Estereoquimica semestre 2-2012

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.
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
OH
*CH *CH
Br
CH3
H
HO
CH3
H
H3C
C
C
C
C
Br
CH3
H
H3C
(2S, 3R)
Br
H
(2R, 3S)
H
H
HO
CH3
H
Br
OH
H3C
OH
C
C
C
C
(2S, 3S)
CH3
H3C
(2R, 3R)
H
Br
Flechas horizontales:
Los estereoisómeros
que no enantiómeros
son imágenes especulares se denominan
DIASTEREOISÓMEROS
Flechas verticales
y oblicuas: diastereoisómeros
Moléculas con más de un centro quiral
Una molécula con n estereocentros tiene un máximo de 2n estereoisómeros.
Moléculas con más de un centro quiral.
Acido 2-amino-3-hidroxibutanoico.
Moléculas con más de un centro quiral.
1-bromo-2-chlorocyclopropane
Enantiómeros
Diasteroisómeros
LA FORMA MESO
¿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
Compuestos meso.
El 2,3-dibromobutano, ejemplo de un compuesto que tiene menos de 2n
estereoisómeros, tiene dos carbonos asimétricos, C2 y C3, por lo que la regla 2n predice
un máximo de cuatro estereoisómeros.
Las cuatro permutaciones de las configuraciones (R) y (S) en C2 y C3 se representan a
continuación.
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.
Compuestos meso.
Ciclohexanos Disustituidos
Ciclohexano Disustituidos, Aquirales, 1,1- y cis- 1,3- poseen elemento simetría
Plano de simetría (entre C1 y C4)
Plano de simetría (entre C2 y C5)
Ciclohexanos Disustituidos
Ciclohexano Disustituidos, Aquirales, cis y trnas -1,4- hay elemento simetría
Plano de simetría (entre C1 y C4)
Plano de simetría (entre C1 y C4)
Ciclohexanos Disustituidos
Ciclohexano disustituidos, Quirales, trans-1,3-sust. no hay elemento simetría
No hay Plano de simetría
Enantiómeros
Compuestos quirales. Ciclohexanos Disustituidos
Ciclohexano Disustituido, Quirales, 1,2 - no hay elemento simetría
No hay Plano de simetría
Enantiómeros
Compuestos Aquirales. Ciclohexanos Disustituidos
Ciclohexano Disustituido cis-1,2- son Opticamnete inactivo, hay racemización
Ciclos Disustituidos
Aquirales vs Quirales.
Moléculas disimétricas.
los términos eritro y treo se utilizan con moléculas disimétricas,
cuyos extremos son diferentes
Los términos meso y (+), (-), o (d),(l) se suelen utilizar con moléculas
que poseen extremos iguales.
Otros sistemas de Nomenclatura.
Configuraciones D y L de los azúcares
(R)
(S)
D y L son enantiómeros.
La familia D de las aldosas
Todos estos
azúcares son
naturales,
excepto la
treosa, lixoxa,
alosa y gulosa.
Clasificación de los monosacáridos
•
•
A los azúcares con un grupo aldehído se les denomina aldosas y a los que tienen un
grupo cetona, cetosas.
La mayor parte de las cetosas tienen el grupo centona en C2, segundo átomo de
carbono de la cadena.
Clasificación de los monosacáridos
Un azúcar generalmente tienen entre tres y siete átomos de carbono,
denominándose triosa (tres carbonos), tetrosa (cuatro carbonos), pentosa (cinco
carbonos), hexosa (seis carbonos) y heptosa (siete carbonos).
Epímeros.
Los azúcares que sólo difieren en la estereoquímica de un carbono se
denominan epímeros y el átomo de carbono cuya configuración es opuesta
generalmente se especifica.
Si no se especifica el número de carbonos, se asume que es un C2.
Conformaciones de la glucosa.
La glucosa se presenta, casi completamente,
en la forma hemiacetálica cíclica.
La proyección de Haworth se utiliza mucho para representar los hemiacetales,
aunque puede dar la impresión de que el anillo es plano. La conformación de silla
es más real
Anómeros de la glucosa
En el anómero α, el grupo hidroxilo del carbono anomérico (hemiacetal) está hacia
abajo (axial) y en el anómero β hacia arriba (ecuatorial). El anómero β de la
glucosa tiene todos sus sustituyentes en posiciones ecuatoriales.
El carbono hemiacetal se denomina carbono anomérico, que se identifica con
facilidad como el único átomo de carbono unido a dos oxígenos.
Mutarrotación.
Una solución acuosa de D-glucosa contiene una mezcla en equilibrio de α-D-glucopiranosa,
β-D-glucopiranosa, y un intermedio de cadena abierta. La cristalización por debajo de 98°C
da el anómero alfa y la cristalización por encima de 98°C da el anómero beta.
Repulsión eletrostática
Otros Elementos Quirales.
Aquiralidad debido a la inversión del Nitrógeno sp3
Al contrario que las aminas, las sales de amonio cuaternario, con cuatro sustituyentes
distintos sobre el átomo de nitrógeno, no pueden interconvertirse y por tanto son
ópticamente activas.