1. La estereoqumica es la rama de la Qumica que se ocupa de los aspectos tridimensionales de las molculas. Ismeros Estereoismeros Configuracionales Enantimeros Diastermeros Conformacionales Estructurales

2. Ismeros que poseen diferente estructura. 1) De cadena 2,2-dimetil, butano hexano ISMEROS ESTRUCTURALES 3. Bromuro de hexilo 3-Bromuro de hexilo 2) De posicin de un tomo o grupo ISMEROS ESTRUCTURALES 4. ISMEROS ESTRUCTURALES 3) De funcin 3-pentanona Pentanal 5. ESTEREOISMEROS Ismeros espaciales o estereoismeros: presentan la misma secuencia de tomos, pero diferente disposicin espacial. 1) Conformacionales 2) Configuracionales 6. 1) Conformacionales: se pueden interconvertir por rotacin alrededor de un enlace . ECLIPSADA ESCALONADA H CH3HO H CH3 Br H HO CH3 Br HCH3 7. CONFORMACIONES (ANLISIS CONFORMACIONAL) El enlace C-C simple tiene libertad de giro a lo largo de su eje. Eso provoca diferentes conformaciones en la molcula del alcano Conformacin Vista lateral Vista frontal Alternada Eclipsada Nota: No son ismeros, porque a temperatura ambiente se interconvierten con mucha facilidad ANLISIS CONFORMACIONAL DEL ETANO 8. Representacin Alternadas Eclipsadas Alternadas Lneas y cuas Caballete Newman 9. El giro en torno al enlace simple C-C provoca acercamientos entre otros orbitales. Eso tiene repercusin en el contenido energtico de la molcula 10. Naturaleza en la tensin en los anillos Casi todos los cicloalcanos no son planos, adoptan conformaciones tridimensionales para adoptar ngulos de enlace casi tetradricos. Varios factores, adems de la tensin de ngulos, intervienen en la determinacin de las formas y de energas totales de los cicloalcanos. Uno de estos factores es la barrera hacia la rotacin del enlace (tensin torsional). Hay tensin torsional en los cicloalcanos si cualquier par de enlaces C-H vecinos eclipsa el uno al otro. En los cicloalcanos superiores las tensiones de torsin se minimizan porque adoptan conformaciones plegadas no planas. Adems existe otro factor que contribuye a la tensin total de los alcanos, que es la tensin estrica 11. Los tomos de carbono en los alcanos acclicos presentan ngulos de enlace de 109,5. Un cicloalcano requiere por su geometra ngulos de enlace diferentes de 109,5, los orbitales de sus enlaces carbono-carbono no pueden conseguir un solapamiento ptimo y el cicloalcano estar afectado de una tensin angular. El ngulo interno del ciclopropano es de 60 . El enlace C-C es mucho ms dbil que en un alcano lineal Los hidrgenos de carbonos contiguos estn eclipsados. Esto confiere una tensin torsional . En los acclicos los hidrgenos pueden adoptar una conformacin alternada donde se minimicen sus interacciones estricas y orbitlicas. Teora de las tensiones. Adolf Won Baeyer (Premio Nobel en 1905) Los cicloalcanos son menos estables debido a las tensiones producidas en el anillo 12. CICLOBUTANO La molcula es parcialmente alabeada. Se observa rpida interconversin de una forma plegada a otra. Con esta distorsin se alivia parcialmente la tensin producida por los ocho hidrgenos eclipsados. A costa de aumentar algo la tensin angular se disminuye la tensin torsional.CICLOPENTANO H H H H H H H H H H Si fuera plano los ngulos seran de 108, cercanos a los del tetraedro. Sin embargo, tal disposicin plana poseera diez interacciones H-H eclipsadas El plegamiento del anillo reduce este efecto, tal como se indica en la estructura. Aunque el plegamiento libera tensin torsional, tambin aumenta la tensin angular H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H conform acin de sobre conform acin de m edia silla C C H H HH H H H H C C C HH H H H H HC C C H rpido107 1.551A 1.109A 13. CICLOHEXANO El ciclohexano es especial puesto que no tiene tensin de anillo. Probablemente esta es la causa de que sea una unidad muy abundante en sustancias naturales. Por qu? Si el ciclohexano fuera plano, el anillo tendra un ngulo interno de 120, muy inadecuado para un hibridacin sp3. Adems, todos los hidrgenos estaran eclipsados En realidad el ciclohexano no es plano sino que adopta una conformacin denominada silla, donde los ngulos internos son prximos a los ideales de la hibridacin sp3. En esta conformacin todos los hidrgenos estn alternados. 14. En el ciclohexano se distinguen dos tipos de enlaces con tomos de hidrgeno segn su posicin relativa dentro de la molcula: - Ecuatoriales: dispuestos a lo largo del plano ecuatorial de la molcula (6) - Axiales: dispuestos perpendicularmente al plano de la molcula (3 + 3) 15. Conformacin de bote Tensin en enlaces Dos enlaces eclipsados Dos hidrgenos con problemas estricos Conformacin de bote torcido Pequea tensin en enlaces Dos enlaces parcialmente eclipsados Dos hidrgenos con pequeos problemas estricos Conformacin de silla Sin tensin en enlaces Sin enlaces eclipsados Hidrgenos sin problemas estricos Debido a la libertad de giro de los enlaces simples C-C el ciclohexano tiene otras conformaciones adems de la de silla 16. La consecuencia de este movimiento de inversin de la conformacin silla es que las posiciones axiales pasan a ser ecuatoriales y viceversa. Esto es especialmente relevante cuando el anillo de ciclohexano posee sustituyentes. La silla es el conformero mayoritario a temperatura ambiente. 17. I. Geomtricos o Diastermeros. Son ismeros que tienen la misma disposicin estructural de tomo con tomo pero se diferencian en la orientacin geomtrica de ellos. a) En dobles enlaces de cadena abierta b) cclicos 2) Configuracionales: solo se pueden interconvertir por ruptura y nueva formacin de un enlace covalente. Son dos: 1 H CH3 CH3 H C H3 C H3 H H H H C H3 C H3 C H3 H C H3 H 18. Nomenclatura E Z en alquenos Se refiere a la estereoqumica alrededor de un doble enlace en una cadena abierta. Se asignan prioridades a los grupos unidos a cada carbono del doble enlace, de acuerdo con el nmero atmico del tomo directamente unido al doble enlace. Es similar a la nomenclatura cis - trans. CH3 CH3 CH3 Cl E- 4-decaeno Z- 1-cloro, 1-penteno 19. H H C H3 C H3 trans-1,2-dimetilciclohexano H C H3 C H3 H cis-1,2-dimetilciclohexano 20. II. Enantimeros u pticos. Son ismeros que tienen la misma disposicin estructural de tomo con tomo, pero se relacionan entre s como las imgenes en un espejo (imgenes especulares), por lo tanto no son superponibles a c b b c a 21. Los enantimeros solo se presentan en los compuestos cuyas molculas son quirales. Se define como molcula quiral aqulla que no puede superponerse a su reflexin especular. - Se dice que los objetos quirales (incluyendo las molculas) se parecen a las "manos". - Los enantimeros se relacionan entre s en la misma forma que una mano izquierda se relaciona a una mano derecha. - Cuando usted observa su mano izquierda en un espejo, la reflexin de su mano izquierda es una mano derecha. Sin embargo, sus manos izquierda y derecha no pueden superponerse. 22. Presentan plano de simetra 23. Los objetos (las molculas) que pueden superponer sus imgenes especulares son aquirales. La quiralidad de las molculas puede demostrarse con compuestos relativamente simples. Considrese, por ejemplo, el 2-butanol. Las molculas del 2-butanol son quirales. Si los modelos I y II de la figura no pueden superponerse, por lo tanto representan molculas diferentes, pero isomricas. Como los modelos I y II son reflexiones especulares uno de otro y no pueden superponerse, las molculas que representan sern enantimeros. 24. En todas las molculas que contengan un solo carbono quiral, habr la posibilidad de que exista un par de enantimeros. Un carbono quiral es aquel que est unido a cuatro grupos diferentes. En el 2-butanol, el carbono quiral es el carbono 2. Los cuatro grupos distintos que estn unidos al carbono-2 del 2-butanol son un grupo oxhidrilo, un hidrgeno, un grupo metilo, y un grupo etilo. 25. Si dos o ms grupos unidos a un tomo tetradrico son iguales, la molcula puede superponerse sobre su imagen especular y es aquiral. Un ejemplo de una molcula de este tipo es la que se presenta en la figura siguiente, dado que, al tomo central estn unidos tres grupos hidrgeno idnticos. Si se escriben frmulas tridimensionales se encuentra que una estructura puede superponerse sobre su imagen especular. = I II I H Br H H H H H Br H B r H H 26. I II I En este segundo ejemplo tambin se observa lo mismo, es decir que, las imgenes especulares son superponibles y, por lo tanto, se trata de la misma molcula (I = II) H H B r C H3 B r H H C H3 = B r H H C H3 27. En este ltimo ejemplo, si tratamos de superponer ambas molculas girando un enlace de la primera de ellas, por ejemplo el enlace C central-CH3, se observa que solo se superponen los grupos bromo y metilo, es decir, son imgenes especulares no superponibles, entonces se trata de una molcula quiral, por lo tanto, la molcula I es diferente a la molcula II. I II II H B r C H3 B r H C H3 C l C l = B r H C H3 C l 28. El tomo de carbono que est unido a cuatro sustituyentes diferentes se nombra como carbono asimtrico, centro asimtrico, centro quiral, carbono quiral o, ltimamente, centro estereognico. Molculas quirales Molculas aquirales OHH CH3 CH CH2OH Cl * 29. Los enantimeros presentan propiedades fsicas idnticas, con la excepcin de su comportamiento frente a la luz polarizada. Un enantimero gira el plano de la luz polarizada en el sentido de las agujas del reloj, es dextrgiro (+). El otro enantimero provoca rotacin en el sentido contrario al de las agujas del reloj, es levgiro (-). Este fenmeno asociado a sustancias quirales se conoce como actividad ptica. ACTIVIDAD PTICA 30. Nomenclatura de los ismeros configuracionales El sistema ms aceptado para nombrar la configuracin de un centro estereognico es la denominada convencin de Cahn, Ingold y Prelog, que asigna una letra R o una letra S a cada centro estereognico de una molcula quiral. Las reglas que hay que seguir para asignar una configuracin R o S son las siguientes: 1. Cada tomo unido al carbono estereognico recibe un nmero 1, 2, 3 4. El 1 se asigna al grupo de mayor prioridad y el 4 al de menor prioridad. La prioridad se establece segn el nmero atmico: el tomo de mayor prioridad es el de mayor nmero atmico. Cl > F > C > H. Por tanto, el orden de prioridad ser Cl (1), F (2), C (3) y H (4). CH3 H F Cl 1 2 3 4 31. 2. Una vez asignado el orden de prioridad se mira el carbono estereognico desde el lado opuesto al grupo de menor prioridad. - Si el orden de prioridades decreciente de los restantes grupos representa una secuencia en el sentido de las agujas del reloj se asigna al estereocentro la configuracin R (rectus, derecha). - Si la secuencia gira en el sentido opuesto a las agujas del reloj la configuracin del estereocentro es S (sinister, izquierda). 32. CH(CH3)2 H BrH2C CH3 CH(CH3)2 H (H3C)3C CH3 COOH H OHC HOH2C EJERCICIOS Determinar la configuracin de cada compuesto: