T2 Estereoquimica

Química Orgánica Avanzada
José Luis Ravelo Socas

Tema 2

Principios estereoquímicos.

2.1 QUIRALIDAD Y ELEMENTOS DE SIMETRÍA.

Cuatro aspectos generales definen la estructura de la molécula:

1. Composición. Clase y número de átomos que dan lugar a la molécula.

2. Conectividad. Forma en que los átomos se enlazan entre sí.

3. Configuración.

Los

“isómeros

configuracionales”

pueden

serenantiómeros

o

diastereoisómeros (ambos presentan igual composición y conectividad).
•

Enantiómeros. Son esteroisómeros que son imágenes especulares uno del otro.

•

Diastereoisómeros. Son esteroisómeros que no son enantiómeros.

Ejemplo: ácido tartárico.

CO2H
H

OH

HO

CO2H

CO2H

H

HO
H

H

H

OH

OH

H

OH

A y B son enantiómeros
A y C son diastereoisómeros
B y C son diastereoisómeros

CO2HCO2H

CO2H

A

B

C

4. Conformación. Orientación en el espacio de los átomos de una molécula, como resultado de
rotaciones alrededor de enlaces sencillos.

H

Cl

H
H
gauche

Cl 25 ºC

H

H

H

Cl

H
H

Cl
anti

1

25 ºC

Cl

Cl

H

H
H

H
gauche

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José Luis Ravelo Socas

En resumen: Las moléculas que tienen la misma fórmula molecular y la misma secuencia de
átomosenlazados covalentemente, pero distinta orientación en el espacio se llaman
“estereoisómeros”, los cuales podemos dividir en dos clases:
• Interconvertibles a temperatura ambiente, por rotación entorno a enlaces sencillos, se
llamarían “estereoisómeros conformacionales”.
• Los que se interconvierten con dificultad a temperatura ambiente, por rotación entorno a
enlaces sencillos, y por tanto puedenaislarse “estereoisómeros configuracionales”.

La quiralidad es una propiedad geométrica. Un objeto es quiral si no es superponible con su imagen
especular. Y “aquiral” cuando el objeto y su imagen son superponibles.

Los elementos de simetría de interés en esteroquímica son:

a) Eje de simetría. Cuando la operación de un eje Cn (n = 360º / grados de rotación) permite
obtener una estructuraindistinguible con la original.

R
R

180º

C2

R

R

R

120º
R

R

R

C3

R

b) Plano de reflexión (σ). Plano que divide a la molécula en dos mitades idénticas.

R

R

σ
2

R

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José Luis Ravelo Socas

c) Centro de simetría (i). Es un punto formal en el centro de la molécula, desde el cual cada
átomo presente encuentra su equivalente que se encuentra a igual longitud de i.

EtCH3

C

H

.
H3C
H

i

C
Et

d) Eje de rotación-reflexión (Sn). Presente en aquellas moléculas que pueden ser rotadas en
torno a un eje (en un ángulo de 360º/n) y entonces reflejada a través de un plano
perpendicular al eje, dando lugar a una estructura idéntica a la original.

R

R
1) 90º
2) Reflexión

R
R

R
R

S4
R

R

Una molécula es aquiral si contiene alguno de los elementos de simetría: Sn, i,σ. Una molécula
quiral no debe poseer tales elementos de simetría.

2.2

RELACIONES ENANTIOMÉRICAS.

Las moléculas que existen como imágenes especulares, no son superponibles, y se denominan
enantiómeros, y son compuestos quirales.
Las moléculas que contienen un único centro asimétrico son siempre quirales.

3

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José Luis Ravelo Socas

CH3
C
Et

CH3
H

H
OH

HO

C
EtLas moléculas con más de un centro asimétrico no son siempre quirales.

CO2H

σ

CO2H

H

OH

HO

H

H

OH

HO

H

H

OH

HO

H

CO2H

σ

CO2H

a. Pureza ótica.
La luz normal esta formada por un gran número de ondas orientadas al azar. Sin embargo, ciertas
sustancias cristalinas presentan la característica de dejar pasar la luz en un único plano,
diciéndose que la luz esta polarizada en un plano.-α

Rayos de la luz
no polarizada

Rayos de la luz
polarizada

Plano de polarización
gira en sentido contrario
a las agujas del reloj

+α

Plano de polarización
gira en el sentido de
las agujas del reloj

Cuando la luz polarizada interacciona, con las moléculas “aquirales” no hay cambios en la
dirección del plano de polarización. Pero cuando las moléculas son “quirales” se observa una
variación...