ESTEREOQUÍMICA. CONCEPTOS BASICOS
Composición química: C 66,66 %, H 11,11 %, O 22,22 %
Fórmula empírica: (C4H8O)n
Masa molecular: 72, n = 1
Fórmula molecular C4H8O
Formula constitucional, constitución, conectividad.
Estructura: Conectividad y estereoquímica (configuración y conformación)
Isomerías: ConstitucionalIsomerías: Constitucional
Configuracional
ConformacionalConformacional
ISOMERIA CONSTITUCIONAL Y ESTEREOISOMERIA
ISOMEROS
Idéntica conectividad?NO SIIsómeros constitucionales
Estereoisómeros
Idénticos gruposNO SI
Convertibles por rotaciónd l illNO SIg
funcionales?NO SI
Isómeros degrupo funcional
Isómeros de posición
de enlaces sencillosNO
Isomeros configuracionales
SI
Confórmeros
H
Imagen especularNO SI
Diastereómeros Enantiómeros
OH
O
OH
OHOH
OH
H EtH
HH
HH
OH
H Et
H
H H
H OHOHDiastereómeros Enantiómeros
OH
Et MeH
OH
EtMeH
H
H
H
H Et HHEtH
Isómeros son compuestos diferentes con la misma fórmula molecular
L i í fi i l lt d d l dif tLa isomería configuracional aparece como resultado de la diferente disposición espacial de los grupos unidos a un átomo (normalmente C)
ISOMERIA CONFIGURACIONAL
1. Los isómeros configuracionales no se interconvierten fácilmente en condiciones normales
2. Los isómeros configuracionales pueden ser:
• Enantiómeros: Imágen especulares no superponibles• Enantiómeros: Imágen especulares no superponibles
• Diastereómeros: No son imágenes especulares
3. Causas de aparición de isomería configuracional:
• Elementos de quiralidad
Centro quiral
Eje quiral
Plano quiralPlano quiral
• Enlaces múltiples con rotación restringida
• Sistemas cíclicos
ISOMERIA CONFIGURACIONAL: ENANTIOMEROS
A NIVEL MOLECULAR:
DOS MOLECULAS DIFERENTES
Misma conectividad
Imágenes especulares no superponibles
QUIRALIDAD
Es una propiedad que depende de la simetríaEs una propiedad que depende de la simetría
Las moléculas que no tienen ningún eje impropio de rotación Sn son necesariamente quirales. En la práctica esto se traduce en la falta de un plano de simetría (σ) o de un centro de simetría (i) No obstante las moléculas quirales pueden tener un eje
Me M
S4
(σ) o de un centro de simetría (i). No obstante, las moléculas quirales pueden tener un eje propio de simetría (Cn)
C2 C2
N
H Me MeH
HNH
NH Me
MeH
Ión 3,4,3',4'-tetrametilespiro-(1 1') bi i lidi iEnantiómeros (1,1')-bipirrolidinioAquiral, ópticamente inactivo
H Me MeH
C4Me
HH
Me
H Me MeH
H
N
Me Me H
N
MMe
N
MeHMe H Me H HMe MeH
ISOMERIA CONFIGURACIONAL: ENANTIOMEROS
A NIVEL EXPERIMENTAL:
DOS SUSTANCIAS DIFERENTES
Idéntica composición química
Idénticas propiedades físicas
Idénticas propiedades químicas (en un entorno aquiral)
Ópticamente activas, =[] c(g/100mL) l (dm)/100
Rotación específica [] idéntica pero de signo contrarioRotación específica [] idéntica, pero de signo contrario
Uno es dextrógiro (+), d
Uno es levógiro (-), l
MEZCLA RACEMICA, RACEMICO O RACEMATO
Mezcla equimolar de los dos enantiómeros. [] = 0, d,l
MEZCLA ENANTIOENRIQUECIDA
Mezcla no equimolar de los dos enantiómeros
exceso enantiomérico (ee)= % enant mayor -% enant minorexceso enantiomérico (ee)= % enant. mayor.-% enant. minor
[]mezcla = [] enantiómero mayor. x ee
ISOMERIA CONFIGURACIONAL: DIASTEREOMEROS
A NIVEL MOLECULAR:DOS MOLECULAS DIFERENTES
Idéntica conectividadIdéntica conectividadNo son imágenes especulares
A NIVEL EXPERIMENTAL:
DOS SUSTANCIAS DIFERENTES
Idéntica composición química
Dif t i d d fí iDiferentes propiedades físicas
Diferentes propiedades químicas
Ópticamente activas o nop
Caso de ser ópticamente activos: [] diferentes
CAUSAS DE DIASTEROISOMERIACAUSAS DE DIASTEROISOMERIA
Restricciones de giro en sistemas insaturados: Alquenos e iminasRestricciones de giro en sistemas cíclicosgMoléculas con más de un elemento quiral (centro, eje o plano)
ELEMENTOS DE QUIRALIDADELEMENTOS DE QUIRALIDAD
La causa de QUIRALIDAD en una molécula es la presencia de uno o mas
ELEMENTOS DE QUIRALIDAD:
CENTRO QUIRAL
EJE QUIRAL
PLANO QUIRAL
Moléculas con sólo un único elemento quiral son necesariamente QUIRALES
Moléculas con dos o más elementos quirales pueden ser QUIRALES o AQUIRALES
CENTROS QUIRALES
c
a
c
a
b
d
b
d
1. Átomos tetracovalentes con una disposición tetraédrica de los enlaces y con los cuatro sustituyentes diferentes:
a) C, Si,
b) Sales de N, P
CH2D2 CD2CH33
4
La configuración (distribución tridimensional de los átomos en un determinado estereoisómero) del centro estereogénico (R
H3C OHH
1
3 4
FCH2CH2 OHH
1
2 4
R
estereoisómero) del centro estereogénico (R, S) se especifica con el sistema CIP (Cahn-Ingold-Prelog) que ordena los sustituyentes según el número atómico del átomo unido di l é i S Rdirectamente al centro estereogénico
CENTROS QUIRALES
2. Átomos trivalentes con una disposición tetraédrica de los enlaces: Tres sustituyentes2. Átomos trivalentes con una disposición tetraédrica de los enlaces: Tres sustituyentes diferentes y uno de los orbitales ocupado por un par de electrones no enlazantes
a) P, As (fosfinas y arsinas)b) S (Sales de sulfonio y sulfóxidos)
4 4 4
La configuración se asigna según CIP. El par de electrones no enlazantes recibe la prioridad más baja.
El nitrógeno de les aminas no
SO Ph
CH2Ph
2
1 3S
Ph CH2CH3
CH3
2
1 3P
PhH3CH2CH3C
1
4
2
3
El nitrógeno de les aminas no es un centro estereogénico debido a que la barrera energética para la inversión de
f2R
2R 2
S
Energías de activación para la inversión de configuración
configuración es muy baja y ésta se produce rápidamente a t.a. En algunos casos en los que existen restricciones
Xac
bXa b
cEa
g g que existen restricciones geométricas que impiden la inversión, el N puede ser un centro estereogénico.
b
N 5Kcal/mol, inversión a t.a.P 30 Kcal/mol
N
N CH3
Ar 40 Kcal/molS 35 Kcal/mol
NH3C
Base de Träger
EJES QUIRALESUn eje quiral se puede relacionar con un centro estereogénico en el que dos de los
tit t h b í d l d l di ió d l j t é isustituyentes se habrían desplazado en la dirección del eje estereogénico
C C CH H
CCCHH
ALENOS Para determinar la configuración del eje se aplican las reglas de CIP primero a los sustituyentes en la horizontal (1 y 2) y después en la vertical (3 y 4). Entonces se observa el sentido de rotación desde 1 a 3C C C
CH3 CH3
CCCH3CH3C
H1 24
H2 14
C C C CH H
3.
CH3 HCH33
Ra
1
H CH3
CH33
SaC C C C
H3C CH3
Plana, aquiral
CH3
CH3
1
3
CH3
CH33
1En ejes estereogénicos
M = Ra
Nomenclatura helicoidal M (minus)mano izquierda, counterclockwise
3P (plus)mano derecha, clockwise
a
P = Sa
EJES QUIRALES
ATROPOISOMERIAATROPOISOMERIA
NO2 O2N Si los sustituyentes a y b sonfi i t t l i l bHO2C
O2N
CO2H
NO2
suficientemente voluminosos la barreraenergética rotacional puede ser tan altaque no se produce la interconversiónentre confórmeros, los cuales son
CO2HO2N
HO2CNO2
3 3
entre confórmeros, los cuales sonenantiómeros. Este tipo de isomería quese produce por la restricción en larotación de un enlace sencillo recibe el
b d t i í CNO2
O2N CO2HCO2H
Sa
1 2
4
NO2
NO2HO2CCO2H
12Ra
nombre de atropoisomería. Como normase requiere una barrera energética deactivación entre 16 y 19 Kcal/mol paraevitar la racemización a t.a. en bifenilos4
4
PLANOS QUIRALES
PARACICLOFANOSPARACICLOFANOS
Planos quirales aparecen en moléculas que presentan una gran parte contenida en un planodel cual sobresale el resto de la molécula. Para designar la configuración del planoestereogénico se puede utilizar la nomenclatura R/S y también la notación helicoidal
Rp = P
Sp = M (CONTRARIA A LA DE LOS EJES QUIRALES)Sp M (CONTRARIA A LA DE LOS EJES QUIRALES)
Para determinar la configuración del plano se define un átomo piloto P que es el primer átomo que se sitúa fuera del plano quecontiene la parte de la molécula responsable de la quiralidad Desde este se numeran los átomos sucesivamente En el caso decontiene la parte de la molécula responsable de la quiralidad. Desde este se numeran los átomos sucesivamente. En el caso dedos posibilidades, se sigue el camino por el átomo de mayor prioridad según las reglas de CIP
ISOMERÍA CONFIGURACIONAL: ENLACES MULTIPLES
ALQUENOS IMINAS
H
H3C CH3
H H
H3C H
CH
1 1
2 2
1 2
2 1H Hcis-2-buteno(Z)-2-buteno
H CH3
trans-2-buteno(E)-2-buteno
2 2 2 1
OXIMAS Las restricciones de giro de losenlaces dobles C=C y C=N originan
NOH
CH2CH3Ph
12
1
N
CH2CH3Ph1
HO1
2
y gla aparición de isomería geométricao cis-trans. La estereoquímica seindica con la notación cis-trans, sin-
ti P t t t iCH2CH3Ph12
anti-oxima de la propiofenona(E)-oxima de la propiofenona
CH2CH3Ph12
sin-oxima de la propiofenona(Z)-oxima de la propiofenona
anti. Puesto que estas notacionespueden ser ambiguas es mejorutilizar la notación Z-E basada enlas reglas de CIPg
ISOMERÍA CONFIGURACIONAL: COMPUESTOS CICLICOS
DIMETILCICLOALCANOS
CH3 CH3 CH
H
CH3
H
CH3
Hcis
aquiral
CH3
H
CH3
Haquiral
CH3
H
CH3
aquiral
H
CH3
H
H
CHtrans
H
CH
CH3
H
H
CH
CH3
H CH3quiral
CH3Hquiral
CH3aquiral
CH3H
EH CH3
E
Las restricciones geométricas de los compuestos cíclicos propician la aparición de
HCH3quiral
CH3 Hquiral
g p p p pisomería geométrica (cis-trans). Los isómeros geométricos (diastereómeros) resultantespueden ser aquirales o quirales (en estos casos son posibles dos formasenantioméricas)
ISOMERÍA CONFIGURACIONAL: COMPUESTOS CON MÁS DE UN CENTRO QUIRAL
2 centros estereogénicos: Acido tartáricoE
2 centros esteroegénicos: 2,3,4-trihidroxibutanal
CHOOHHOHH
CHOHHOHHOOHH
CH2OHHHO
CH2OH
D DD D
CHOOHHHHO
CH2OH
CHOHHOOHH
CH2OHCH2OH CH2OH
E
El número máximo de estereoisómeros posibles es 2n , siendo n el número de elementosestereogénicos (centros, ejes o planos). Algunos estereoisómeros son quirales y por tantoexisten dos enantiómeros. También es posible que habiendo dos o más elementosexisten dos enantiómeros. También es posible que habiendo dos o más elementosestereogénicos en la molécula, ésta sea aquiral. Estos compuestos se denominancompuestos meso
ISOMERIA CONFORMACIONAL
OHH
HH
OH
H
H H
H CH2CH3 H CH2CH3
OHOH
HH
H CH2CH3H
H
H
OH
CH2CH3HH H
L i í f i l l t ió d l illLa isomería conformacional aparece por la rotación de enlaces sencillos.Normalmente los diferentes confórmeros se interconvierten a temperaturaambiente, encontrándose en un equilibrio en el que el confórmero de menorenergía es el más abundanteenergía es el más abundante.
Desde el punto de vista experimental los isómeros conformacionales nosuelen considerarse compuestos diferentes. Sin embargo, la distribución deconfórmeros puede tener una repercusión importante en la reactividad deuna molécula determinada.
ISOMERIA CONFORMACIONAL
CONFORMACIONES DEL BUTANO
ISOMERIA CONFORMACIONAL
CONFORMACIONES DEL BUTANO
(i) La interconversión conformacional en la mayoría de les moléculas sencillas se produce rápidamente a t. amb. Consecuentemente el aislamiento de confórmeros puros no es habitualmente posiblepuros no es habitualmente posible.(ii) Las conformaciones específicas se nombran utilizando termes de nomenclatura especiales tales como alternada, eclipsada, gauche y anti.(iii) Los confórmeros també poden ser designados por el ángulo dihedro. En el cas del butano los ángulos diedros formados por los dos metilos son: A 180º, B120º, C 60º y D 0º.(iv) Las conformaciones alternadas son mas estables (menor energía potencial) que las eclipsadas (energía de eclipsamiento)que las eclipsadas (energía de eclipsamiento) (v) En el butano los confórmero gauche es 0.9 Kcal/mol menos estable que el confórmero anti . Esto se debe a la interacción entre los dos metilos (impedimento estérico). (vi) Los confórmeros del butano B y C tienen imágenes especularse no superponibles en les que los ángulos diedros son 240º y 300º respectivamente. Estas parejas son energéticamente idénticas.
ISOMERIA CONFORMACIONAL
CONFORMACIONES DEL BUTANO
ISOMERIA CONFORMACIONALCONFORMACIÓN EN CICLOHEXANOS SUSTITUIDOS
En el caso de ciclohexanos sustituidos suele predominar la conformación de silla en la que el tit t t di i ió t i l d t f i i i lsustituyente se encuentra en disposición ecuatorial ya que de esta forma se minimizan las
interacciones 1,3-diaxiales entre el sustituyente y los átomos de hidrógeno aciales de los carbonos en al que sostiene el sustituyente. La preferencia del sustituyente a situarse axial o ecuatorialmente viene determinada por el valor de la energía A que es la inversa del valoro ecuatorialmente viene determinada por el valor de la energía A que es la inversa del valor de energía libre conformacional para el equilibrio axial-ecuatorial. A mayor valor de energía A (-Δ G) mayor preferencia a ocupar la posición ecuatorial. El valor de A aumenta con el tamaño del sustituyente
ISOMERIA CONFORMACIONAL
CONFORMACIÓN EN CICLOHEXANOS SUSTITUIDOS
ISOMERIA CONFORMACIONAL
CONFORMACIÓN EN HETEROCICLOS DE SEIS MIEMBROS
TOPISMO: PROESTEREOISOMERIA/PROQUIRALIDAD
En una misma molécula podemos encontrar más de un grupo funcional. Es posible establecer relaciones entre ellos que nos permitan diferenciarlos a la hora dediferenciarlos a la hora de hacer una reacción.
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA (GRUPOS HOMOMÓRFICOS)
Grupos homotópicos son grupos homomórficos (idéntica constitución) topológicamente equivalentes. Ha y Hb son grupos homotópicos ya que al sustituirlos por un grupo diferente los productos resultantes son idénticos.po u g upo d e e e os p oduc os esu a es so dé cos
Grupos heterotópicos constitucionales Ha y Hc son grupos heterotópicos constitucionales ya que al sustituirlos por un átomo diferente los productos que resultanconstitucionales ya que al sustituirlos por un átomo diferente los productos que resultan son isómeros constitucionales.
HO OHD Hb
HO OH
H
Ha Hb
HO OH
HdHc
Ha Hbisómeros constitucionales
HdHc HO OH
HdD
Ha
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA (GRUPOS HOMOMÓRFICOS)
Grupos enantiotópicos son grupos homomórficos (idéntica constitución) topológicamente i l t H Hd ti tó i l tit i l átno equivalentes. Hc y Hd son grupos enantiotópicos ya que al sustituirlos por un átomo
diferente los productos que resultan son enantiómeros. El carbono unido a Hc y Hd no es quiral ya que tiene dos sustituyentes iguales, pero se convierte en quiral (estereogénico) si Hc o Hd se hacen diferentes. Se dice que este carbono sería proestereogénico y también q p g yproquiral ya que se generaría quiralidad en la molécula al producirse el cambio.
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA (GRUPOS HOMOMÓRFICOS)
Grupos diastereotópicos son grupos homomórficos (idéntica constitución)Grupos diastereotópicos son grupos homomórficos (idéntica constitución) topológicamente no equivalentes. Son grupos sobre enlaces múltiples, sistemas cíclicos o en moléculas en las que ya existe un elemento estereogénico (centro, eje, plano).p )
En esta molécula Ha y Hb son diastereotópicos porque al sustituirlos por un átomo diferente los productos resultantes son diastereómeros.
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA (GRUPOS HOMOMÓRFICOS)
Grupos diastereotópicos: Otros ejemplos: En esta molécula Ha y Hb son diastereotópicos ya que al sustituirlos por un átomo diferente los productos resultantes son diastereómeros (isomería cis-trans)so d as e eó e os ( so e a c s a s)
DBr
Ha
Hb
BrHb
HaBrDiastereòmers
D
En esta molécula Ha y Hb son diastereotópicos ya que al sustituirlos per un átomo diferente los productos resultantes son diastereómeros (isomería geométrica cis trans o
Cl D
diferente los productos resultantes son diastereómeros (isomería geométrica cis-trans o Z-E). El carbono unido a Ha y Hb es proestereogénico, pero en este caso no esproquiral ya que al modificar Ha o Hb no se genera isomería óptica.
Cl Ha H
Cl D
Hb
Cl HDiastereòmers
H Hb
H
Cl Ha
D
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERÍA (GRUPOS HOMOMÓRFICOS)
TOPISMO EN EJES Y PLANOS: Los conceptos de topismo y proestereosiomería anteriores pueden extenderse a ejes y planos.
EJE PROQUIRAL L lé l i i t ( l ) i l i h H HbEJE PROQUIRAL: La molécula siguiente (aleno) es aquiral, pero si hacemos Ha o Hb diferentes la molécula resultante es quiral por la presencia de un eje quiral. Decimos que la molécula inicial tiene un eje proquiral y que Ha y Hb son enantiotópicos. Situaciones similares se dan en otros compuestos (binaftilos, etc.)p ( , )
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA (GRUPOS HOMOMÓRFICOS)
PLANO PROQUIRAL: La molécula siguiente (paraciclofano) es aquiral, pero si hacemos H Hb dif t l lé l lt t i l l i d l i lHa o Hb diferentes la molécula resultante es quiral per la presencia de un plano quiral. Decimos que la molécula inicial tiene un plano proquiral y que Ha y Hb son enantiotópicos. Situaciones similares se dan en otros compuestos (anulenos etc.)
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA
CARBONO PROQUIRAL: Tiene dos grupos iguales. No es quiral, pero se convierte en quiral si estos grupos se hacen diferentes (el concepto se extiende a ejes y planos proquirales)GRUPS PROQUIRALES: Grupos iguales, unidos a un carbono aquiral, pero que se convierte en quiral si los dos grupos se hacen diferentes (el concepto se extiende a grupos iguales en ejes y planos proquirales).Descriptor pro R y Pro S Se utiliza para designar a cada uno de los dos gruposDescriptor pro-R y Pro-S. Se utiliza para designar a cada uno de los dos grupos proquirales. Para asignar un descriptor se aplican con normalidad las reglas de CIP y arbitrariamente se asigna mayor prioridad al grupo proquiral que estamos considerando respecto a su igual.p g
HbHa
C C CCl HaHaHb
C C CH HbPh CH3
H é SHa és pro-SpHb és pro-Rp
Ha és pro-RaHb és pro-Sa
Ha és pro-SHb és pro-R
ATENCIÓN: La sustitución de un grupo pro-R no significa necesariamente que se forme un carbono R, eso depende de si el nuevo grupo mantiene la misma prioridad que el grupo inicial al aplicar las reglas de CIP.
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA
Descriptor pro-Z y Pro-E. Se utiliza para referirse a los dos gruposproestereogénicos situados sobre un carbono trigonal sp2. Para asignar eld i t li l l d CIP bit i t i i id ddescriptor se aplican las reglas de CIP y arbitrariamente se asigna mayor prioridadal grupo que estamos considerando respecto a su igual.
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA (PROQUIRALIDAD FACIAL)
Las reacciones de adición a dobles enlaces (carbono trigonal sp2) generan un carbonotetraédrico sp3 El nuevo carbono sp3 puede ser un centro estereogénico, laconfiguración del cual depende de la cara por la que se ha acercado el nucleófilo. Enco gu ac ó de cua depe de de a ca a po a que se a ace cado e uc eó oestos casos hablamos de proquiralidad facial.
CARAS HOMOTOPICAS
CARAS ENANTIOTOPICAS
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA (PROQUIRALIDAD FACIAL)
CARAS ENANTIOTOPICAS
OH
CARAS DIASTEREOTOPICASO 1. Nu-
2 H O+
OH
Nu
diastereómeros2. H3O
Nu
OH
TOPISMO Y PROESTEREOISOMERIA (PROQUIRALIDAD FACIAL)
Descriptor re-si: Se aplica para denominar cada una de las caras deldenominar cada una de las caras del doble enlace en moléculas con proquiralidad facial. Se aplican las reglas de CIP sobre cada sustituyente del carbono trigonal (sp2) y se observa el sentido del giro.
En el caso de dobles enlaces C-C la notación se aplica de manera independiente para cada carbono proquiral
H3
re
2 carbonos proquiralesCH2CH3 12
1 carbono proquiral
si
DISTINCIÓN ENTRE GRUPOS SEGÚN SU TOPICIDAD
DISTINCIÓN POR RMN Y EN REACCIONS QUIMICAS
INDISTINGUIBLES
GRUPOS HOMOTÓPICOS-GRUPOS HOMOTÓPICOS
DISTINGUIBLES POR CUALQUIER AGENTE
-GRUPOS HETEROMORFICOS-GRUPOS HETEROTOPICOS CONSTITUCIONALES-GRUPOS DIASTEREOTOPICOSGRUPOS DIASTEREOTOPICOS
DISTINGUIBLES UNICAMENTE POR AGENTES QUIRALES
- GRUPOS ENANTIOTOPICOS
REACTIVIDAD: GRUPOS HOMOTOPICOS
En una reacción que transforma un átomo A en B, lacomposición de la mescla de productos depende de larelación de topicidad entre los diferentes grupos Apresentes en la molécula. La composición estadeterminada por la diferencia en energía de los ET de lareacción para cada grupo A. Si los grupos A sonhomotópicos la reacción para cada grupo A transcurre ahomotópicos la reacción para cada grupo A transcurre através de ET idénticos y solo se forma un producto. Losdos grupos A son indistinguibles.
REACTIVIDAD: GRUPOS DIASTEREOTOPICOS
MinorA
RR B
R
RR
A
A RR,R
Major
DiastereómerosRA
AS
AR
A
R
S
A diastereotópicosj
Mezcla diastereómerosR,S
AR B
R
R,R R,SEa >ET diasteroméricos
Si los grupos A son diastereotópicos lasA
RR R
Si los grupos A son diastereotópicos, lasreacciones de cada grupo A transcurren a través deET diastereoméricos de diferente energía. Seobtiene una mezcla de diastereómeros cada uno de A
G
R,R
AR
R S
A
A
RS
AS
R
los cuales resulta de la reacción de un grupo A.Puesto que los ET son de diferente energía, los dosdiastereómeros se formen en diferente proporción:El reactivo R es capaz de distinguir entre los dos
A
R,S
A
B
R
RB
A
R
S
El reactivo R es capaz de distinguir entre los dosgrupos A CR
A
REACTIVIDAD: GRUPOS ENANTIOTOPICOS
Reacción con un reactivo aquiral
Con un reactivo R aquiral, si los grupos A sonenantiotópicos, las reacciones de cada grupo Atranscurren a través de ET enantioméricos de igual
í S bti l d d tenergía. Se obtiene una mezcla de productosenantiómeros resultantes de la reacción de cada grupoA. Como los ET son iguales en energía los dosproductos enantiómeros se obtienen en igualp gproporción (mezcla racèmica): Los grupos A no sondistinguibles por el reactivo aquiral.
REACTIVIDAD: GRUPOS ENANTIOTÓPICOS
Reacción con un reactivo quiralReacción con un reactivo quiral
Con un reactivo R quiral, si los grupos A sonCon un reactivo R quiral, si los grupos A son enantiotópicos, las reacciones por cada grupo A transcurren a través de ET diastereméricos de diferente energía. Se obtiene una mezcla de
tió lt t d l ió d denantiómeros resultantes de la reacción de cada grupo A. Como los ET son diferentes en energía los dos enantiómeros se obtienen en diferente proporción (mezcla enantioenriquecida): Losproporción (mezcla enantioenriquecida): Los grupos A enantiotópicos son distinguibles por el reactivo quiral.
ESTEREOSELECTIVIDAD
REACCIONES ESTEREOSELECTIVAS
REACCIONES DIASTEREOSELECTIVAS
Distinguen entre grupos o caras diastereotópicas
REACCIONES ENANTIOSELECTIVASREACCIONES ENANTIOSELECTIVAS
Distinguen entre grupos o caras enantiotópicas
REACCIONES ESTEREOESPECÍFICAS
Cuando sustratos de estereoquímica diferente dan lugara productos de estereoquímica diferente en idénticascondiciones de reacción.
Requerimientos mecanísticos de la reacción
Todas las reacciones estereoespecíficas son estereoselectivas pero no viceversaestereoselectivas, pero no viceversa.
Pueden ser diastereo- y/enantioselectivas.
EJEMPLOS DE REACCIONES ESTEREOESPECÍFICAS
Hidroxilación con OsO4: Estereoespecífica sin, los dos grups OH se introducen por el mismo lado del doble enlace
EJEMPLOS DE REACCIONES ESTEREOESPECÍFICAS
Reacciones de sustitución S 2: Transcurren de manera estereoespecífica con
But SO2Ar NaSPh But H
Reacciones de sustitución SN2: Transcurren de manera estereoespecífica con inversión en la configuración
Bu
H
2
H
NaSPh
H SPh
But H NaSPh But SPh
H SO2Ar H H
Eliminación pirolítica de óxidos de amina (ésters, sulfóxidos, selenóxidos etc): Requieren una disposición sin-coplanar de los dos grups que se eliminan.
CHCH3
N(O)Me2HPhH
N
H CH3
OCH3H3C
H
N
H CH3
OCH3H3C
CH3
H CH3
Phcalor
CH3
eritro
Ph
H CH3
3 H
CH3 Ph
H CH3Z
EJEMPLOS DE REACCIONES ESTEREOESPECÍFICAS
Eliminación de haluros: La eliminación de haluros en medio básico es una reacción estereoespecífica anti. Requiere una disposición anti co-planar entre el H y el haluro que son eliminadosH y el haluro que son eliminados
EJEMPLOS DE REACCIONES DIASTEREOSELECTIVAS
ALQUILACIÓN DE CILOHEXANONAS
EJEMPLOS DE REACCIONES DIASTEREOSELECTIVAS
Eliminación de haluros
EJEMPLOS DE REACCIONES DIASTEREOSELECTIVAS
Adición de fenoxicarbeno
H
OPh
HOPh
PhOHOPh
PhOCHClBuLi
+
26% exo 14% endo
PhOCH2Cl
Addición a carbonilo (reducción)Addición a carbonilo (reducción)
OTMS OTMS OTMS
OO
OHO
OH
NaBH4+
H HOOO
OO
OO66% 30%
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN REACCIONES DE ADICIÓN A GRUPO CARBONILOGRUPO CARBONILO
El grupo carbonilo es de gran importancia enquímica orgánica Reacciona con un gran
Nu (sp3)química orgánica. Reacciona con un grannúmero de nucleófilos dando reacciones deadición en las que el carbono trigonal sp2 setransforma en un carbono tetraédrico sp3. El *c=oproceso implica la interacción entre el HOMOdel nucleófilo i el LUMO del grupo carboniloque requiere una aproximación en principioortogonal entre dichos orbitalesortogonal entre dichos orbitales.
Nu oConforme el nucleófilo se aproxima alcarbonilo se produce una perturbación de losorbitales; el carbonilo pierde la coplanariedadi empieza a piramidalizar Cálculos refinados
O
Nu 107o
i empieza a piramidalizar. Cálculos refinadosindican que el nucleófilo prefiere acercarseformando un ángulo aproximado de 107 (ángulo de Bürgi-Dunitz).
(Ángulo de Bürgi-Dunitz)
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN ADICIONES A GRUPO CARBONILO
Si las dos caras del grupo carbonilo no son homotópicas, la adición del nucleófilo origina un nuevo centro estereogénico cuya configuración depende de por qué cara del carbonilo se produce el ataque. Más concretamente, si las dos caras son diastereotópicas (diferenciables) el ataque por una de ellas puede estar favorecidodiastereotópicas (diferenciables) el ataque por una de ellas puede estar favorecido observándose cierta estereoselectividad en la reacción.De los diferentes factores que controlen las reacciones orgánicas (electrostático, orbital, estérico), son los factores estéricos los que determinan principalmente la ) q p pestereoquímica en las adiciones a carbonilo, especialmente en cetonas cíclicas
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN ADICIONES A GRUPO CARBONILO
Con moléculas conformacionalmente flexibles (cetonas acíclicas y aldehídos)Con moléculas conformacionalmente flexibles (cetonas acíclicas y aldehídos) también se observa frecuentemente estereoselectividad, especialmente si en las proximidades del grupo carbonilo existe un centro estereogénico. En estos casos, el factor estérico no puede ser el único elemento de control. La mayoría de estudios se h ll d b lé l l i t t t é ihan llevado a cabo en moléculas en las que existe un centro estereogénico en posición al grupo carbonilo. En estos casos no es obvio prever por que cara se producirá el ataque del nucleófilo. Se han propuesto varios modelos que explican la estereoselectividad de la reacción:estereoselectividad de la reacción:
Modelo de CramModelo de Felkin-Anh
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN ADICIONES A GRUPO CARBONILO
Modelo de Cram O ONu
E
Modelo de Cram
Carbono estereogénico
Sustituyentes noL
RSM
Nu LR
OMS
Sustituyentes no coordinantes (O,N)
Valido para racémicos o
Nu
enantiómeros
LR
OHSMNu
LR
NuMSHO
L L
E
El modelo de Cram da especial importancia a las interacciones de tipo estérico. Considera que la aproximación del nucleòfilo al carbonilo se produce por la cara menos impedida estéricamente en la conformación que minimiza la repulsión entre el oxígeno del carbonilo y el sustituyente más voluminoso(L) del carbono el oxígeno del carbonilo y el sustituyente más voluminoso(L) del carbono
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN ADICIONES A GRUPO CARBONILO
Modelo de CramE
MgBr
MgMeBr
Modelo de Cram
Carbono estereogénico
Sustituyentes coordinantesR
OO
SL
Me
MgMe
R
OO
LS
Me
Mg
Sustituyentes coordinantes (O,N)
Valido para racémicos o
SL LS
enantiómeros
R
OHOMe
Me
R
MeOMe
HO
E
RSL
RLS
Si el carbono tiene sustituyente coordinantes y existen metales coordinantes en el medio de reacción, el ataque del nucleófilo se produce por la cara menos impedida estéricamente del grupo carbonilo en la conformación que permite la p g p q pformación de un quelato entre el metal, el oxígeno del carbonilo y el átomo del sustituyente coordinante (modelo cíclico)
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN ADICIONES A GRUPO CARBONILO
Modelo de Felkin-Anh, La clave principal de este modelo es evitar la conformación eclipsada entre el sustituyente R del grupo carbonilo y el grupo L del centro estereogénico en el ET (tal y como ocurre en el modelo de Cram):
Modelo de Felkin:-ET próximo semejante a los reactantes- Conformación en ET alternada no eclipsada para minimizar la tensión torsionalConformación en ET alternada, no eclipsada, para minimizar la tensión torsional.- Las principales interacciones estéricas se producen con el grupo R o el nucleòfilo, pero no con el oxígeno del carbonilo.
Felkin Cram
Comparación de los modelos de Felkin y Cram
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN ADICIONES A GRUPO CARBONILO
MODELO DE FELKIN ANH JUSTIFICACIÓNMODELO DE FELKIN-ANH. JUSTIFICACIÓN
El grupo L se sitúa perpendicular al grupo carbonilo minimizando las interacciones con el grupo R (dos posibles conformaciones A y B). El Nu se acerca siguiendo el ángulo de Bürgi Dunitz anti al grupo más voluminoso L interaccionando con uno de losde Bürgi-Dunitz anti al grupo más voluminoso L, interaccionando con uno de los sustituyentes S o M. En la conformación A (más favorable) la interacción del Nu se produce con el grupo S, minimizando la repulsión estérica.
S
L
RNu S
L
R
NuRM
SR
M
S
MOConformación A
MHO
Mayoritario
O
ML
OH
ML Nu
SO SHOO
LS
HO
LS
Nu
M
L
RNu
M
L
R
Nu
MinoritarioC f ió B
RL
M
R
M
MinoritarioConformación B
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN ADICIONES A GRUPO CARBONILO
Modelo de ComforthHalógenos en el carbono .Predicción no es correcta mediante los modelos de Cram y Felkin (inicial)
OCl
MeH
Nu-
H
Nu
H
O
HMe MeMgCl
H
HO
HMe Me
H
Me
HMe OH
+H
Cl
H HCl
HCl
88 : 12
Si el carbono tiene un halógeno, éste se comporta como si fuera el sustituyente más voluminoso en los modelos de Cram y Felkin, situandose anti al carbonilo para minimizar repulsiones dipolares entre los enlaces C Hal y C O
88 : 12
repulsiones dipolares entre los enlaces C-Hal y C=O.
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN ADICIONES A GRUPO CARBONILO
Modelo de AnhHalógenos en el carbono .
Anh propone que el proceso esta controlado no solo por factores estéricos sino por factores orbitálicos. En la aproximación del nucleófilo se produce una interacción secundaria entre el orbital ocupado del nucleófilo y un orbital vacío σ*C-Z (Z es un sustituyente del carbono ) Esta interacción es mas favorable para el orbital C-Halsustituyente del carbono ). Esta interacción es mas favorable para el orbital C Hal cuyo orbital σ* es menor en energía, de manera que es el halógeno el que se sitúa anti-coplanar al Nu en el ET preferente del modelo de F-A
Nu-Nu
R
PO
*P
MC-Hal
*C=O
*
Hal
COMPUESTOS ENANTIOMERICAMENTE PUROSO
Cl
N
O O
NH
O
O
NMe
ONHMe N
Me
Pr Me
NH
O O O
TaliodomidaH
N
NMe2
Dexclorofeniramina
Cl
CetaminaOHPicenadol Analgésico y
S es 200 veces más potente que R
Hipnótico y analgésicod es activol es tóxico
g yantiheméticoS es teratogénico
Analgésicod es agonista opiaceol es antagonista
NMe2 PhO O
Me2NPh
OO OMe O O MeO
DARVON NOVRAD
A nivel biológico las substancias bioactivas ejercen su acción interaccionando con receptores DARVON
(2S, 3R)-(+)-dextropropoxiféNOVRAD
(2R, 3S)-(-)-dextropropoxifé
DARVON es analgésicoNOVRAD es antitusivo
presentes en las células. Estos están formados por proteínas las cuales son quirales, de manera que dos compuestos enantiómeros puedencompuestos enantiómeros pueden presentar actividades diferentes frente un mismo receptor.
OBTENCIÓN DE COMPUESTOS ENANTIOMÈRICAMENTE PUROS (O ENRIQUECIDOS ENANTIOMÉRICAMENTE)PUROS (O ENRIQUECIDOS ENANTIOMÉRICAMENTE)
SÍNTESIS A PARTIR DE COMPUESTOS ENANTIOMÉRICAMENTE PUROS
Productos naturales
REACCIONES ENANTIOSELECTIVAS
A ili i lAuxiliares quirales
Reactivos quirales
Catalizadores quiralesq
RESOLUCIÓN DE RACÉMICOS
Formación de derivados
Resolución cinética
C t fí i lCromatografía quiral
REACCIONES ENANTIOSELECTIVAS
Auxiliar quiral: Es una substancia enantioméricamente pura que se une covalentementeal sustrato y después de la reacción se separa del producto. Al unirse el auxiliar y elsustrato, los grupos enantiotópicos se transforman en diastereotópicos, siendodiferenciables por reactivos convencionales aquiralesdiferenciables por reactivos convencionales aquirales
Algunos auxiliares quirales utilizados en la alquilación de cetonas
REACCIONES ENANTIOSELECTIVAS
Reactivo quiral: Un reactivo convencional se hace reaccionar con una sustancia enantioméricamente pura para dar otro reactivo quiral, el cual es capaz de diferenciar grupos o caras enantiotópicas.d e e c a g upos o ca as e a o óp cas
Li AlH4 + 3OH O
LiAl H
3
O
(-)-mentol
NMe2
O
NMe2
OH
LiAlH4 rac.
LiAl(mentol)3H 77% ee
REACCIONES ENANTIOSELECTIVAS
Catalizador quiral: La sustáncia enantioméricamente pura se utiliza en cantidadCatalizador quiral: La sustáncia enantioméricamente pura se utiliza en cantidad catalítica acompañada de un reactivo convencional en cantidad estequiométrica.
R + C* (R-C)*S
P* + C*( )
S + C* (S-C)*R
P* + C*S + C (S C)
Red-Ox
R
Epoxidación de Sharpless
R1
R2 R3
OH
(-)-DETR1
R2
R3
OH
Oee> 90%
EtO2C
HO OH
CO2Et
Ti(OPrp)4
(+)-DET R1R2
R3OHee> 90%
Ti(OPr )4
t-BuOOH
O
REACCIONES ENANTIOSELECTIVAS
Friedel-Crafts enantioselectiva
Catalizador quiral, ejemplos
O
Br
N+ Me Ph
O
N
Me
Ph
O
ee 97%
OO
Zr(OPr)2
BrNH
NH
EnzimasEl i f t li l di ió d l i i d l á id f á iEl enzima fumarasa cataliza la adición de agua por la cara si, si del ácido fumárico conduciendo exclusivamente a ácido L-málico
H
H
CO2H
HO2C Fumarasa
H2OOH
H CO2H
HO2C H
CO2HHHOHH
si siH CO2H
SEPARACIÓN RACÉMICA: FORMACIÓN REVERSIBLE DE DERIVADOS
La mezcla racémica se hace reaccionar con una sustancia enantioméricamente pura transformándose en un mezcla de diastereoisómeros. Una vez separados se hace revertir la reacción para obtener cada enantiómero puro (o enriquecido)
HOOH
NHM
HOOH
NHMe+HO
NHMe
R-(-)-adrenalinaHO
NHMe
S-(+)-adrenalina
CO2H
CO2H
HO
HOAc (+) taràric
(-)adrenalina (+)tartàric + (+)adrenalina (+)tartàric
cristal·lització
(-)adrenalina (+)tartàric (+)adrenalina (+)tartàric
-OH -OH
(-)adrenalina (+)tartàric (+)adrenalina
SEPARACIÓN RACÈMICA: RESOLUCIÓN CINÈTICA
La resolución cinètica se base en el hecho que la velocidad de dos enantioómeros frente a un agente quiral es diferente. En el caso más favorable uno de los
tió i l t t i t l t l h b l tenantiómeros reacciona completamente mientras que el otro no lo hace en absoluto
SEPARACIÓN RACÉMICA: CROMATOGRAFIA QUIRAL
La cromatografía quiral utiliza una fase estacionaria quiral. Generalmente se tratade gel de sílice funcionalizada con derivados de celulosa o amilosa para HPLC o conciclodextrinas para CG. Cada enantiómero interacciona con fuerza diferente con lafase estacionaria eluyendo a tiempos diferentes.
O
RO ORO
RO
R =
Me
HN
O
n Me
Silica gel
CHIRALCEL OD (DAICEL)Tris (3,5-dimetilfenilcarbamato) de celulosa
EFECTOS ESTEREOELECTRÓNICOS
Deslongchamps: Cualquier efecto sobre la reactividad de una molécula producido por la particular disposición espacial de determinados pares de electrones, tanto compartidos como no compartidos.
Efecto anoméricoEste efecto se observa en compuestos heterocíclicos hexagonales con sustituyentes en el carbono al heteroátomo, y se manifiesta en la preferencia del grupo polar a adoptar una di i ió i l t i ió l b l t i l hdisposición axial en contraposición a lo que se observa normalmente en ciclohexanos sustituidos. El nombre del efecto se debe a que se observó por primera vez en el carbono anomérico de la forma piranósida de los azúcares.
G>0O
X
O X
G>0
X = grupo polarX = grupo polar
EFECTOS ESTEREOELECTRÓNICOS
Efecto anoméricoLemieux (1950) atribuye un origen electrostático a este efecto. Esta interpretación se apoya en la observación
OX
Oe p e ac ó se apoya e a obse ac ó
que la forma eq está favorecida en disolventes polares.
XX Deslongchamps (1980) manteniendo esta
componente electrostàtica da mayor importancia a los orbitales. Según este autor el origen del efecto anomérico estaría en una
n n el origen del efecto anomérico estaría en una interacción enlazante estabilizadora entre un orbital n del heteroátomo y el orbital σ* del enlace C-X que se da únicamente si X és
O
*
O
axial. Con grupos no polares (alquilo) esta interacción es poco efectiva debido a la mayor diferencia de energia entre los orbitales implicados
C-X *C-X
implicados.En el trans-2,3-dicloro-1,4-dioxano predomina la conformación con los átomos de Cl axiales. Además el enlace C-Cl es
transmás largo y el enlace C-O más corto que los enlaces estándar correspondientes
DIFERENTES REPRESENTACIONES DE LA ESTEREOQUÍMICA
Representaciones para el 2 clorobutanoRepresentaciones para el 2-clorobutano
Proyección de FischerProyección de Fischer
DIFERENTES REPRESENTACIONES DE LA ESTEREOQUÍMICA
Proyecciones de Fischer: Movimientos permitidos y no permitidos
DIFERENTES REPRESENTACIONES DE LA ESTEREOQUÍMICA
Decalinas
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA ESTEREOQUÍMICA
Maehr J. Chem. Ed. 1985, 62, 114
BrS Descriptor topológico:OHBr
RS Descriptor topológico:
Configuración absoluta
OH
Br
OH
Br
BR
SOH
Br
BS
R= +Descriptor geométrico: Configuración relativa. Indica una mescla racèmica
Br Br Br
Descriptor geométrico: Configuración
OH
Br
BOH
Br
BR
SOH
Br
BS
R= o
Descriptor geométrico: Configuración relativa. Indica un único enantiómerodel que se desconoce su estereoquímica absoluta.
Br Br Br
OTROS SISTEMAS DE NOTACIÓN ESTEREOQUÍMICA
Eritro-treo: Estereoquímica relativa
CHOOHHOHH
CHOHHOHHO
CHOOHHHHO
CH OH
CHOHHOOHH
CH2OHOH
NH2=
CH2OHHH2NOHH
+
CH2OHH NH2
HO HCH2OH CH2OH CH2OHCH2OH
D-eritrosa L-eritrosa D-treosa L-treosa
Ph Ph
(d,l)-treo-2-amino-1-fenil-1,3-propanodiol
R*,S*: Estereoquímica relativa si la estereoquímica absoluta no se conoce o es indiferenteindiferente
CH OHOH
(1R*,2S*)-2-amino-1-fenil-1,3-propanodiolCH2OH
NH2rel-(1R,2S)-2-amino-1-fenil-1,3-propanodiol
(1RS,2SR)-2-amino-1-fenil-1,3-propanodiol
OTROS SISTEMAS DE NOTACIÓN ESTEREOQUÍMICA
c-t-r: Compuestos cíclicos. Un grupo (generalmente el grupo principal) sirve de referencia y la posición del resto se indica en relación a éste.
Exo-endo: En sistemas bicíclicos plegados: Sustituyente endo es el que esta dirigido hacia el interior del pliegue y exo el que está dirigido hacia el exterior del pliegue
CH3CH3 HCH3
H
CH3
H
exo,exo-2,4-dimetilbiciclobutano
CH3
H
H
exo,endo-2,4-dimetilbiciclobutanoCl
endo-2-cloronorborneno
OTROS SISTEMAS DE NOTACIÓN ESTEREOQUÍMICA
Sin-anti: Indica la orientación relativa de los sustituyentes en una cadena lineal. La cadena principal se dibuja en forma de zigzag.
anti,anti sin,anti sin,anti sin,sin
CHOOHHHHO
= CHOOHH
CH3 CHOOHH
HO= CH3 CHO
=HO
HHOCH3
treo
CH3
CHOOHHH
3 CHOOH
sin
Epi Epímeros son diastereómeros q e se diferencian en la config ración de n únicoEpi: Epímeros son diastereómeros que se diferencian en la configuración de un único centre estereogénico.
O O6
OH
H
H
OH
H
HOO
OO
santonina 6-epi-santonina
H H
ambrox 9-epi-ambrox
OTROS SISTEMAS DE NOTACIÓN ESTEREOQUÍMICA
D-L: Se utiliza en azúcares y aminoácidos. En la proyección de Fischer se observa el sustituyente del último centro estereogénico. En los productos D éste se encuentra a la derecha y en los L a la izquierda
Este descriptor indica la
CHOOHHHHO
CHOHO H
H OH CO2H CO2H
Este descriptor indica la estereoquímica absoluta de la molécula y no se debe confundir con el descriptor d l d ib l tidOHH
OHHCH2OH
HO HHO H
CH2OH
H2N HCH3
NH2HCH3
d,l que describe el sentido de desviación de la luz polarizada por parte de cada enantiómero.
D-(+)-glucosa L-(-)-glucosa L-(+)-alanina D-(-)-alaninacada enantiómero.
s-cis y s-trans: Indica la conformación alrededor de un enlace sencillo con cierto á t d d bl l l fi b t i lcarácter de doble enlace que le confiere una barrera torsional.
O O
s-trans-butadieno s-cis-butadieno s-trans-propanal s-cis-propanal
NCH3O
NHO
NH H
s-cis-N-metilformamida
H CH3
s-trans-N-metilformamida
SIMETRIA PROMEDIADA
CH3
HCH3
CH3
HH3C
H3
H
CHCH
superponibles
H3C
H
CH3
HCH3
H
CH3
HH
En la conformación de silla la molécula es quiral y tiene una imagen especular no q y g psuperponible. No obstante, existe un equilibrio conformacional con una silla invertida que resulta ser idéntica a la imagen especular de la silla inicial (50% de población de cada silla, idénticas en energía). Consecuentemente el cis 1,2-dimetilciclohexano experimentalmente es una substancia ópticamente inactiva que no presenta dos formas enantioméricases una substancia ópticamente inactiva que no presenta dos formas enantioméricas diferentes (AQUIRAL). De hecho, el equilibrio conformacional entre las dos sillas implica pasar por una conformación altamente energética con un plano de simetría.
DIASTEREOSELECTIVIDAD EN ADICIONES A GRUPO CARBONILOAl aumentar el tamaño del grupo R, aumenta la estereoselectividad de la reacción.Al aumentar el tamaño del grupo R, aumenta la estereoselectividad de la reacción. Este hecho no se puede explicar mediante el modelo de Cram. Como se explica según el modelo de Felkin-Anh?
EJES QUIRALES (ESTEREOGENICOS)
H3C
ClCH3
CH3
ClH3C
SISTEMAS CÍCLICOS RÍGIDOSCl
3
Cl3
CH3
4CH
4CH3
Cl CH3
Cl
1 2
3
Ra
CH3
H3C ClCl
2 1
3
Sa
H H
H3C CH3
H
Ph
H
PhH H
ALQUILIDENCICLOALCANOS
PhH CH3
2 13
Ra
PhH3C H1 2
3
Sa
H4 H4
RMN: GRUPOS HOMOTOPICOS Y HETEROTOPICOS CONSITUCIONALES
O
O3.67
O2.01
0123PPM
RMN: GRUPOS DIASTEREOTOPICOS
3
3
O H3.90
3.50
H1.71 3.82
0123
Ha Hb
0123PPM
RMN: GRUPOS ENANTIOTOPICOS
O Ha Hb
O Cl
Cl
ClHa
HH
H
Ha y Hb son enantiotópicos, no distinguibles por RMN
ClH
O
ClCl
H H
H
4.84 4.84
2.01
Ha y Hb
OCl
Cl
HH
2.01
2.01
01234PPM
RMN: GRUPOS ENANTIOTOPICOS. DIFERENCIACION DE ENANTIOMEROS MEDIANTE REACTIVOS QUIRALES
EJEMPLOS DE REACCIONES ESTEREOESPECÍFICAS
Epoxidación con perácidos: Estereoespecífica sin. La estereoquímica del doble enlace se mantiene en el epóxidoenlace se mantiene en el epóxido.
CH3 CH3
si re
O
HCH3 CH3 O
H HCH3
CH3MCPBA
H H
sire
i i
H H O
H
CH3 H
CH3
si si
O
H CH3
CH3 HO
H3C HH CH3+
O
H CH3
CH3 HMCPBA
H CH3
rere
3
PLANOS QUIRALES (ESTEREOGÉNICOS)PARACICLOFANOS
Para determinar la configuración del plano se define un átomo piloto P que es el primer átomo que se sitúa fuera del plano que contiene la parte de la molécula responsable de la quiralidadmolécula responsable de la quiralidad. Desde este se numeran los átomos sucesivamente. En el caso de dos posibilidades, se sigue el camino por el átomo de mayor prioridad según las reglas de CIP
Trans-CICLOOCTENOANULENOS
1
23H
1
2 3HCH3
P
12
3
RpSp
PM
P P
aquiralRp
PPlanos quirales aparecen en moléculas que presentan una gran parte contenida en un plano del cual sobresale el resto de la molécula. Para designar la configuración del plano estereogénico se puede utilizar la nomenclatura R/S y también la notación helicoidal
Rp = P
Sp = M (CONTRARIA A LA DE LOS EJES QUIRALES)