ISOMERÍA

Prof. Ulises UrzúaProg. Biología Celular y Molecular

ICBM – Facultad de Medicina, Universidad de Chile

Química Orgánica TM Clases 15-16, 24 Sept 2008

Introducción

Isómeros: compuestos que poseen la misma fórmula molecular pero diferente estructura.

Ejs: C2H6O etanol o dimetiléter

C3H6O acetona o propanal

C4H10 butano o isobutano

C4H11N dietilamina, butilamina, metil-propilamina, o dimetil-etilamina

C5H10 ciclopentano o 2-penteno

C7H6O2 o-, m-, p-hidroxibenzaldehido o ác. benzoico

C7H8O o-, m-, p-cresol o alcohol bencílico

C6H12O6 glucosa, manosa, galactosa, fructosa

Introducción

Isómeros constitucionales: difieren en el orden en que están enlazados los átomos.

Estereoisómeros: contienen los mismos átomos enlazados unos con otros, pero éstos difieren en su orientación espacial.

Tipos de isomería

Estructural (constitución)

de esqueleto o cadena

de posición

de función

Estereoisomería

geométrica

de conformación

óptica

Isomería de cadena

35

359

188

97

36631920

437715

7510

56

24

13

12

11

No de isómeros

No at CAlcanos:

número posible de isómeros de cadena

Isomería de posición

C5H12O C7H14O

C8H16

Isomería de posición

C9H16

C7H15Br

Isomería de función

C4H8O2

Isomería estructural: resumen

C5H10O

Isomería estructural: resumen

3-metilciclohexanol

C7H12O

funcional

de posición

de cadena

Isomería geométrica

ALQUENOS cis / trans

Isomería geométrica

ALQUENOS cis / trans

ácido maleico (cis) ácido fumárico (trans) √√√

Isomería geométrica

ALQUENOS cis / trans

Isomería geométrica

ALQUENOS E/Z Entgegan=opuestos ; Zusammen=juntos

Mayor prioridad

en C1

Mayor prioridad en C2

Se aplica cuando hay 3 o 4 grupos diferentes en torno al doble enlace.

(Z) Los grupos de mayor prioridad están al mismo lado del doble enlace

(E) Los grupos de mayor prioridad están en lados opuestos del doble enlace

Isomería geométrica

Cicloalcanos disustituidos cis/trans

Isómeros de conformación

Conformación – rotación en torno a enlaces simples

Conformación vs configuración

Conformación: los grupos de una molécula cambian de posición sin que ocurra ruptura de enlaces

Configuración: la distribución de los grupos cambia sólo si ocurre ruptura y formación de enlaces.

Isómeros de conformación

Etano – proyección de Newman

conformaciones eclipsada y alternada

Isómeros de conformación

Etano – rotación del enlace C-C

Isómeros de conformación

Propano – rotación del enlace C-C

Isómeros de conformación

Butano – conformaciones anti / gauche

Isómeros de conformación

Ciclohexano

bote

silla

Isómeros de conformación

Ciclohexano sustituido

1,3-diecuatorial 1,3-diaxial

Isomería óptica

Quiralidad

quiral

aquiral

Isomería óptica

Quiralidad molecular

quiral

aquiral

ENANTIOMEROS

Poseen idénticas propiedades

fisicoquímicas

Isomería óptica

Planos de simetría

Isomería óptica

Enantiómeros - actividad óptica

(–)-2-bromobutano (+)-2-bromobutano

D 25C -23.1 +23.1

(ℓ)-2-bromobutano (d)-2-bromobutano

Si (–)-2-bromobutano = 50% p/v y (+)-2-bromobutano = 50% p/v,

entonces

D 25C = 0.0 mezcla racémica

Isomería óptica

Polarizador - rotación de luz polarizada

Isomería óptica

Enantiómeros -configuración absoluta R / S

Prioridad a > b > c > d

No hay relación entre R/S y + / –

Isomería óptica

Reglas de Cahn-Ingold-Prelog

Regla #1

Regla #2

Regla #3

Prioridad I > Br > Cl > F > O > N > C > H № at 53 35 17 9 8 7 6 1

Isomería óptica

Ejemplos R/S

Isomería óptica

SN2-Inversión de configuración

Isómeros R/S naturales y sintéticos

Isómeros R/S sintéticos

Talidomida

Isomería óptica

Proyección de Fischer

Isomería óptica

Proyecciones de Fischer –

Rotaciones e intercambios

Isomería óptica: azúcares

Gliceraldehído

Isomería óptica: azúcares

Moléculas con más de 1 C asimétrico

№ estereoisómeros = (C*)2

D-(–) eritrosa L-(+) eritrosa D-(–) treosa L-(+) treosa

Diastereoisómeros

Diastereoisómeros

Poseen diferentes propiedades fisicoquímicas

Isomería óptica: azúcares

Compuestos “meso”

Acido meso-tartárico Acido (–)-D-tartárico

Isomería óptica

Diastereoisómeros y meso - Cíclicos

Isomería óptica: azúcares

Epímeros

Bibliografía

- Bailey y Bailey, “Quimica Orgánica” 4 ed

-Vollhardt y Schore, “Organic chemistry” 5 ed

- Apuntes de Quimica Orgánica (1996)

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