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

EnantiómerosDiasterómeros

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

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°

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°.

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