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Universidad de Los AndesFacultad de CienciasDepartamento de QuímicaLaboratorio de Organometálicos
TOPISMOTOPISMOTOPISMOTOPISMO
I. Romero
• Concepto de proquiralidad.• Topismo: homotopía, enantiotopía y diasterotopía.• Reacciones de centros quirales y proquirales• Topismo y actividad biológica.• Topismo y síntesis asimétrica.• Topismo y RMN
TOPISMOTOPISMO
• Estereoisomería• Enantiómeros• Diasterómeros
fluoxetina
EstereoisomerEstereoisomerííaa
Isómeros
Estructurales
Espaciales –Configuracionales
Diasterómeros
Enantiómeros
Diasterómeros
Estereoisomería
Plano Especular
Glucosa - Fructosa
DiasterDiasteróómeromero
D-Eritrosa
D-Treosa
Isómeros espaciales que no son imágenes especulares entre si
OH
OH
COOH
H
H
COOH
OH
H
COOH
OH
H
COOHAcido Tartárico
CH2OH
H OHOH HH OH
H
H OH
O
Glucosa CH2OH
H OHOH HOH HH
OHH
O
Galactosa
Alosa – Altrosa - Glucosa
Manosa – Gulosa - Idosa
Galactosa - Talosa
Azúcares C6H12O6
Glucosa - Galactosa
O OH
OH
OH
OH
OH
P.F. 146°
O OH
OH
OH
OH
OH
P.F. 167°
EnantiEnantióómeromero
Isómeros espaciales que son imágenes especulares no superponibles entre si
D-Eritrosa
L-Eritrosa
L-Valina
D-Valina
EnantiEnantióómeromero(S)-(+)-Alanina
(R)-(-)-Alanina
Propiedades físicasPropiedades ópticas
Propiedades espectroscópicasPropiedades cromatográficas
Alanina
Interacción con la luz polarizada
(+)-Alanina (-)-Alanina
Plano de luzpolarizada
Plano desviado de luzpolarizada
Exceso enantiomérico vs racemización
Luz polarizada
Levo
Dextro
Producto único+
Luz polarizada
Levo
DextroMezclaCon un producto
mayoritario+ Exceso
EnantioméricoRotación del planode luz depende delproducto en exceso
Luz polarizada
Levo
Dextro
Mezcla 1:1+ Racemato
No se observarotación aparentedel plano de luz
polarizada
Ácido R Ácido S
Amina Sópticamente activa
Sal o par iónicoácido R y amina S
Sal o par iónicoácido S y amina S
acidificar acidificar
Ácido R Ácido S
FluoxetineMezcla enantioméricaColumna: ULTRON ES-O 4.6 x 150mmF. móvil: 25/75 EtOH / 20mM KH2PO4
pH 5.5 (NaOH)Vel. flujo: 0.8 mL/min
Temp: ambienteDetector UV: λ máx 225 nm
Tiempo de retención (min)
ProquiralidadProquiralidad
Obtención de diasterómerosvs
Obtención de enantiómeros
Proquiral
*
Proquiral Proquiral
* *
Molécula Quiral
H →OH + H 2
TopismoTopismoRelación estereoquímica entre los átomos o grupos
sustituyentes en una molécula
Homotópico
Diasterotópico
Enantiotópico
EnantiotEnantiotóópicopico
Transformaciónasimétrica
Transformaciónasimétrica
Producto A Imagen especularProducto A
Grupos enantiotópicos
Su sustitución produce pares enantoméricos
Reacciones de centros Reacciones de centros quiralesquirales y y proquiralesproquirales
Generación de mezclas racémicas
Estereoselectividad y esteroespecificidad
enantioselectivavs
enantioespecífica
diasteroselectivavs
diasteroespecíficaSíntesis
Dieno
Dienofilo
Aducto
DiasteroespecíficaY
Eantioselectiva
Diels-Alder
Actividad Biológica – estereoquímicamente específica
Glicina
Alanina
ValinaCisteína
Metionina
Lisina
Todo los aminoácidos
naturalesOcurren en su forma
LEVO
Timina
Adenina
Guanina
Citosina
Biocatálisis – estereoquímicamente específica
hidrolasa
Mezcla racémica
Monoaminaoxidasa
E. ColiBuffer de fosfato a pH 7
99% ee luego de 24 horas a 37 °
Actividad Biológica – estereoquímicamente específica
TalidomidaS-talidomidaTeratogénica
R-talidomidaInduce el sueño
Disminuye efectostempranos del embarazo
Talidomida
Estricnina
La estricnina es un alcaloide de la nuez vómica
y de otras especies del género Strychnos.
Estimulación de todo el sistema nervioso central, agitación, dificultad para respirar, orina oscura y
convulsiones, fallo respiratorio, muerte cerebral.
MeO
AcO
H CO2H
NHAc
MeO
AcO
CO2H
NHAcH
MeO
AcO
CO2H
HAcHN+
OH
OH
CO2H
NHAcH
H2
ClRh(PPh3)3
H3O+H2
P P
Ar
Ph
Ph
Ar Rh
97.5 % (S)+
2.5 % (R)
(S) (R)
DOPA
50:50
(S)-naproxeno97% ee
(+)-(S)-2-(6-methoxynaphthalen-2-yl)propanoic acid
Topismo Topismo -- RMNRMNHidrógenos homotópicos
Magnéticamente equivalentesHidrógenos enantiotópicos
Magnéticamente equivalentes
Metanol
2-butanol
( c) 1.46ppm
Hidrógenos diasterotópicos
Hidrógenos diasterotópicosMagnéticamente NO equivalentes
Producen acoplamientos geminales
Determinación de laestereoespecificidad de una RX
NH 2
CHO
NH
+ + CH3CN
TFA
Condensación Grieco – Bahsas de tres componentes
Mecanismo concertado via Diels – AlderVs
Mecanismo en etapas via Mannich
* **
NH
O
H
H
NH
O
H
H
NH
O
H
H
NH
O
H
H
NH
O
H
H
NH
O
H
H
NH
O
H
H
NH
O
H
H
ZXU
ZXD ZNU
END
ENUEXD
EXU ZNDDA DA DA DA
***
***
***
***
***
***
***
***
Tres centros quirales = 2n = 23 posibles isómeros
NH
O
[A][B]
[C]
[D]
[E] [F] [G]
[H] [I][J]
[K]
[A] [B]
[C]
[D]
[D1]
[E]
[E1]
[G][F]
[F1]
[G1]
[H] [I]
[J] [K]
[D]
[D1]
[E]
[E1]
[G][F]
[F1] [G1]
[H]
[H1]
[I]
[J] [K]
NH
O
[A][B]
[C]
[D]
[E] [F] [G]
[H] [I][J]
[K]
[D][E]
[G][F] [H] [J] [K]
[E]
[G][F]
[H][I]
[J][K]
[D]
NH
O
[A][B]
[C]
[D]
[E] [F] [G]
[H] [I][J]
[K]
O
N
HH
H
H
120,5
54,738,8
24,021,9
68,574,4142,2144,7
4,62,0
1,40-1,57
1,75-1,21
4,0-3,6
4,31
N
OH
H
H
HH
H
HH
H
HH
H
H
119,8
59,8 25,338,8
72,7 60,5
17,9
141145,1
4,5 2,0
5,25
3,5-3,4
O
N
HH
H
H
N
O
H
HH
H H
HH
H
H
HH
HH
H