UNIDAD VII Esteroisomería

ISÓMEROS Definición: compuestos con fórmula molecular igual pero con propiedades físicas y/o químicas diferentes. Isómeros Estructurales o constitucionales Diferencia en el orden en que se enlazan los átomos. Por ejemplo: n-butano y metilpropano. Estereoisómeros Tienen igual secuencia de átomos enlazados covalentemente, pero distinta orientación espacial.

TIPOS DE ISOMERÍA Estereoisómeros Conformacionales o confórmeros Se interconvierten rápidamente a temp ambiente, mediante rotaciones sobre enlaces sencillos. No pueden separarse. Configuracionales No pueden interconvertirse. Pueden separarse

TIPOS DE ISOMERÍA Configuracionales Distinta orientación espacial alrededor de un doble enlace Geométricos Distinta orientación espacial alrededor de un C tetraédrico Enantiómeros Diasterómeros Enantiómeros: son imágenes especulares no superponibles. Diasterómeros: no son imágenes especulares.

Isomería conformacional en compuestos acíclicos

Isomería conformacional en compuestos acíclicos Existen otras formas de ver la molécula del etano en forma tridimensional Conformación Alternada eclipsada Existe mayor estabilidad en la alternada (desde el punto de vista energético por aprox de nubes electrónicas).

Conformación del Etano Giro alrededor del simple enlace C-C. A temperatura ambiente varía continuamente entre una conformación y otra.

Conformación del Propano

Conformación del Butano La conformación eclipsada presenta tensiones torsionales (por repulsión enlace-enlace) y estéricas (por proximidad de grupos voluminosos)

Conformación y estabilidad de cicloalcanos Según Bayer  los cicloalcanos cuyo ángulo de enlace sea distinto a 109° (ideal) deberían estar tensionados, por lo que son más inestables que los cicloalcanos cuyo ángulo de enlace es igual o próximo a 109°. Ciclopropano  ángulo de enlace C-C de 60° Ciclobutano  ángulo de enlace C-C de 90° Ciclopentano  ángulo de enlace C-C de 108° Ciclohexano  ángulo de enlace C-C de 109° Tensión de ángulo del ciclopropano  109° - 60° = 49° Tensión de ángulo del ciclobutano  109° - 90° = 19° Tensión de ángulo del ciclopentano  109° - 108° = 1° Tensión de ángulo del ciclohexano  109° - 109° = 0°

Conformación y estabilidad de cicloalcanos Existen tres factores que influyen en la energía de los cicloalcanos: Tensión angular: debida a la expansión o compresión de los ángulos de enlace. Tensión torsional: debido al eclipsamiento de átomos y enlaces. Tensión estérica: debido a repulsiones entre átomos cercanos.

Conformaciones del ciclohexano El ciclohexano no presenta tensión angular (ángulo de enlace 109°). Tampoco presenta tensión torsional por no presentar una configuración plana sino doblada (conformación de silla) donde no existe eclipsamiento H-H

Conformaciones del ciclohexano La conformación de bote es menos estable que el de silla, ya que los H del C3 y C6 están muy próximos (tensión estérica) y los H de los C4, C5, C1 y C2 están eclipsados (tensión torsional).

Conformaciones del ciclohexano La inestabilidad presentada en la conformación de bote se disminuye por medio de la conformación de bote retorcido.

Isomería Geométrica Distinta orientación espacial de átomos o grupos de átomos alrededor del doble enlace. Isómero Cis: del mismo lado del doble enlace Trans: lados opuestos del doble enlace Estos isómeros existen porque no hay libre rotación alrededor del doble enlace.

Nomenclatura de los isómeros geométricos Cis: grupos iguales o similares del mismo lado del doble enlace. Trans: grupos iguales o similares de lados opuestos del doble enlace. Dificultad  elegir cuales son los grupos iguales o similares. Por ejemplo:

Nomenclatura de los isómeros geométricos IUPAC, para superar dicha dificultad, propone la nomenclatura Cahn-Ingold-Prelog que establece el orden de prioridad según el número atómico. Configuración Z: los dos grupos de mayor prioridad del mismo lado del plano (cis) E: los dos grupos de mayor prioridad de distintos lados del plano (trans)

Nomenclatura de los isómeros geométricos Metodología:

Conceptos generales de estereoisomería Centro quiral o estereogénico: Carbono con hibridación sp3 unido a cuatro átomos distintos. Molécula quiral: aquella que contiene centros quirales. Actividad óptica: desvío del plano de luz polarizado. Compuesto meso: estereoisómero que presenta un plano de simetría y carece de actividad óptica.

Quiralidad Propiedades geométricas: De acuerdo al ordenamiento de los cuatro átomos unidos al centro quiral, puede formar dos formas enantiómeras, imágenes especulares entre sí, no superponibles. Molécula quiral. Ópticamente activa. Cuando una molécula se superpone a su imagen especular, no es ópticamente activa  presenta plano de simetría.

Nomenclatura R - S Para nombrar compuestos con centros estereogénicos, Cahn, Ingold y Prelog asigna R o S a cada centro quiral. Reglas (ver apuntes de estereoquímica)

Estereoisomería. Conceptos Proyección de Fisher: representación de una molécula tridimensional en un superficie bidimensional. Metodología (ver apuntes). Compuestos con varios carbonos quirales: cuando existen dos o más centros quirales, tenemos como máximo “2n estereoisómeros”.

Proyección de Fisher. Metodología