Clase 24 Estereoisomería-UNALM-2020-II - Carlos Daniel Cardenas Clemente (4)

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CAPÍTULO 7: 
Estereoisomería
Curso: Química Orgánica
UNALM
2020-II
Profesora: 
Katherina Changanaqui Barrientos
Semana 13
Curso Química Orgánica-UNALM-2020-II
Mezclas racémicas
Si se dispone de una mezcla con cantidades iguales de (+)-butan-2-ol y (-)-butan-2-ol. El
isómero (+) giraría la luz polarizada en el sentido de las manecillas del reloj con un giro
específico de 13,5° y el isómero (-) la giraría exactamente en la misma magnitud pero en el
sentido opuesto. Observaríamos un giro de cero, como si el butan-2-ol fuera aquiral. Una
disolución con cantidades iguales de dos enantiómeros, tal que la mezcla es ópticamente
inactiva, se conoce como mezcla racémica. Algunas veces a este tipo de mezclas se les
conoce como racematos, par(±), o par (d,l). Una mezcla racémica se denota colocando (±) o
(d,l) antes del nombre del compuesto.
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Exceso enantiomérico y pureza óptica
Algunas veces tratamos con mezclas que no son ópticamente puras (sólo un
enantiómero) ni racémicas (cantidades iguales de dos enantiómeros). En estos
casos, especificamos la pureza óptica (p.o.) de la mezcla. La pureza óptica de una
mezcla se define como la proporción de su giro con respecto al giro de un
enantiómero puro.
Por ejemplo, si tenemos un poco de
butan-2-ol [principalmente del (+)] con
un giro específico de 9.72°, comparamos
este giro con el giro de 13.5° del
enantiómero puro (+).
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El exceso enantiomérico (e.e.) es un método similar para expresar las
cantidades relativas de los enantiómeros en una mezcla.
En el caso de la mezcla de 2-butanol que acabamos de describir, la pureza óptica del 72 por
ciento implica que d –l=72 por ciento, y sabemos que d+l=100 por ciento. Si sumamos las
ecuaciones obtenemos, 2d= 172 por ciento. Concluimos que la mezcla contiene 86 por ciento
del enantiómero d o (+) y 14 por ciento del enantiómero l o (-).
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Proyecciones de Fischer
La proyección de Fischer también facilita la comparación de estereoisómeros,
ya que los mantiene en su conformación más simétrica y enfatiza cualquier
diferencia estereoquímica.
Cómo dibujar proyecciones de Fischer
La proyección de Fischer se parece a una
cruz, con el carbono asimétrico
(generalmente no se dibuja) en el punto
donde las líneas se cruzan. Las líneas
horizontales son cuñas, es decir, enlaces
que se proyectan hacia el observador. Las
líneas verticales se proyectan alejándose
de éste, como líneas punteadas.
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Las proyecciones de Fischer que difieren por un giro de 180° son iguales. Cuando
giramos 180° una proyección de Fischer, los enlaces verticales (líneas punteadas)
siguen siendo verticales, y las líneas horizontales (las cuñas) siguen siendo
horizontales. La convención “líneas horizontales hacia delante, líneas verticales
hacia atrás” se mantiene.
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Por otra parte, si giramos 90° una proyección de Fischer, podríamos cambiar la
configuración y se confundiría al observador. La proyección original tiene los
grupos verticales hacia atrás (líneas punteadas) y los grupos horizontales hacia
delante. Cuando giramos 90° la proyección, los enlaces verticales se vuelven
horizontales y los enlaces horizontales se vuelven verticales. El observador asume
que los enlaces horizontales van hacia delante y los verticales hacia atrás. El
observador ve una molécula diferente (de hecho, el enantiómero de la molécula
original).
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Cómo dibujar imágenes especulares de proyecciones de Fischer
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Los planos de simetría especular son muy fáciles de identificar a partir de la
proyección de Fischer, ya que esta proyección normalmente representa la
conformación más simétrica. En el primer ejemplo de arriba (propan-2-ol), y en el
siguiente ejemplo [(2S,3R)-2,3-dibromobutano], los planos de simetría se indican
en rojo; estas moléculas con planos de simetría no pueden ser quirales.
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Asignación de configuraciones (R) y (S) a partir de proyecciones de Fischer
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Diasterómeros
Se definen como estereoisómeros que no son imágenes especulares. La
mayoría de los diasterómeros son isómeros geométricos o compuestos que
contienen dos o más centros quirales.
Isomería cis-trans en los enlaces dobles
Estos estereoisómeros no son imágenes especulares entre sí, por lo que no son
enantiómeros; son diasterómeros.
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Isomería cis-trans en anillos
La isomería cis-trans también es posible cuando hay un anillo presente. El cis y
trans-1,2- dimetilciclopentano son isómeros geométricos, y también son
diasterómeros. El diasterómero trans tiene un enantiómero, pero el diasterómero cis
tiene un plano de simetría especular interno, por lo que es aquiral.
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Diasterómeros de moléculas con dos o más centros quirales
Además de los isómeros geométricos, la mayoría de los compuestos que
presentan diasteromería tienen dos o más centros quirales, generalmente
átomos de carbono asimétricos. Por ejemplo, el 2-bromo-3-clorobutano tiene dos
átomos de carbono asimétricos, y existe en dos formas diasteroméricas.
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