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ESTEREOQUÍMICA
TEMA 2
La estereoquímica es el estudio de las moléculas en tres
dimensiones.
TeratogénicoInduce sueño
Produción industrial del aminoácido L-Dopa
(útil en el tratamiento del Parkinson) usando catalizadores
quirales (Knowles)
Entre las consecuencias dinámicas de la estereoquímica en
sistemas biológicos es posible mencionar las relaciones
enzima/sustrato enzimático, anticuerpo/antígeno y droga/receptor.
Consecuencias de la estereoquímica molecular
Entre las consecuencias dinámicas de la estereoquímica en
sistemas biológicos es posible mencionar las relaciones
enzima/sustrato enzimático, anticuerpo/antígeno y droga/receptor.
Consecuencias de la estereoquímica molecular
Olor
IsómerosSon compuestos que tienen la misma fórmula
molecular, pero propiedades físicas y/o
químicas distintas.
EstereoisómerosSon los isómeros que tienen la misma
secuencia de enlaces, pero difieren en la
distribución espacial de los mismos.
CONCEPTO. TIPOS DE ISOMERÍA
Se denominan Isómeros a los compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura química
Dependiendo de la naturaleza de la diferencia entre las estructuras es posible clasificar los isómeros en varios subtipos
1-propanol 2-propanol etil metil éter (C3H8O)
Isómeros
constitucionales
o estructurales
CONCEPTO. TIPOS DE ISOMERÍA
Compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura química
TIPOS DE ISOMERÍA
Isómeros Constitucionales o
Estructurales
Se distinguen en el orden en el que los átomos
están conectados entre sí. Pueden contener
distintos grupos funcionales o estructuras
ISÓMEROS ESTRUCTURALES
DE CADENA
Butano Metilpropano
Propan-1-ol Propan-2-ol
DE POSICIÓN
DE FUNCIÓN
Propan-1-ol Metoxietano
Compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura química
Isómeros Constitucionales o
Estructurales
Estereoisómeros
Tienen los mismos grupos funcionales y
conectividad, difieren en la organización
espacial de átomos y enlaces
TIPOS DE ISOMERÍA cont.
Estereoisómeros
TIPOS DE ISOMERÍA cont.
Conformacionales Configuracionales
Opticos
Enantiómeros
Geométrico
cis-trans
ESTRUCTURALES
ESTEREOISÓMEROS
ISÓMEROS
CONFORMACIONALES
CONFIGURACIONALES Diastereisómeros Enantiómeros
VISIÓN GLOBAL
Moléculas tienen el mismo
número y tipo de átomos
colocados en el mismo
orden, diferenciándose
únicamente en la
disposición espacial que
ocupan.
ESTEREOISÓMEROS
ESTEREOISÓMEROS CONFORMACIONALES
ESTEREOISÓMEROS CONFIGURACIONALES
Producidos por la rotación en torno a un enlace simple C-C.
Interconvertibles a
temperatura
ambiente
Estereoisómeros no convertibles entre sí a temperatura ambiente
Isómeros geométricos, producidos
por la presencia de un doble
enlace en la molécula
Isómeros ópticos, producidos
normalmente por la presencia de un
centro quiral (carbono asimétrico)
Isomería
Isomería estructural o constitucionalDifieren en la conectividad
EstereoisomeríaDifieren en la orientación espacial
de funciónTienen grupos
funcionales distintos
de posiciónel grupo funcional es el mismo
pero están en otra posición
de cadenaMismo grupo funcional pero la forma de la cadena varía
ConformacionalPueden interconvertirse
por giro sobre enlace sencillo
ConfiguracionalNo se pueden
interconvertir mediante un giro
GeométricaIsómeros cis y trans
Óptica
EnantiómerosSon imágenes especulares
no superponibles
DiastereoisómerosNo guardan relación de
imagen especular
OTRA VISIÓN GLOBAL DEL PROBLEMA
¿Tienen los compuestos la misma fórmula molecular?
Isómeros
No IsómerosNO
SI
¿Tienen los compuestos la misma conectividad?NO SI
Estereoisómeros
¿Son interconvertibles por rotación en torno a enlaces simples C-C?
Configuracional
NOSI
¿Es producida por un doble enlace?SI
Óptica
¿Son los compuestos imágenes especulares no superponibles?
NO
NOSI
Dos estereoisómeros configuracionales pueden ser entre sí enantiómeros o diastereómeros
Los enantiómeros son estereoisómeros configuracionales que son imágenes especulares no superponibles entre sí
Los diastereómeros son estereoisómeros configuracionales que NO son imágenes especulares entre sí
Isómeros Coformacionales. Alcanos
Son las distintas estructuras de un mismo compuesto que surgen como
resultado de la libre rotación de los enlaces simples y la flexilibilidad de
los ángulos de enlace.
Representación de alcanos. Etano
Las moléculas rotan constantemente através de todas las posiblre
conofrmaciones
H
H
H
H
H H
Proyección de
NewmanCaballeteModelo de esfera y
barras
Isomerismo Coformacional. AlcanosAngulo dihedral o de Torsión
La energía de las moléculas cambian en la
medida que rota el enlace C-C
El confórmero de menor energía es el que
prevalece.
El cofórmero eclipsado es el de mayor energía
Angulo dihedral= 0 grador
Isomerismo Coformacional. Alcanos
Eclipsado Alternado
Isomerismo Coformacional. Alcanos
Confórmero de eclipsado
La diferencia de
energía es causada
por la repulsión
electron-electron y
es llamado
Tensión Torsional
Repulsión entre nubes
electrónicas
Tesnión
Torsional
Confórmero de Alternado
Todas estas representaciones muestran al confórmero más estable y el
adoptado por la molécula. Todos los átomos están lo más alejado que se puede
Isomerismo Coformacional. Alcanos
Análisis Coformacional. Etano
Análisis Coformacional. Propano
Conformación Eclipsada. La de mayor energía.
Mayor molestia estérica.
Angulo dihedral = 0 grado
totalmente eclipsada
Análisis Coformacional. Butano
Conformación Anti. La de menor energía
Angulo dihedral = 180 grado
anti
Conformación Eclipsada De mayor energía que el conformero eclipsado Angulo dihedral = 120 grado
=>
eclipsed
Análisis Coformacional. Butano
Conformación Gauche, alternado.
Los metilos están mas cerca que en el conformero anti
Angulo dihedral = 60 degrees
=>
gauche
Análisis Coformacional. Butano
Angulo
dihedral
Importante
Alternada Eclipsada
Tensión Anular. Ciclos Alcanos
Los ciclos poseen una
tensión Anular, pero el
ciclo propano es el de
mayor valor
Tensión Anular. Ciclos Alcanos, ciclopropano
Algo de la tensión
surge de el
eclipsamiento de H …
hasta 24 Kjmol-1.
Tensión Anular. Ciclos Alcanos
Tensión de anillo
o de angulo
Ciclo hexano. Análisis Conformacional
Ciclo hexano. Confórmero de Silla
Conformación de Silla Vista a lo largo de los enlaces de la “silla”
Ciclo hexano. Confórmero de Bote
Vista a lo largo de los enlaces del “bote”Conformación de Bote
Bote torcido
Ciclo hexano. Interconversión Confórmeros
Silla
Libre tensión
Bote
con tensión
Silla
Libre tensión
Conformational EnergyCiclo hexano. Energía Conformacional
Ciclo hexano. Como dibujar la silla
Ciclo hexano. Lineas verticales o Axiales
Ciclo hexano. Lineas Ecuatoriales
Ciclo hexano. Lineas Ecuatoriales
Ciclo hexano. Posición Axial y Ecuatorial
Metil ciclohexano
Ciclo hexano. Interacciones 1.3-diaxiales
metil ciclohexano
Ciclo hexano. Interacciones 1.3-diaxiales
Menos de 0.01% Más de 99.9%
Axial t-butil ciclohexano Ecuatorial t-butil ciclohexano
Ciclo hexano. 1,2-Di-sustituidos
Ambos conformeros poseen el mismo numero de
interacciones 1,3-diaxiales (uno en ambos casos) por
lo que se encuentran en la misma proporcion.
Ciclo hexano. 1,2-Di-sustituidos
Conformero mayoritario
por ser mas estable