Esteroisomeria

 TEMA 4: ESTEROISOMERIA
Tipos de isomería. Moléculas quirales. Propiedades físicas y actividad óptica. Configuración absoluta de los enantiómeros. Proyecciones de Fischer. Moléculas con varios estereocentros. Compuestos meso. Separación de enantiómeros. Enantiómeros en cicloalcanos y alquenos.

1. Tipos de isomería

Los isómeros son compuestos con la misma forma empírica que no se puedeninterconvertir unos en otros, es decir son compuestos que poseen la misma fórmula molecular pero diferente estructura. Podemos realizar una primera clasificación de los isómeros en dos grandes grupos que son:

Isómeros constitucionales: son aquellas moléculas que poseen la misma fórmula molecular pero difieren en el orden de unión de los átomos, es decir, en la conectividad.

Esteroisómeros: sonaquellas moléculas que poseen misma fórmula molecular y misma secuencia de enlaces por lo que están enlazados en el mismo orden pero lo que cambia es la disposición relativa de los átomo es decir su orientación espacial. Dentro de los esteroisómeros podemos hacer tres subgrupos que son:

Enantiómeros: son aquellos esteroisómeros que son imágenes especulares el uno del otro pero estas imágenesespeculares no se pueden superponer.
Diasteroisómeros: son los esteroisómeros que no son la imagen especular el uno del otro.
Confórmeros: son esteroisómeros interconvertibles por giro alrededor de enlace sigma.

2. Moléculas quirales

Las moléculas quirales son aquellas en las que cada una de las estructuras es la imagen especular de la otra y no se pueden superponer entre ellas, y lasmoléculas aquirales son moléculas en las que cada una de sus estructuras son las imagen especular de la otra, pero si que se pueden superponer entre ellas.
Para la mayoría de las moléculas orgánicas la usencia de un plano de simetría es una prueba de quiralidad, teniendo en cuenta que dicho plano de simetría bisecta la molécula en dos partes, una la imagen especular de la otra.
Las moléculas quiralesexisten como parejas de enantiómeros y debemos de tener en cuenta que si en una molécula hay una toma de carbono con cuatro sustituyentes diferentes dicha molécula será quiral.
Al átomo de carbono que genera quiralidad con cuatro sustituyentes diferentes se le denomina carbono simétrico y es un tipo de estereocentro o centre estereogénico. Sin embargo hay moléculas que son quirales pero no tienencarbono asimétricos si no otros elementos que generan asimetría y quiralidad.

3. Propiedades físicas y actividad óptica

Los enantiómeros poseen las mismas propiedades físicas, pero se pueden distinguir porque interactúan de de forma diferente igual y opuesta con la luz polarizada en un plano. A esta propiedad se le denomina actividad óptica, que es la capacidad de desviar la trayectoria deun haz de luz polarizada, y los enantiómeros llamados isómeros ópticos son aquellos que desvían la luz polarizada en direcciones diferentes. Además el ángulo que se forma entre en haz incidente y el haz que sale se denomina rotación óptica y al enantiómeros que posee este ángulo mayor que cero es que desvía la luz en el sentido de las agujas del reloj y se denomina dextrógiro (d) o (+) y elenantiómeros que posee este ángulo menos que cero es que desvía la luz en el sentido contrario a las agujas del reloj y se denomina levógiro (l) o (-).

El ángulo de desviación se define como rotación especifica y se calcula mediante:


Esta rotación específica depende de la concentración de la muestra, de la longitud de la celda, de la longitud de onda de la luz que se utiliza, y menos de latemperatura y del disolvente. Además la rotación óptica observada permite determinar la composición enantiomérica de una muestra de forma que:

Ópticamente inactiva: cuando se trata de una molécula aquiral o una mezcla racémica, que es una mezcla 50/50 de los dos enantiómeros.
Ópticamente activa: cuando se trata de una molécula ópticamente pura, es decir 100% de un enantiómeros o mezclas de...