Isómeros configuracionales

Presentación del tema: "Isómeros configuracionales"— Transcripción de la presentación:

1 Isómeros configuracionales

2 ESTEREOISOMEROS CONFIGURACIONALES
Cuando se estudian los aspectos tridimensionales de una estructura molecular, se está dentro del campo de estudio llamado estereoquímica.

3 Pueden ser iguales ó diferentes A y D ó B y E
ISOMEROS GEOMETRICOS ISOMERIA CIS - TRANS La condición necesaria y suficiente para que existan estereoisómeros cis-trans es: A = B y D = E Pueden ser iguales ó diferentes A y D ó B y E

4 ISOMEROS GEOMETRICOS ISOMERIA CIS - TRANS
GRUPOS DE MAS ALTA PRIORIDAD DE CADA CENTRO A LADOS OPUESTOS DEL DOBLE ENLACE SE LES DENOMINA TRANS GRUPOS DE MAS ALTA PRIORIDAD DE CADA CENTRO AL MISMO LADO DEL DOBLE ENLACE SE LES DENOMINA CIS

5 ISOMEROS GEOMETRICOS ISOMERIA SIN - ANTI
Dobles enlaces C=N , N=N ó N=S con solo tres grupos también dan isómeros como los de las iminas. Se les denomina SIN - ANTI GRUPOS DE MAS ALTA PRIORIDAD DE CADA CENTRO AL MISMO LADO DEL DOBLE ENLACE SE LES DENOMINA SIN GRUPOS DE MAS ALTA PRIORIDAD DE CADA CENTRO A LADOS OPUESTOS DEL DOBLE ENLACE SE LES DENOMINA ANTI

6 Estereoquímica Actividad Optica
En el siglo XIX, el físico francés Biot descubrió que ciertos compuestos orgánicos naturales hacían girar el plano de polarización de un rayo incidente de luz. Algunos cristales como el cuarzo hacen girar la luz polarizada también. Esto sólo podía explicarse mediante el carbono tetraédrico de los compuestos organicos. En la última mitad de ese siglo se observó que en muchos casos existen compuestos que tienen idénticas propiedades físicas, pero poseen efectos opuestos sobre la luz polarizada. Tales compuestos se llaman isómeros ópticos y estos los estudia la estereoquímica.

7 Actividad óptica.- Es la propiedad que tiene un compuesto para hacer rotar el plano de la luz un determinado ángulo. Dextrógiro.- Si un compuesto hace rotar el plano de la luz hacia la derecha (en el sentido de las manecillas del reloj). Levógiro.- Si un compuesto hace rotar el plano de la luz hacia la izquierda (en el sentido contrario a las manecillas del reloj).

8 Rotación específica. Es el número observado de grados de rotación si se emplea un tubo de 1 dm (10 cm.) de largo y si el compuesto examinado está presente en la cantidad de 1gr/ml. Quiralidad.- Es la presencia de un átomo de carbono con cuatro átomos o grupos diferentes unidos a él.

9 Superponible.- Que se puede acomodar (espacialmente) en una forma idéntica a otro compuesto isómero
Enantiómeros.- Son aquellos isómeros que corresponden a objeto e imagen y no pueden superponerse (se diferencian en la distribución espacial de los grupos enlazados a carbonos asimétricos).

10 ES AQUEL QUE ES SUPERPONIBLE CON SU IMAGEN EN EL ESPEJO
CONFIGURACION ESTEREOISOMERO NO QUIRAL ES AQUEL QUE ES SUPERPONIBLE CON SU IMAGEN EN EL ESPEJO Son superponibles

11 - ESTEREOISOMEROS NO QUIRALES -ESTEREOISOMEROS QUIRALES
CONFIGURACION - ESTEREOISOMEROS NO QUIRALES -ESTEREOISOMEROS QUIRALES NO SON SUPERPONIBLES CON SU IMAGEN EN EL ESPEJO DIFIEREN UNOS DE OTROS EN LA ORDENACION DE GRUPOS EN EL ESPACIO

12 CONFIGURACION - ESTEREOISOMEROS NO QUIRALES -ESTEREOISOMEROS QUIRALES - ENANTIOMEROS - DIASTEROISOMEROS DOS ESTEREOISOMEROS SON ENANTIOMEROS CUANDO UNO ES LA IMAGEN EN EL ESPEJO DEL OTRO

13 LOS ENANTIONEROS NO SON SUPERPONIBLES
ENANTIOMEROS LOS ENANTIONEROS NO SON SUPERPONIBLES

14 LOS ENANTIOMEROS SE PARECEN COMO LA MANO DERECHA Y LA IZQUIERDA
LOS ENANTIOMEROS TIENEN IDENTICAS PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS EN CONDICIONES AQUIRALES

15 ENANTIOMEROS (-) - LEVO l -
LOS ENANTIONEROS ROTAN EL PLANO DE LA LUZ POLARIZADA EN DIRECCIONES OPUESTAS PERO EN IGUAL CANTIDAD Al isómero que rota el plano de polarización de la luz en sentido contrario a las agujas del reloj (a la izquierda) se le denomina isómero levo y se nombra anteponiendo al nombre del compuesto el signo (-) ó también la letra l (l minúscula) (-) - LEVO l -

16 ENANTIOMEROS (+) - DEXTRO d -
LOS ENANTIONEROS ROTAN EL PLANO DE LA LUZ POLARIZADA EN DIRECCIONES OPUESTAS PERO EN IGUAL CANTIDAD Al isómero que rota el plano de polarización de la luz en el sentido de las agujas del reloj (a la derecha) se le denomina isómero dextro y se nombra anteponiendo al nombre del compuesto el signo (+) ó también la letra d (d minúscula) (+) - DEXTRO d -

17 Reaccionan con diferentes velocidades con otros compuestos quirales
ENANTIOMEROS SUS PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS SON DIFERENTES EN CONDICIONES QUIRALES Reaccionan con diferentes velocidades con otros compuestos quirales Diferentes velocidades de reacción y solubilidad si el catalizador o el disolvente es quiral También diferencias si la medida de una propiedad física o una reacción se hace en presencia de luz polarizada circularmente

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20 ROTACION Y ACTIVIDAD OPTICA
LUZ POLARIZADA EN EL PLANO A un rayo luminoso cuyas vibraciones se dan en un solo plano se dice que es LUZ POLARIZADA EN EL PLANO

21 ROTACION Y ACTIVIDAD OPTICA LA MEDIDA DE LA ACTIVIDAD OPTICA
EL POLARIMETRO POLARIZADOR ANALIZADOR Disolución quiral Luz ordinaria OSCURIDAD LUZ

22 TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES unidos a cuatro grupos diferentes
ATOMOS TETRAEDRICOS Los centros asimétricos más conocidos son los originados por átomos de: C, Si, Ge, N y metales en su estado de valencia II como Cu, Pd, Pt, Mn, Be y Zn unidos a cuatro grupos diferentes

23 Una clase muy importante de moléculas quirales son aquellas que tienen uno o varios carbonos con cuatro sustituyentes diferentes. A esos carbonos se les denomina carbonos asimétricos, quirales o, más modernamente, centros estereogénicos o estereocentros.

24 Proyecciones de Fischer
A continuación se ilustra los cuatro estereoisómeros del 3-bromobutan-2-ol usando las proyecciones de Fischer

25 Configuración rectus-sinister
R.- Si visualizando la molécula orientada de modo que el ligando de prioridad más baja se aleje, y luego observamos el ordenamiento de los ligandos restantes. Si, procediendo desde el ligando de prioridad máxima hacia el de segunda y luego al de tercera, nuestra vista sigue una trayectoria en el sentido de las manecillas del reloj, la configuración se especifica por R (del latín rectus, "derecha").

26 S.- Si lo hace en el sentido contrario es S (del latín sinister, "izquierda").
"+".- Sentido de rotación derecha (en el sentido de las manecillas del reloj) de la luz polarizada cuando se pasa la luz por una sustancia ópticamente activa. "-".- sentido izquierdo (en el sentido contrario de las manecillas del reloj).

27 Ácido (R)-2-bromopropanoico

28 Configuraciones (R) del 2-Butanol

29 Diastereómeros.- Son aquellos isómeros que no son objeto e imagen especular
Compuesto meso.- Son compuestos que tienen varios carbonos asimétricos y planos de simetría, estos son ópticamente inactivos.

30 Modificación racémica.-
Es una mezcla equimolecular de enantiómeros del mismo compuesto y que al mezclarse pierden su actividad óptica, se representan con (± ).

31 Una mezcla racémica o racemato no rota el plano de la luz polarizada
ENANTIOMEROS RACEMICOS La mezcla en iguales proporciones (50%) de moléculas del isómero dextro y del isómero levo se denomina MEZCLA RACEMICA Una mezcla racémica o racemato no rota el plano de la luz polarizada La separación de los componentes de un racémico se denomina Resolución del racémico

32 ENANTIOMEROS RACEMICOS Las propiedades de las mezclas racémicas no son siempre las mismas que las de los enantiómeros por separado. En estado gas, líquido ó en disolución propiedades casi las mismas por mezcla casi ideal En estado sólido, puntos fusión, solubilidades, calores de fusión etc. diferentes

33 ENANTIOMEROS RACEMICOS En estado sólido, puntos fusión, solubilidades, calores de fusión etc. diferentes Acido tartárico Racémico -PF = 204 a 206ºC- - Solubilidad en agua a 20º 206 gr/litro Enantiómero (+) ó el (-) -PF = 170ºC - Solubilidad en agua a 20º 1390 gr/litro

34 COMPUESTO MESO El meso-2,3-butanodiol es uno de los estereoisómeros del 2,3-butanodiol. Este compuesto contiene dos átomos de carbono quirales, pero la molécula no es quiral. Ella tiene un plano de simetría que corta perpendicularmente el enlace C2-C3.

35 Estéreo isomería de los compuestos cíclicos
Isomería configuracional Isómero trans Isómero cis

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37 Otros ejemplos:

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39 ¿Son quirales estos dioles?
(aislar) Óptimamente activo

40 ¿son quirales estos dioles?
También tienen 2 centros quirales pero No son quirales

41 Es una estructura meso