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Estimados Compañeros:

Damos a conocer Conceptos de gran interés , de primer nivel, ya que creemos que es de suma importancia para tener unas buenas definiciones, conceptos, tanto conceptos como estereoquimica y definiciones que se deriven de la misma y así tener un buen conocimiento especifico de cada concepto.

Cual quier duda, sugerencia o comentario, estamos a su disposición, le brindamos este correo para que exprese sus ideas, opiniones, etc.

ing_franco19@hotmail.com.

Esperamos que sea de su agrado.!!!

• Margarita Franco Asencio
• Cristhel Reyes Perez.

ESTEREOQUIMICA

La ciencia de la química orgánica, como hemos dicho, se basa en la relación entre estructura molecular y propiedades. Aquella parte de la ciencia que se ocupa de la estructura en tres dimensiones La estereoquímica es el estudio de los compuestos orgánicos en el espacio

Las bases de la estereoquímica fueron puestas por Jacobus van’t Hoff y Le Bel, en el año 1874. De forma independiente propusieron que los cuatro sustituyentes de un carbono se dirigen hacia los vértices de un tetraedro, con el carbono en el centro del mismo.

La disposición tetraédrica de los sustituyentes de un carbono sp³ da lugar a la existencia de dos posibles compuestos, que son imágenes especulares no superponibles, llamados enantiómeros.

http://www.quimicaorganica.org/estereoquimica-teoria/estereoquimica-estereoisomeria.html

Principios de la Química Orgánica, G.S Mank, ISN 968-451-356-9, McGrawHill, Pag (431)

Estereoisomeria

Rama de la química orgánica, que estudia las modificaciones que surgen en las moléculas. (En la luz, como en las reacciones químicas).

Química Orgánica Básica Aplicada, Eduard Primo Y. Editorial Reverte, ISBN 84-291-7953-4 Pag (44)

Estereoisomeros

Los estereoisómeros son los isómeros cuyos átomos están conectados en el mismo orden, pero con disposición espacial diferente.

Química orgánica, 2da. Edición, Herbel Meislich, ISBN 0-07-041458-0, McGraw-Hill pag (88)

Isomeros

La isomería es el fenómeno mediante el cual dos o más compuestos diferentes se representan por medio de fórmulas moleculares idénticas. Las moléculas isómeras poseen diferentes propiedades físicas y químicas, y estas diferencias se atribuyeron a la existencia de fórmulas moleculares distintas. Los compuestos que poseen la misma fórmula molecular, pero diferentes fórmulas estructurales, reciben el nombre de isómeros (del griego, iso, igual; meros, parte).

Isomeros Estructurales

Forma de isomería, donde las moléculas con la misma formula molecular, tienen un diferente arreglo en los enlaces entre sus átomos, es lo opuesto a los estereoisómeros.

Debido a esto se pueden presentar 3 diferentes modos de isomería:

• Isomería de cadena o esqueleto.- Los isómeros de este tipo, tienen componentes de la cadena acomodados en diferentes lugares.

Un ejemplo es el pentano, del cual, existen muchos isómeros, pero los más conocidos son el isopentano y el neopentano

• Isomería de posición.- En donde, los grupos funcionales de un compuestos, se unen de diferentes posiciones.

Un ejemplo simple de este tipo de isomería es la molécula del pentanol, donde e 3-pentanol.

• Isomería de grupo funcional.- Aquí, la diferente conectividad de los átomos, pueden generar diferentes grupos funcionales en la cadena. Un ejemplo es el ciclohexano y el 1-hexeno, que tienen la misma fórmula molecular (C6H12), pero el ciclohexano es un alcano cíclico o cicloalcano y el 1-hexeno es un alqueno. Hay varios ejemplos de isomeria como la de ionización,coordinación,enlace,geometría y óptica.

Quimica basica aplicada, Eduard Primo Yufara. Editorial Reverte pag (41-60) ISBN 84-291-7953-4

Isomeros Geometricos

Son estereoisomeros que no pueden convertirse uno en otro sin que se rompa un enlace química, esto se presentan en pares y utilizan los términos Cis y Trans

Son el tipo específico de diasteromeros que deben su existencia a la rotación impedida en torno del enlace carbono-carbono ( C- C )

La isomería cis-trans o geométrica es debida a la rotación restringida entorno a un enlace carbono-carbono.

Esta restricción puede ser debida a la presencia de dobles enlaces o ciclos. Así, el 2-buteno puede existir en forma de dos isómeros, llamados cis y trans.

ISOMERO CIS

Significa que dos atomos en particulares son adyacentes que están del mismo lado del doble enlace o en la misma cara

ISOMERO TRANS

Cuando dos grupos de 2 atomos existen de lado opuesto de la formula estructural

http://www.quimicaorganica.net/isomeros-geometricos.html

Isomeros Opticos

Son imágenes que no se pueden superponer (se dice que la imagen del isómero se puede superponer cuando la estructura se empalma con otra y coinciden todos sus lados, al igual que los geométricos, estos se presentan en pares.

Dextrogiro

Cuando un compuesto ópticamente activo, rota la luz polarizada en el sentido de las agujas del reloj, se dice que es dextrógiro y se representa por (+).

Levogiro

Las sustancias que rotan la luz en sentido contrario a las agujas del reloj, son levógiras levógiras y se representa por (-).

Quimica Organica , 2da. Edicion Herbel Melslich MaGraw-Hill Pag (84-1004)

Diastereoisomeros

Son una clase de estereoisómeros tales, que no son superponibles pero tampoco imagen especular uno del otro, es decir, no son enantiómeros.

Los diastereoisómeros difieren en sus propiedades físicas y químicas.

Dentro del grupo de los diasterómeros se encuentran los Isomeros cis - trans (antes conocido como Isómeros Geometricos), los confórmeros isómeros conformacionales y, en las moléculas con varios centros quirales, los isómeros que pertenecen a distintas parejas de enantiómeros

http://es.wikipedia.org/wiki/Diastereoisómero

Enantiomero y la Luz Polarizada

• Enantiómeros

En la ciencia de la química se dice que dos estereoisómeros son enantiómeros si la imagen especular de uno no puede ser superpuesta con la del otro. Dicho de otra forma: un enantiómero es una imagen especular no superponible de sí mismola imagen especular de uno no puede ser superpuesta con la del otro. Dicho de otra forma: un enantiómero es una imagen especular no superponible de sí mismo. Tienen las mismas propiedades físicas y químicas, excepto por la interacción con el plano de la luz polarizada o con otras moléculas quirales.

• Un Enantiomero y la luz polarizada

Cuando la luz polarizada pasa a través de una cubeta que contiene una sustancia quiral, se produce una rotación en el plano de polarización.
Las sustancias quirales rotan la luz polarizada y se dice de ellas que son ópticamente activas (presentan actividad óptica). Aquellas sustancias que no producen rotación en la luz polarizada son ópticamente inactivas.

• Luz Polarizada

La luz normal consiste en ondas electromagnéticas que vibran en todas las direcciones. Cuando la luz pasa a través de un polarizador (prisma de Nicol) las ondas electromagnéticas vibran en un plano. Este plano de oscilación coincide con el plano de propagación de la onda.

http://es.wikipedia.org/wiki/Enantiómero

Quiralidad Molecular

La palabra quiral fue introducida por William Thomson (Lord Kelvin) en 1894 para designar objetos que no son superponibles con su imagen especular. Aplicado a la química orgánica, podemos decir que una molécula es quiral cuando ella y su imagen en un espejo no son superponibles.

La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a cuatro sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico lo tenemos en la molécula de Bromocloroyodometano. El carbono está unido a bromo, cloro, yodo e hidrógeno, cuatro sustituyentes diferentes que lo convierten en quiral o asimétrico. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas. La relación entre una molécula y su imagen especular no superponible es de enantiómeros.

Los organismos vivos, incluidos los seres humanos, son quirales,: nuestros oréganos internos están dispuesto de forma no simétrica; nuestras manos derecha e izquierda son imágenes especulares no superponibles entre si

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Centro Quiral

Hay una forma sencilla de predecir si una molecula es o no quiral y consiste en buscar los centro quirales. un centro quirasl ( o estereogenico) se obtiene cuando un atomo centro y otros cuatro atomos o grupo de atomos distintos se unen adaptando una geometria molecular tetraedrica. Por ejemplo, un atomo de carbono unido a a otro atomos o gurpos de atomos distintos entre si.

Quimica Orgánica, estructura y reactividad Tomo 1, (Seyhan Ege) Pag 209- 211

Proyeccion de Fischer

Proyectar consiste en dibujar en dos dimensiones (plano) una molécula. En la proyección de Fischer la molécula se dibuja en forma de cruz con los sustituyentes que van al fondo del plano en la vertical y los grupos que salen hacia nosotros en la horizontal, el punto intersección de ambas líneas representa el carbono proyectado.

DENOTACION R/S DE FISCHER

Para dar notación R/S en proyecciones de Fischer se siguen las mismas reglas que para una molécula dibujada en el espacio.

1. Se dan prioridades por números atómicos a los sustituyentes que parten del carbono asimétrico.

2. Se gira comenzando por el grupo de prioridad (a) hacia (b) y (c). Si el grupo (d) se encuentra en la vertical, el giro en el sentido de las agujas da notación R y en sentido contrario a las agujas S.

Cuando el grupo (d) se encuentra en la horizontal es lo contrario

www.quimicaorganica.org/estereoquimica-teoria/fischer-notacion-rs.html

Paso de Newman a Fischer

Para convertir proyecciones de Newman en proyecciones de Fischer se dibuja la forma espacial de la molécula, disponiéndola en conformación eclipsada para hacer la proyección de Fischer.

[1] Paso de Newman a forma espacial de la molécula.

[2] Giro para disponer la molécula en conformación eclipsada

[3] Giro que dispone los grupos que están en el plano al fondo y los que van con cuñas y líneas a trazos hacia nosotros.

[4] Proyección de la molécula

Nomenclatura De los Antiomeros

Es necesaria una nomenclatura que distinga los estereoisómeros de una molécula. Así, en el caso del 2-Clorobutano la notación debe distinguir un enantiómero del otro. Cahn, Ingold y Prelog desarrollaron unas reglas que permiten distinguir unos estereoisómeros de otros, y que a continuación describo.

Regla 1.- Dar prioridades a cada uno de los cuatro átomos o grupos de átomos enlazados directamente al carbono asimétrico. Esta prioridad se da por número atómico. En la moléculade Bromocloroyodometano, el yodo es el grupo de mayor prioridad, que representamos por “a” y el hidrógeno el de menor prioridad, que respresentamos por “d”.

Regla 2.- Orientar la molécula con el grupo de menor prioridad hacia el fondo del papel. En el ejemplo anterior el grupo de menor prioridad es el hidrógeno (grupo d) y está como puede verse en la figura al fondo del papel (línea discontinua). Ahora dibujamos una flecha que recorre los grupos en orden a → b → c. Si el recorrido es en el sentido de las agujas del reloj, el carbono asimétrico tiene notación R. Si el recorrido es en sentido contrario la configuración del carbono es S.

Notación R/S de molécula e imagen
Obsérvese que si un enantiómero tiene notación R su imagen especular será S.

Definiciones

Rotación específica.- Es el número observado de grados de rotación. Quiralidad.- Es la presencia de un átomo de carbono con cuatro átomos o grupos diferentes unidos a él. Molécula quiral.- Se dice que una molécula es quiral si puede escribirse de dos formas que sean una la imagen especular de la otra. Centro quiral.- Es un átomo unido a cuatro grupos diferentes(puede ser Carbono, Nitrógeno, Fósforo, etc). Superponible.- Que se puede acomodar (espacialmente) en una forma idéntica a otro compuesto isómero. Compuesto meso.- Son compuestos que tienen varios carbonos asimétricos y planos de simetría, estos son ópticamente inactivos. Modificación racémica.- Es una mezcla equimolecular de enantiómeros del mismo compuesto y que al mezclarse pierden su actividad óptica, se representan con (± ). Configuración e isómeros configuracionales.- Las configuraciones son las disposiciones relativas cuando para una misma constitución existe más de una posible disposición espacial, isomeros configuracionales son los estereoisómeros como los diastereómeros y los enantiómeros. Isomeros conformacionales.- Son las conformaciones diferentes que corresponden a mínimos de energía, también denominados confórmeros. Polarímetro.- Es un aparato que sirve para medir el grado de rotación del plano de la luz polarizada

Conclusiones

• Hay que pensar que la molécula armada es solo una de las tantas formas que puede adoptar una molécula.

• Podemos concluir que de todos los confórmeros posibles, la molécula adoptara la mayor parte de tiempo solo un de ellos. La molécula buscara la conformación mas cómoda o mas estable, o sea la conformación en donde las interacciones sean mínimas.

• Para cada compuesto nuevo que se descubre sería bueno tratar de llevarlo a modelos moleculares ya que no podría dar una ayuda acerca de los efectos estéricos que pueda tener en relación con otras moléculas adyacentes.

• Actualmente se vienen des cubriendo infinidad de compuestos y de cadena o anillos muy grandes lo que hace prácticamente imposible hacer su correspondiente modelo molecular.