Quimica Organica Ii

CONCEPTOS BÁSICOS DE ESTEREOQUÍMICA


UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUERRERO
Facultad de Ciencias Químico Biológicas

Introducción
La estereoquímica es el estudio de las moléculas en 3 dimensiones, de cómo los átomos de una molécula están arreglados en el espacio en relación uno del otro.
Factores que determinan la estructura de las moléculas: conformación y configuración.
Conformación:orientación en el espacio de una molécula debido a giros alrededor de enlaces sencillos.
Configuración: orientación en el espacio de átomos o grupos de átomos unidos a partes asimétricas o rígidas de una molécula.
En el curso se analizarán los conceptos de 3 aspectos de la estereoquímica:
1. Isomería geométrica: debida a la rigidez en una molécula.
2. Conformación de moléculas: las formasy sus cambios en las moléculas.
3. Quiralidad de moléculas: arreglo de los átomos a la derecha o a la izquierda, alrededor de un átomo de carbono.
Las propiedades estáticas que dependen de la estereoquímica:
* propiedades físicas (volumen molar, acidez, basicidad, momento dipolar)
* propiedades espectroscópicas (absorciones en UV, IR, RMN, DRO)
* propiedadestermodinámicas (H, S, G, etc)
La propiedad dinámica más importante que es afectada por la configuración y la conformación específica de cada molécula es su reactividad.

Capítulo 1
Isomería geométrica en alquenos.
Los isómeros estructurales son los compuestos que tienen la misma fórmula molecular, pero con diferentes ordenaciones en la unión de sus átomos. En cambio, la isomería geométrica es el tipode isomería que resulta de la rigidez en moléculas y ocurre solamente en alquenos y compuestos cíclicos.
Las moléculas se mueven, giran, rotan y flexionan. Los átomos y grupos que están unidos solamente por enlaces sigma pueden girar, por lo que la molécula está en un estado de cambio contínuo. Pero, los grupos unidos por un doble enlace no pueden girar alrededor del doble enlace, a menos que serompa el enlace pi. La temperatura ambiente no proporciona la cantidad de energía necesaria para romper un enlace pi (68 kcal/mol) de las moléculas. Por lo anterior, los grupos unidos a carbonos con enlaces pi están fijos en el espacio, unos con relación a los otros.
Usualmente se escribe la estructura de un alqueno como si el átomo de carbono sp2 y los átomos unidos estuvieran todos en el planodel papel.

En la figura se muestra la estructura del 1,2-dicloroeteno, que tiene 2 átomos de cloro (uno en cada carbón sp2) en un lado del enlace pi y dos átomos de hidrógeno en el otro lado. Estas formas de la molécula no son fácilmente interconvertibles.
Cuando los dos grupos están del mismo lado del enlace pi se dice que están cis (Latín, "en el mismo lado"). Cuando los grupos están enlados opuestos se dice que están trans (Latín, "al otro lado de"). La designación cis o trans se incorpora en el nombre del compuesto.

Los cis- y trans-1,2 dicloroetenos tienen diferentes propiedades físicas (tal como punto de ebullición); pues son compuestos diferentes. Estos 2 compuestos no deben considerarse como isómeros estructurales, ya que el orden de unión de los átomos y la localizacióndel doble enlace son los mismos en cada compuesto. Este par de isómeros caen dentro de la categoría general de estereoisómeros: compuestos diferentes que tienen la misma estructura, pero difieren en el arreglo de los átomos en el espacio. Este par de isómeros se incluyen dentro de la categoría de isómeros geométricos (también llamados isómeros cis, trans): estereoisómeros que difieren por gruposexistentes en el mismo lado o en lados opuestos de un sitio de rigidez en una molécula.

Para que exista isomería geométrica en alquenos, cada átomo de carbono implicado en el enlace pi debe tener dos grupos diferentes unidos a él, como hidrógeno y cloro, metil y cloro. Si alguno de los carbonos del doble enlace tiene dos grupos idénticos, entonces no es posible la isomería geométrica....