sentido contrario que el otro. La mezcla en igual proporción de ambos enantiómeros no muestra rotación óptica y es por tanto ópticamente inactiva

2-Butanol racémicoLa hidrogenación de la 2-butanona forma el 2-butanol racémico. El hidrógeno se adiciona desde cualquier lado del doble enlace. La adición de H2 por un lado da lugar al producto (R), mientras que si se adiciona por el otro lado se obtiene el producto (S).

Muchas reacciones forman mezclas racémicas de productos, especialmente cuando el materia inicial es aquiral y el producto es quiral

Separación de EnantiómerosDificultades en la separación de racematosLos enantiómeros tienen casi todas las propiedades físicas iguales, puntos de fusión, ebullición, solubilidad. Tan sólo se diferencian en la rotación de la luz polarizada. Por tanto la separación de enantiómeros no puede realizarse por los métodos físicos convencionales (destilación, cristalización.....). La solución al problema se basa en la diferencia entre las propiedades físicas de los diastereoisómeros, los cuales si poseen puntos de fusión, ebullición y solubilidades diferentes que permiten separarlos.Separación via diastereoisómerosVamos a buscar una reacción que convierta la mezcla racémica en una mezcla de diastereoisómeros, por unión de cada enantiómero a un reactivo quiral. Esta mezcla se separa por cristalización fraccionada, destilación o cromatografía de los diastereoisómeros. Para finalizar se rompe el enlace que une cada enantiómero con el reactivo quiral y se separan ambos, obteniéndose los enantiómeros puros.

RESOLUCIÓN DE RACEMATOS

La separación de enantiómeros de mezclas racémicas se denomina resolución. Hay diferentes procedimientos para la resoluciónde mezclas racémicas pero los más utilizados son la resolución química (resolución

enantiomérica) y la resolución cromatográfica.

La resolución enantiomérica consiste en la separación de los enantioméros de la mezcla racémica mediante su

conversión en una mezcla de diastereoisómeros. Para ello, la mezcla de enantiómeros se hace reaccionar con compuesto

quiral que recibe el nombre de agente de resolución.

Resolución enantiomérica

Método de resolución química: Resumen

Cromatografía quiral de enantiómeros

Los enantiómeros del racémato forman complejos diastereoméricos con la sustancia quiral del relleno de la columna. Uno de los enantiómeros se enlaza con más fuerza que el otro, por lo que se mueve más lentamente a través de la columna.

La interacción diferente entre los diastereómeros y el relleno de la columna es la base de la cromatografía quiral. Un diastereómero interactuará más con el relleno de la columna, mientras que el otro diastereómero, que interactúa menos, puede pasar a través de la columna y salir de la columna primero.

Enantiomería en compuestos con restricción conformacional

Este bifenilo tetrasustituido no puede transformarse en su conformación simétrica porque los átomos de yodo y de bromo son demasiado voluminosos. La molécula está «bloqueada» en una de las dos conformaciones alternadas quirales, enantioméricas

Algunas moléculas pueden ser quirales, aunque no tengan ningún átomo de carbono asimétrico. Las moléculas están «bloqueadas» en una de las dos conformaciones posibles que son imágenes especulares no superponibles y, por tanto, se las considera enantiómeros.

Quiralidad en los alenosEl átomo de carbono 3 de este aleno es el que tiene hibridación sp. Los átomos de carbono 2 y 4 tienen hibridación sp2, pero sus planos son perpendiculares entre sí. Ninguno de los átomos de carbono va unido a cuatro átomos diferentes, por lo que no hay átomos de carbono asimétricos; sin embargo, el 2,3-pentadieno es quiral, según se puede comprobar con los modelos y con la siguiente representación de los enantiómeros.

El átomo de carbono central de un aleno tiene hibridación sp y es lineal, mientras que los átomos de carbono de los extremos tienen hibridación sp2 y son trigonales. Los alenos son quirales cuando cada uno de los átomos de carbono tienen al final dos sustituyentes diferentes

Quiralidad en los alenos

Reconocimiento quiral

Reconocimiento molecular de la epinefrina por un enzima. Sólo el enantiómero levógiro encaja en el sitio activo del enzima.

La naturaleza puede diferenciar fácilmente los enantiómeros. Los sitios activos de los enzimas normalmente se diseñan para alojar solamente uno de los enantiómeros con objeto de formar el complejo enzima-sustrato. El otro enantiómero no encajará en el sitio activo del enzima, por lo que no mostrará actividad bioquímica.

Estereoquímica de las ReaccionesFormación de estereoisómeros

Vamos a ver como las reacciones químicas pueden introducir quiralidad en las moléculas, obteniéndose productos en forma de mezclas racémicas o bien mezclas de diastereoisómeros.

Halogenación del butano en C2

El mecanismo de esta reacción consta de tres etapas: iniciación, propagación y terminación. La propagación es la

etapa que determina la estereoquímica del producto final.

El producto se obtiene como mezcla racémica, debido a la formación de un radical plano que es halogenado por las dos caras. Los hidrógenos enantiotópicos son químicamente equivalentes y el bromo los sustrae con la misma velocidad. El radical generado es plano y los lóbulos son atacados con igual probabilidad por el bromo molecular, lo que produce 2-bromobutano racémico.

Halogenación del (S)-2-Clorobutano en C3

La reacción de halogenación con bromo del(S)-2-Clorobutano sobre el carbono C3 tiene el siguiente forma:

Las etapas de propagación que determinan la estereoquímica del producto formado son:

La halogenación de la posición C3 conduce a diastereoisómeros. Las caras del radical formado no son equivalentes y son atacadas a distinta velocidad por la molécula de bromo. Se denominan caras diastereotópicas y los hidrógenos que sustrae el bromo: hidrógenos diastereotópicos.

Reacción Estereoespecífica y EstereoselectivaReacción Estereoselectiva

Una reacción que conduce de manera predominante a un esteroisómero es estereoselectiva. Las halogenaciones radicalarias de hidrógenos diastereotópicos, generan diastereoisómeros en distinta cantidad se dice por tanto que son reacciones estereoselectivas.

Reacción Estereoespecífica

Una reacción que conduce de forma exclusiva a un esteroisómero concreto se dice que es estereoespecífica. En el tema de sustituciones y eliminaciones veremos que la SN2 es una reacción que da uno sólo de los posibles estereoisómeros, por ello es una reacción estereoespecífica.La halogenación de hidrógenos enantiotópicos conduce a una mezcla de enantiómeros en igual cantidad, por ello carece de selectividad alguna

Estereoquímica en la SN2 Ataque del nucleófilo por el lado opuesto al grupo saliente. Este tipo de aproximación recibe el nombre de ataque dorsal, produciendo inversión en la configuración (reacción estereoespecífica)

Hughes e Ingold observaron que el ión hidróxido atacaba al sustrato por el lado opuesto al grupo saliente, produciendo inversión de configuración. La razón de que el ataque dorsal sea más favorable que el frontal radica en las repulsiones entre el nucleófilo y el grupo saliente. La cara opuesta al grupo saliente es más accesible para el nucleófilo

La SN2 es una reacción estereoespecífica, forma un sólo estereoisómero, debido a que el ataque del nucleòfilo es exclusivamente dorsal.

El ataque del cianuro se produce por el lado opuesto al cloro (desde el fondo ) y sólo se observa la formación del diastereoisómero dibujado.

Estereoquímica en la SN1

La reacción SN1 transcurre a través de un carbocatión plano, al que ataca el nucleófilo por ambas caras, dando lugar a una mezcla de estereoisómeros.

Etapa 1. Disociación del sustrato, formándose el carbocatiónplano

Etapa 2. Ataque del nucleófilo por ambas caras dando lugar a al formación de dos enantiómeros en igual proporción (mezcla racémica)

Los productos formados se obtienen en igual cantidad, debido a que las dos caras del carbocatión son indistinguibles para el agua.

La E2 es una reacción estereoespecífica ANTI Las eliminaciones bimoleculares (E2) tienen lugar a mayor velocidad si el grupo saliente está dispuesto anti con respecto al hidrógeno sustraido