QUIMICA_ORGANICA_I_INGENIERIA_QUIMICA

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QUÍMICA ORGÁNICA I - INGENIERÍA QUÍMICA
Profesoras: Dra. Tamara Oberti
Dra. Analía Concellón
1
Clasificación
2
La diferencia entre las estructuras de los isómeros de cadena está en el orden en 
que se unen los átomos de C en las cadenas carbonadas respectivas.
Hexano
2-metilpentano
3-metilpentano
2,3-dimetilbutano
3
Isómeros Constitucionales De CADENA
tienen igual cadena, y se diferencian en el lugar de la misma en que contienen un 
mismo grupo funcional o sustituyente, o bien un enlace doble o triple
1-Clorociclohexeno2-metilciclopentanol.
1-Hexino. 2-Hexino 3-clorociclohexeno
3-metilciclopentanolOH
4
Isómeros Constitucionales De POSICIÓN
se diferencian en el grupo funcional que presentan; es decir que los 
mismos átomos están formando parte de distintas funciones químicas
Butanal
Aldehído
Butanona
Cetona
Cetona Ácido Carboxílico
5-Hidroxi-2-pentanona Ácido pentanoico
5
Isómeros Constitucionales De FUNSIÓN
isómeros que están en equilibrio; es decir, se interconvierten continuamente, 
están los dos presentes, en todo momento.
Ta
ut
om
er
ía
 C
ET
OE
NÓ
LI
CA
Forma CETO Forma ENOL
6
Isómeros Constitucionales TAUTOMERÍA
Estereoisomería
Clasificación
Estereoisómeros 
de Conformación 
Estereoisómeros de 
Configuración
Ópticos
Geométricos
7
8
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Conformaciones: diferentes arreglos de átomos que resultan de rotar un enlace simple C-C. 
Debido a la libre rotación del enlace simple, se interconvierten. No pueden aislarse.
Conformaciones de alcanos Lineales
9
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Análisis de las conformaciones del ETANO
10
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Análisis de las conformaciones del ETANO
Proyecciones 
de Newman
Caballete
Si dos enlaces C—H se 
acercan mucho entre sí, los 
electrones de uno de ellos 
repelerán a los del otro. Esta 
repulsión se denomina 
tensión torsional.
11
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Análisis de las conformaciones del ETANO
12
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Análisis de las conformaciones del BUTANO, enlace C2 – C3
13
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Análisis de las conformaciones del BUTANO, enlace C2 – C3
14
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Análisis de las conformaciones del BUTANO, enlace C2 – C3
15
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Conformaciones de Cicloalcanos 
• Los cicloalcanos son menos estables que los alcanos lineales de igual número de átomos 
de carbono.
• Los cicloalcanos no son planos sino que se pliegan para acercar sus ángulos a 109,5 y 
minimizar la tensión angular.
16
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Ciclohexano conformación de silla
17
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Ciclohexano conformación de bote
18
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Energía conformacional del Ciclohexano
Las formas de bote y semisilla son estados de transición entre las formas bote torcido y silla 
(imposibles aislarlos).
19
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Ciclohexano: Posiciones Axiales y Ecuatoriales
20
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Ciclohexano monosustituídos
21
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Ciclohexano monosustituídos
Generalmente, la conformación es más estable cuando los sustituyentes están en 
posiciones ecuatoriales, pues en este caso no hay interacción 1,3diaxial entre el grupo 
sustituyente axial y cualquier otro grupo axial en el anillo.
22
Estereoisomería Estereoisómeros de Conformación 
Ciclohexano disustituídos
23
Estereoisomería Estereoisómeros de Configuración
Los isómeros configuracionales tienen la misma conectividad de los enlaces pero distinta 
disposición espacial de uno o más átomos dentro de la molécula.
Es producida por la diferente ubicación espacial de los grupos en 
torno a un doble enlace o en un ciclo.
Ópticos
Geométricos
No podemos pasar de una configuración a otra por simple rotación de enlaces, sino que 
habría que romper dichos enlaces. Por lo tanto, los estosisómeros no son interconvertibles.
Es producida por la diferente ubicación espacial de los grupos 
entorno a un estereocentro, habitualmente un carbono quiral.
24
Estereoisomería Estereoisómeros de Configuración Geométricos
1. Rotación impedida (por un doble enlace o un ciclo).
2. Dos grupos diferentes unidos a un lado y otro del enlace.
25
Estereoisomería Estereoisómeros de Configuración Geométricos
Cuando el doble enlace está trisustituído o tetrasustituído, se habla de 
isomeríaE/Z, y la asignación de prioridad de los grupos se basa en las reglas de 
Cahn-Ingold y Prelog.
26
Estereoisomería Estereoisómeros de Configuración Geométricos
REGLAS DE SECUENCIA (PRIORIDAD) (CAHN – INGOLD - PRELOG 
Se utilizan para dar prioridad a los sustituyentes en los carbonos del doble enlace. 
Si los grupos con mayor prioridad en cada C están en el mismo lado del doble enlace, 
la geometría de la molécula se designa Z (del alemán zusammen = juntos), y si están en 
lados opuestos, se designa E (entgegen = opuestos).
Regla 1:
- Si los átomos unidos al átomo de carbono en estudio son distintos, tienen 
prioridad los del número atómico más alto sobre los del número atómico más 
bajo y si se trata de dos isótopos, se consideran por orden decreciente de masa 
atómica.
Ej : I (53) > Br (35) > Cl (17) > O (8) > N (7) > C (6) > H (1)
D > H y 13C >12C
C C
H
CH3CH3 2CH
2CHHO
27
Estereoisomería Estereoisómeros de Configuración Geométricos
Regla 2:
-Si no se puede decidir con los primeros átomos unidos al C del doble enlace, 
analizar los segundos, terceros o cuartos hasta encontrar la primer diferencia.
(E)-2-Etil-2-buten-2-ol
Regla 3:
-Los enlaces dobles y triples se tratan como si fueran sencillos, duplicando o 
triplicando los átomos de la cadena, respectivamente
28
Estereoisomería Estereoisómeros de Configuración Geométricos
Ejemplo
Br
H CH3
C
H
H
H
Z
29
Estereoisomería Estereoisómeros de Configuración Geométricos
CIS ó TRANS en cicloalcanos sustituídos
Cl
Cl
A, E
Cl
Cl
QUÍMICA ORGÁNICA I - INGENIERÍA QUÍMICA 
 
TEORÍA 2 – 2da parte: 
Profesoras: Dra. Analía Concellón 
 Dra. Tamara Oberti 
1 
Clasificación 
2 
Ópticos 
• Los isómeros ópticos son isómeros de configuración cuya 
existencia se debe a la propiedad de las moléculas orgánicas de 
comportarse diferente frente a la luz que ha sido sometida a un 
proceso de polarización. 
• Las moléculas que presentan esta propiedad de desviar el 
plano de la luz polarizada, se dice que son ópticamente 
activas. 
• Toda molécula ópticamente activa posee una estructura 
asimétrica, no superponible con su imagen especular y se 
mantiene después de rotaciones. 
3 
Isomería ÓPTICA 
Reseña histórica 
1849- Louis Pasteur trabajaba con sales de ácido tartárico 
obtenidas de la producción de vino y observó que los 
cristales rotaban el plano de la luz polarizada en dirección 
de las agujas del reloj y otros en contra. Pero ambas 
moléculas poseían iguales propiedades físicas y químicas. 
1874- Jacobus Henricus van´t Hoff y Joseph Le Bel explicaron la 
actividad óptica de estos compuestos con base en el arreglo 
en forma de tetraedro formado por los enlaces del carbono. 
4 
La imagen especular es DIFERENTE con 
respecto al objeto original. 
No son imágenes superponibles. 
Los objetos SON QUIRALES 
b d 
p q 
La imagen especular es IGUAL al 
objeto original. 
Son imágenes superponibles 
Los objetos NO SON QUIRALES. 
izquierda derecha 
No se 
superponen 
Espejo 
5 
Quiralidad 
(del griego kiral, significa “mano”) 
Estereocentro 
Estereocentro: átomo en el que por el cambio de dos 
grupos se obtiene otro estereoisómero. 
Ejemplos: 
• átomo asimétrico o quiral (unido a 4 sustituyentes diferentes) 
• Doble enlace carbono-carbono: isómero cis-trans 
6 
Centrosasimétricos 
Un carbono es asimétrico o quiral cuando se une a 4 grupos diferentes. 
C quiral = C* 
7 
  
Enantiómeros: imágenes especulares no superponibles, son moléculas 
diferentes 
8 
Cuando la molécula posee sólo UN centro asimétrico (4 R- diferentes) se 
pueden hallar 2 estereoisómeros distintos. Uno de ellos es la imagen en el 
espejo del otro. 
Enantiómeros Enantiómeros 
Isómeros con UN centro asimétrico. Enantiómero 
9 
Rotar la molécula 
para alinear enlaces 
Rotar para 
alinear 
Superponible – NO QUIRAL 
Es la misma molécula 
NO Superponible – QUIRAL 
Moléculas diferentes 
CH3CH2Br CHBrClF 
Enantiómeros 
• Distintos enantiómeros deben tener distintos nombres 
• La nomenclatura me indicará la configuración (disposición) de los 
átomos o grupos con respecto al centro asimétrico. 
10 
• Luego podremos nombrarlos como isómeros con configuración R o S. 
• Se asignarán prioridades a los sustituyentes del carbono asimétrico 
empleando las mismas reglas de secuencia de Cahn, Ingold y Prelog 
utilizadas para especificar la geometría E y Z de alquenos (Consultar en la 
teoría de Isomería Geométrica) 
Nomenclatura de los enantiómeros: sistema (R) y (S) 
Asignación de la configuración (R) y (S). 
• Trabajando en tres dimensiones, se orienta la molécula de modo que el 
sustituyente de menor prioridad (4) quede hacia atrás. 
11 
• Localizar el estereocentro o carbono quiral, e identificar los 4 sustituyentes. 
• Empleando las reglas de Cahn, Ingold y Prelog se asignará la prioridad a 
cada sustituyente: 1 (mayor), 2, 3, 4 (menor) 
• Si al unir el grupo de mayor prioridad (1), con 
el de segunda (2) y con el de tercera (3), o sea 
1→ 2 → 3, se gira: 
- en el sentido de las agujas del reloj será R (del 
latín rectus, derecha) 
- en contra de las agujas del reloj será S (del 
latín sinister, izquierda) 
Es importante recordar que los símbolos R y S no muestran ningún tipo de 
correlación con el signo de la rotación específica [α]. 
En la nomenclatura sistemática, R o S se añaden entre paréntesis como 
prefijo del nombre del compuesto quiral. 
2-clorobutano 
12 
• Presentan propiedades físicas iguales 
 -Misma temperatura de ebullición, de fusión y densidad 
 -Mismo índice de refracción 
 -Misma solubilidad 
• Son compuestos diferentes y con nombres diferentes. 
Pero se diferencian en que desvían el plano de la luz polarizada en 
diferente dirección (por tanto presentan actividad óptica). 
13 
• Presentan propiedades químicas iguales 
Propiedades de los enantiómeros 
Se usa luz monocromática, normalmente la luz amarilla de emisión (línea D de 
sodio) y un polarizador móvil para medir ángulos. 
-A favor de las agujas del reloj = dextro-rotatorio = d o (+) 
-En contra de las agujas del reloj = levo-rotatorio = l o (-). 
NO se relaciona con (R) y (S) 
• Si la sustancia no es ópticamente activa no se observa ningún cambio en el 
plano de vibración de la luz emitida 
• Si la sustancia tiene actividad óptica se observa una rotación de α grados 
del plano de vibración de la luz polarizada emitida 
14 
Actividad Óptica. Polarimetría 
Rotación específica 
La rotación observada depende de: 
- la longitud de la celda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
- la concentración de la solución de la muestra . . . . . . 
- la actividad óptica del compuesto . . . . . . . . . . . . . . . . 
- la temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
- la longitud de onda de la luz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
REFERENCIA 
(1 dm= 10 cm) 
(1 gr/mL) 
 
20 °C 
589,6 nm 
15 
• La rotación específica [α] es una constante física, característica de un 
compuesto ópticamente activo. 
• Las moléculas que rotan el plano de la luz polarizada hacia a izquierda serán 
levógiras, y si lo hacen a la derecha serán dextrógiras. 
• Por convención, al valor del ángulo de rotación se le dá el signo (-) si rotan a 
izquierda, y el signo (+) si rotan a derecha. 
c= concentración (g/mL) 
l= longitud de la celda (dm) 
16 
• Si un enantiómero tiene una rotación específica de +5,75, la rotación específica 
del otro enantiómero debe ser de –5,75, porque la imagen especular gira el 
plano de polarización con la misma magnitud pero en el sentido contrario. 
• Una mezcla de cantidades iguales de enantiómeros, se denomina una mezcla 
racémica. Las mezclas racémicas son ópticamente inactivas, pues por cada 
molécula de la mezcla que gira al plano de polarización en una dirección, existe 
una imagen especular que lo hace en dirección opuesta. 
• Para especificar una mezcla racémica se utiliza el símbolo (±) 
Mezcla racémica 
17 
Ejemplo 1: Ibuprofeno 
Enantiómero (S): es una droga antiinflamatoria no-
esteroidal que presenta actividad analgésica 
terapéutica. 
Este isómero alcanza los niveles terapéuticos en la 
sangre en unos 12 min, comparado con los 30 min que 
tarda el racemato. 
Enantiómero (R): se convierte enzimáticamente en él (S) 
S R 
Ejemplo 2: Talidomina 
R-talidomina S-talidomina 
Enantiómero (R): reducía las nauseas de las 
embarazadas e inducía el sueño. 
Enantiómero (S): tenía poder teratogénico 
(de producir las malformaciones en los niños 
por nacer). 
Importancia del empleo de racemato en industria farmacéutica. 
Sitio de unión del receptor Sitio de unión del receptor 
Enantiómero R Enantiómero S 
Discriminación de esterioisómeros por moléculas biológicas 
Ejemplo 1 
Ejemplo 2 
18 
19 
Es la representación de una molécula 3D en el plano. 
Representación 3D 
-la cuña indica que el átomo o grupo de átomos se encuentra saliendo 
hacia adelante 
-línea punteada indica que sale hacia atrás. 
-las líneas finas muestran los que están en el mismo plano. 
Proyecciones o estructura de Fischer 
Cada carbono tetraédrico se representa en el plano como una cruz en la que: 
-las líneas horizontales se dirigen hacia afuera del papel 
-las líneas verticales hacia atrás. 
Proyecciones de Fischer 
20 
• Nunca girar la molécula fuera del plano 
• Si se gira la proyección de Fischer 180°, será la misma molécula, los enlaces 
verticales seguirán siendo verticales y los horizontales siguen siendo horizontales. 
• Si se gira la proyección de Fischer 90°, NO será la misma molécula, sino que será 
su enantiómero. Los enlaces verticales se hacen horizontales y viceversa. 
21 
Recomendaciones que te ayudarán a encontrar la configuración del centro 
asimétrico o carbono quiral 
1. Identificar el carbono quiral y asignar las prioridades a cada sustituyente o grupo. 
2. Mirando la molécula en perspectiva, busque un par de grupos que estén hacia adelante y 
en forma horizontal para ubicarlos en el eje horizontal de la estructura de Fischer. El resto 
de los grupos se ubicarán hacia atrás y en el eje vertical de la estructura de Fischer. 
3. Si el sustituyente con prioridad 4 NO está ubicado hacia atrás, deberá efectuar DOS 
inversiones de los grupos para obtener una nueva representación de la misma molécula. 
4. Visualice el grupo de prioridad 4 (estará a la horizontal en la proyección de Fischer) y lo 
invierte con un grupo de la línea vertical de la proyección de Fischer). Al hacer UNA sola 
inversión ha invertido la configuración obteniendo al enanteómero. 
5. Continúe con invertir la posición de otros dos grupos entre si para obtener la misma 
molécula original. 
6. Una con una flecha las prioridades 1→ 2 → 3 para terminar asignando configuración R o S. 
2-butanol 
CH3CHOHCH2CH3 CH2CH3 
CH3 
HO H 
1 
2 
3 
4 
CH2CH3 
CH3 HO 
H 
1 
2 
3 
4 
H3CH2C CH3 
OH 
H 
1 
2 3 
4 
Se invierte 
3 y 4 
Se invierte 
1 y 2 
(R)-2-butanol 
(Enateómero) 
(S)-2-butanol 
(molécula original) 
22 
Para una molécula con “n” centros asimétricos, son posibles como 
máximo 2n estereoisómeros 
 
Ejemplos: 1 centro asimétrico: n=1, 21 = 2 
 2 centros asimétricos : n=2, 22 = 4 
-1 y 2 son enantiómeros, al igual que 3 y 4. 
-1y 3 no son idénticos y no son imagen especular. Son diasteroisómeros o diaterómeros. 
-También son diasterómeros: 1 y 4, 2 y 3, 2 y 4. 
1 2 3 4 
Isómeros con más de un centro asimétrico 
23 
• Cuando la molécula tiene dos carbonos asimétricos consecutivos, se debe 
representar bajo la conformación eclipsada, aunque no sea la preferida y así 
obtener la proyección de Fischer correspondiente. 
• En general, el extremo mas oxidado (el carbono que tiene mas enlaces con O ó con 
halógenos) se coloca en la parte superior. 
24 
Diasterómeros 
Diasterómeros: son estereoisómeros no enantiómeros 
• No son imagen especular entre ellos 
• Sus propiedades químicas y físicas (punto de fusión y de ebullición, 
solubilidad) son distintas. 
• Se pueden separar fácilmente. 
 Diasterómeros 
25 
El 3-bromo-2-butanol posee 2 C quirales, por lo que presenta 4 estereoisómeros, 
cuya relación entre sí es la que se indica en el siguiente esquema. 
 Una molécula con un plano especular interno NO puede ser quiral aunque 
tenga átomos de carbono asimétricos (C*). No desvía el plano de la luz 
polarizada. 
 El plano de simetría interno divide a la molécula en dos, de tal forma que 
una mitad es la imagen especular de la otra. 
Objetos quirales: no contienen 
plano de simetría 
Objetos aquirales: contienen 
plano de simetría 
26 
* * 
Se los denomina compuesto meso 
 Compuestos meso 
27 
22 = 4 estereoisómeros posibles como máximo 
• Los compuestos meso presentan un plano de simetría interno tal que, su imagen 
especular resulta superponible, y por tanto entre ellas no son moléculas diferentes. 
No presenta el respectivo enantiómero. 
• El compuesto meso posee más de un centro asimétrico, pero no presenta actividad 
óptica 
• Por ello, el compuesto no presentará el máximo de 2n estereoisómeros. 
Plano de 
simetría 
Sólo existen 3 estereoisómeros: 1 compuesto meso + 2 enantiómeros 
28 
Resumen de proyecciones de Fischer 
• Su utilidad es mayor para compuestos con dos o mas átomos de carbono 
quirales. 
• Los átomos de carbono quirales son los centros de las cruces. 
• Las líneas verticales se proyectan alejándose del observador, las líneas 
horizontales van hacia el observador. 
• Generalmente la cadena de carbonos se coloca a lo largo de la vertical, y el 
extremo más oxidado (el carbono que tiene más enlaces con O o con 
halógenos) se coloca en la parte superior. 
• La proyección completa se puede girar 180°, pero no 90°, en el plano del papel 
sin cambiar su estereoquímica. Por ello, sigue siendo la misma molécula. 
• Si en un átomo de carbono quiral se efectúa UN intercambio de dos grupos 
cualquiera se invierte su estereoquímica. Hay que hacer DOS intercambios 
para conservar la configuración. 
29 
Bifenilos 
Alenos 
Imagen especular 
no superponible 
Imagen especular 
no superponible 
H3C 
CH3 
H 
H 
1 2 
3 
4 S 
Se dan las prioridades 1 y 2 a los radicales 
más cercanos, y 3 y 4 a los más alejados 
CH3 
H 
H 
1 2 
3 
4 R 
CH3 
Las moléculas pueden ser quirales aunque no posean átomo asimétrico o quiral, 
sino que poseen un eje quiral. 
 Molécula con eje quiral 
30 
• Es la separación de los dos enantiómeros de una mezcla racémica (partes 
iguales de enantiómeros, compuesto (±), racemato). 
• Esta separación es complicada ya que los enantiómeros poseen las mismas 
propiedades físicas y químicas (excepto el poder rotatorio). 
• En 1849, Louis Pasteur había observado que obtenía dos tipos de cristales 
de tartrato doble de amonio y sodio. Los llamó cristal derecho e izquierdo y 
los separó manualmente con una pinza. 
 Resolución de enantiómeros 
31 
Opción 1: Resolución química 
• Se hace reaccionar una mezcla racémica con un compuesto quiral para formar 
diasteroisómeros que se puedan separar fácilmente empleando la diferencia 
entre ellos de propiedades físicas (punto ebullición, punto fusión, etc). 
• Una vez separados los diasterómeros, se recupera cada enantiómero. 
Propiedades físicas 
IGUALES 
Propiedades físicas 
DIFERENTES 
Mezcla 
Racémica 
Compuesto 
Quiral 
Diasteroisómeros Enantiómeros separados 
32 
• Se efectúa una resolución cromatográfica empleando una columna con fase 
fija quiral. 
Opción 2: Resolución cromatográfica 
33 
• Para cambiar la configuración de una molécula hay que romper 
enlaces. Una configuración diferente implica una molécula 
diferente. 
• Para cambiar la conformación de una molécula basta con girar 
un enlace C-C. No se rompen enlaces. Las conformaciones son 
fácilmente interconvertibles ya que la energía necesaria para el 
giro es muy pequeña. Por lo tanto todas las conformaciones 
pertenecen a la misma molécula. 
• Los isómeros (+) y (-) pueden separarse y colocarse en frascos 
diferentes; en cambio, los confórmeros no se pueden separar 
porque se están transformando continuamente. 
¿QUE DEBEMOS RECORDAR Y TENER SIEMPRE PRESENTE? 
Diferencia entre isómeros configuracionales y conformacionales 
	T2-2020-Isomeria Parte I
	T2-2020-Isomeria OPTICA
	Número de diapositiva 1
	Clasificación
	Número de diapositiva 3
	Número de diapositiva 4
	Número de diapositiva 5
	Número de diapositiva 6
	Número de diapositiva 7
	Número de diapositiva 8
	Número de diapositiva 9
	Número de diapositiva 10
	Número de diapositiva 11
	Número de diapositiva 12
	Número de diapositiva 13
	Número de diapositiva 14
	Número de diapositiva 15
	Número de diapositiva 16
	Número de diapositiva 17
	Número de diapositiva 18
	Número de diapositiva 19
	Número de diapositiva 20
	Número de diapositiva 21
	Número de diapositiva 22
	Número de diapositiva 23
	Número de diapositiva 24
	Número de diapositiva 25
	Número de diapositiva 26
	Número de diapositiva 27
	Número de diapositiva 28
	Número de diapositiva 29
	Número de diapositiva 30
	Número de diapositiva 31
	Número de diapositiva 32
	Número de diapositiva 33