ESTEREOQUÍMICA

TEMA 2

La estereoquímica es el estudio de las moléculas en tres

dimensiones.

Imagen

especular

original

Molécula

original

Molécula

quiral: La

molécula

rotada

no puede

superponerse

a su imagen

especular.

Imagen

especular

original

Molécula

original

Molécula

aquiral: La

molécula

rotada se

superpone

a su imagen

especular.

Quiralidad vs Aquiralidad

Quiralidad (del griego Cheir que significa mano) es la propiedad que tienen

ciertos objetos de poder existir bajo dos formas que son imágenes especulares

una de otra y que no se pueden superponer.

Enantiomeros - Diasteroisómeros Los Carbonos que tienen unidos 4 grupos

diferentes, se llaman Carbonos Quirales o

Asimétricos.

ENANTIÓMEROS:

Son estereoisómeros que son imágenes

especulares entre sí, no superponibles.

Los enantiómeros tienen igual Propiedades

Químicas, pero difieren en la Actividad Optica.

3

Pruebas de Quiralidad: Planos de Simetría

Plano de Simetría No hay Plano de Simetría

Aquiral Quiral

Pruebas de Quiralidad: Planos de Simetría

El cis-1,2-diclorociclopentano tiene un plano de simetría especular.Un plano de simetría divide la molécula en dos imágenes especulares internas Cualquier compuesto con un plano de simetría especular interno no puede ser quiral.

Pruebas de Quiralidad: Planos de Simetría

El trans-1,2-diclorociclopentano no tiene plano de simetría especular.

Por lo que estos dos compuestos son quirales

Configuración Absoluta

Configuración del estereocentro: R/SCahn, Ingold y Prelog establecieron el sistema de nomenclatura R/S para nombrar la

configuración absoluta de un centro quiral.

En sentido de las

agujas del reloj

En sentido contrario a las

agujas del reloj

Se deja el grupo de prioridad menor (4) hacia atrás y se observa el sentido de giro para ir

desde el grupo de más prioridad (1) hacia el de menor (3) de los tres que quedan. Si el sentido

es el de las agujas del reloj, la configuración es R (rectus). Al contrario es S (sinister).

Resumen de las reglas de prelación

El número atómico de los átomos

directamente unidos al estereocentro

determina su orden de prioridad.

El átomo de mayor numero atómico tiene la

mayor prioridad. Si uno de ellos es un

hidrógeno, éste será el de prioridad menor.

Si hay dos átomos iguales unidos al

estereocentro, se observa en la posición

siguiente qué atomo tiene el número atómico

mayor. En caso de nueva coincidencia se

sigue a la siguiente posición, y así

sucesivamente.

Si alguno de los átomos unidos al

estereocentro participa en un enlace doble o

triple, se supone que aquél está unido por

enlaces sencillos a un numero

respectivamente doble o triple de átomos.

Mezclas Racémicas

Se denomina mezcla racémica o racemato, cuando un par de enantiómeros

están en una proporción del 50% de cada uno.

Esta mezcla no produce desviación de la luz polarizada, es decir, no tiene actividad óptica.

Una mezcla racémica se simboliza escribiendo (±) o (d,l) antes del nombre del compuesto.

Por ejemplo, el 2-butanol racémico se simboliza por (±)-2-butanol o «(d,l)-2-butanol

Moléculas quirales sin estereocentro o centros quirales

Bifenilos

El 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

Moléculas quirales sin estereocentro o centros quirales

Alenos

• 2,3-pentadieno, 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

Moléculas quirales sin estereocentro o centros quirales

Alenos

Bifenilos

Binaftilos

No hay plano de simetría. La

molécula y su imagen especular

no son superponibles

Asigne la configuración absoluta R o S para cada uno de los siguientes

compuestos:

Ejercicios

Asigne la configuración absoluta R o S para cada uno de los siguientes

compuestos:

Ejercicios

Mayor

prioridad

Menor

prioridad

R

R

PROYECCIÓN DE FISCHER

PROYECCIÓN DE FISCHER

orientar

Construir proyección

Fischer

Asignar prioridad

Determinar

configuración

Si el último grupo en prioridad está en la horizontal y la unión 1→ 2→ 3 va en

sentido R la configuración del estereocentro es opuesta, o sea, S

Si el último grupo en prioridad está en la horizontal y la unión 1→ 2→ 3 va en

sentido S la configuración del estereocentro es opuesta, o sea, R.

El giro de 180º conserva la configuración

Este giro de 180° en el plano en una proyección de Fischer equivale a

un número par de intercambios de grupos

atras

La rotación de una proyección de Fischer afecta a la configuración del estereocentro

representado:

La rotación de una proyección de Fischer afecta a la configuración del estereocentro

representado:

El giro de 90º invierte la configuración

Un giro de 90° equivale a un número impar de intercambios (un total de tres

interconversiones)

Moléculas con más de un centro quiral.

Si una molécula tiene un único carbono quiral, sólo puede existir un

par de enantiómeros.

Si tiene dos carbonos quirales tiene un máximo de cuatro

estereoisómeros (dos pares de enantiómeros).

En general, una molécula con n carbonos quirales tiene un número

máximo de 2n estereoisómeros posibles.

Por ejemplo, el 3-bromo-2-butanol tiene dos carbonos quirales, por lo

tanto, se esperaría 4 estereoisómeros.

*CH3 CH

OH

CH CH3

Br

*

Cuantos estereoisómeros son posibles?

Acido dihidroxibutanoico

Acido

(2R, 3R)-dihidroxibutanoico

Proyección de Fischer

Cuando Hay dos sustiyentes iguales en la molecula de dos Estereocentros:

Diasteroisómero Eritro, los sustituyentes están a un mismo en la Proyc. Fischer.

Diasteroisómero Treo, los sustituyentes están de lados opuestos la Proyc. Fischer.

2R, 3R 2S, 3S 2R, 3S 2S, 3R

Eritro

Treo

C

C

HO CH3

CH3Br

H

H

C

C

OHH3C

H3C Br

H

H

C

C

HO CH3

CH3H

H

Br

C

C

OHH3C

H3C H

H

Br

Flechas horizontales: enantiómeros

Flechas verticales y oblicuas: diastereoisómeros

(2S, 3R) (2R, 3S)

(2S, 3S) (2R, 3R)

3-bromo-2-butanol

Moléculas con más de un centro quiral

Enantiómeros

Diasteroisómeros

Moléculas con más de un centro quiral.

1-bromo-2-chlorocyclopropane

Tipos de isómeros.

Entre los estereoisómeros hay enantiómeros, que son imágenes especulares, no superponibles y diastereómeros no son imágenes especulares uno de otro. Los diastereómeros se encuentran en compuestos con dos o más átomos de carbono quirales en la molécula.

El 2,3-dibromobutano, ejemplo de un compuesto que tiene cuatro permutaciones de las configuraciones (R) y (S) en C2 y C3 se representan a continuación.

Compuestos meso.

D,l-Treo Eritro -Meso

Moléculas disimétricas.

los términos eritro y treo se utilizan con moléculas disimétricas, cuyosextremos son diferentes

Los términos meso y (+), (-), o (d),(l) se suelen utilizar con moléculas que poseen extremos iguales.

¿Por qué en el caso del ácido tartárico (ácido 2,3-dihidroxibutanodioico),

con dos estereocentros, sólo se producen tres estereoisómeros?

(+)-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

Compuestos meso.

(+)-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

•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

Compuestos meso.