Estereooquimica

Capítulo 4
Estereoquímica; Parte I

4.1 Introducción
La estereoquímica es el estudio de las moléculas desde una
perspectiva tridimensional. 1. A menudo resulta difícil el estudio y comprensión de la química orgánica, la bioquímica o la biología sin hacer uso de la

estereoquímica.
2. Los sistemas biológicos son muy selectivos y a menudo discriminan entre moléculas con diferenciasestereoquímicas muy pequeñas. 3. Clasificación de los isómeros: “Constitucionales” (difieren en sus secuencias de enlaces) y “Estereoisómeros” (tienen la misma

secuencia de enlaces, pero difieren en la orientación de algunos de
sus átomos en el espacio)

CH3 O

CH3 O

H3C CH2

H

H3C CH2

H

(+) Carbona (semilla de pimienta)

(-) Carbona (aceite de menta)

4.2 Quiralidad
Quiral,término que deriva de la palabra griega “cheir”, que significa
mano. ¿Qué diferencia existe entre tu mano izquierda y tu mano derecha? Parecen iguales, a pesar de que un guante de la mano izquierda, no encaja en la mano derecha. ¿Qué diferencia existe entre tu pie izquierdo y tu pie derecho? Parecen iguales, a pesar de que el zapato izquierdo no encaja en el pie derecho.

La diferencia queexiste entre las dos manos y los dos pies, es que
son imágenes especulares no superponibles (no son idénticos)

“Aquiral”

4.2 A Quiralidad y enantiomería en las moléculas orgánicas 1. Al igual que en los ejemplos anteriores, las moléculas pueden ser quirales o aquirales. 2. Consideremos los dos isómeros geométricos del 1,2-dicloro ciclopentano:

4.2 B Átomos de carbono asimétricos, centrosquirales y estereocentros ¿Qué hace que una molécula sea quiral? • • Lo más frecuente (pero no lo único) que conduce a la quiralidad es que un átomo de carbono esté enlazado a cuatro grupos diferentes. Este átomo de carbono se conoce como “asimétrico” o “átomo de carbono quiral” (que generalmente se resalta con un *)

4.12 4.12)

4.2 C Planos de simetría especular

CH3 H H

*C
s

BrBr

*C
CH3

4.3 Nomenclatura (R) y (S) de átomos de carbono asimétricos.
• La alanina es uno de los aminoácidos que se encuentra con más frecuencia en las proteínas. • La alanina tiene un átomo de carbono asimétrico y existe en dos formas enantioméricas.

• Son compuestos diferentes y estas diferencias se reflejan en sus propiedades biológicas. • Solo el enantiómero de la izquierda puedeser metabolizado por una enzima; el de la derecha no es reconocido como un aminoácido útil.

¿Cómo podemos distinguir y nombrar a cada uno de estos enantiómeros? • La nomenclatura de Cahn Ingold Prelog (CIP) es el sistema más ampliamente utilizado para nombrar las configuraciones de los centros quirales. • A cada átomo de carbono asimétrico se le asigna la letra (R) o (S) basándose en suconfiguración tridimensional.
• Para determinar la notación R o S se sigue un proceso de dos pasos que asigna prioridades a los cuatro sustituyentes del átomo asimétrico. • Se nombra el compuesto basándose en las posiciones relativas de esos sustituyentes y de acuerdo con la nomenclatura IUPAC.

• A continuación se explica el procedimiento:

1. a) Se asigna una “prioridad” a cada grupo enlazadoal carbono asimétrico. Se habla de grupo 1 cuando tiene la prioridad más alta, el siguiente es el grupo 2, la tercera el grupo 3 y el que tiene prioridad más baja, grupo 4. Los átomos con números atómicos más altos tienen las prioridades más altas.

3

4 1
2

b) En el caso en que los átomos sean iguales, se consideran los átomos que le siguen en la cadena para predecir la prioridad-C(CH3)3> -CH(CH3)2> -CH2CH3> -CH3

2 4

3

1

c) Los dobles y triples enlaces se tratan como si estos formasen enlaces con los mismos átomos por separado.

2 4

3

1

3
H3C C HO O H3C

Se transforma en
HO

C

O C

4

O

1

2

2. Utilizando una representación tridimensional o un modelo molecular, ponga el grupo de menor prioridad (4) en la parte posterior del plano...