Sin t

1
Estereoquímica
Tercera parte
ESTEREOISOMEROSCONFIGURACIONALES
Pedro Antonio García Ruiz Catedrático de Escuela
Universitaria Profesor Titular de
Universidad Area Química analítica Area
Química Orgánica Departamento de Química Orgánica
- Universidad de Murcia
2

• CONTENIDO

TIPOS DE ISOMERIA
ESTEREOISOMEROSCOFORMACIONALES
ESTEREOISOMEROS CONFIGURACIONALES
NOMENCLATURA DE ESTEREOISOMEROS
3

CONFIGURACION
- ESTEREOISOMEROS NO QUIRALES-ESTEREOISOMEROS
QUIRALES
SON SUPERPONIBLES CON SU IMAGEN EN EL ESPEJO
DIFIEREN UNOS DE OTROS EN SU MAYOR PARTE EN LA
ORDENACION DE GRUPOS EN UN PLANO
4

CONFIGURACION
ESTEREOISOMERO NO QUIRAL
ES AQUEL QUE ES SUPERPONIBLE CON SU IMAGEN EN EL
ESPEJO
Son superponibles
5

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA CIS - TRANS
La condición necesaria y suficiente para que
existan estereoisómeros cis-trans es
Pueden ser iguales ó diferentes A y D ó B y E
6

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA CIS - TRANS
GRUPOS DE MAS ALTA PRIORIDAD DE CADA CENTRO AL
MISMO LADO DEL DOBLE ENLACE SE LES DENOMINA CIS
GRUPOS DE MAS ALTA PRIORIDAD DE CADA CENTRO A
LADOS OPUESTOS DEL DOBLE ENLACE SE LES DENOMINA
TRANS
7

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA SIN - ANTI
GRUPOS DE MAS ALTA PRIORIDAD DE CADA CENTRO AL
MISMO LADO DEL DOBLE ENLACE SE LES DENOMINA SIN
GRUPOS DE MAS ALTA PRIORIDAD DE CADA CENTRO A
LADOS OPUESTOS DEL DOBLE ENLACE SE LES DENOMINA
ANTI
Dobles enlaces CN , NN ó NS con solo tres
grupos también dan isómeros como los de las
iminas, oximas, etc. Se les denomina SIN - ANTI
8

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA SIN - ANTI
GRUPOS AL MISMO LADO DEL DOBLE ENLACE SE LES
DENOMINA SIN
GRUPOS A LADOS OPUESTOS DEL DOBLE ENLACE SE LES
DENOMINA ANTI
Con solo dos grupos también dan isómeros como los
de los azocompuestos. Se les denomina SIN - ANTI
9

ISOMEROS GEOMETRICOS
DESIGNACION E -Z
Según las Reglas de Cahn-Ingold-Prelog
Si los sustituyentes de mayor prioridad están
juntos se les denomina Z (del alemán Zusammen
Juntos), si están opuestos se les denomina E (de
Engegen de través)
10

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA GEOMETRICA EN ANILLOS
Cualquier anillo puede provocar restrinción de
giro de un enlace y que cuatro grupos queden en
un plano. Por ello en ciclos también se dá
isomeria cis y trans ó E-Z
11

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA GEOMETRICA EN ANILLOS
La condición para que existan isómeros también es
12

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA GEOMETRICA EN ANILLOS
La condición para que existan isómeros también es
13

ISOMEROS GEOMETRICOS
EN ANILLOS FUSIONADOS
Si A y D son extremos de una misma cadena
14

ISOMEROS GEOMETRICOS
EN ANILLOS FUSIONADOS
Si A y D son extremos de una misma cadena
15

ISOMEROS GEOMETRICOS
EN ANILLOS FUSIONADOS
Si A y D son extremos de una misma cadena
16

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA ENDO - EXO
En biciclos como el 2-norborneol
17

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA IN - OUT
En triciclos de cadenas largas (gt 6 eslabones)
18

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA EN COMPLEJOS INORGANICOS
Complejos de número de coordinación cuatro
cuadrado planares como los diamino dicloruro
platino II dán isómeros cis y trans
19

ISOMEROS GEOMETRICOS
ISOMERIA EN COMPLEJOS INORGANICOS
O los complejos octaédricos del tipo MA2B4 como
los dicloruros de tetramín cobalto III
20

CONFIGURACION

- ESTEREOISOMEROS NO QUIRALES-ESTEREOISOMEROS
QUIRALES
NO SON SUPERPONIBLES CON SU IMAGEN EN EL ESPEJO
DIFIEREN UNOS DE OTROS EN LA ORDENACION DE GRUPOS
EN EL ESPACIO
21

CONFIGURACION

- ESTEREOISOMEROS NO QUIRALES-ESTEREOISOMEROS
QUIRALES
- ENANTIOMEROS- DIASTEROISOMEROS
DOS ESTEREOISOMEROS SON ENANTIOMEROS CUANDO UNO
ES LA IMAGEN EN EL ESPEJO DEL OTRO
22

ENANTIOMEROS

LOS ENANTIONEROS NO SON SUPERPONIBLES
23

ENANTIOMEROS

LOS ENANTIOMEROS SE PARECEN COMO LA MANO DERECHA
Y LA IZQUIERDA
LOS ENANTIOMEROS TIENEN IDENTICAS PROPIEDADES
FISICAS Y QUIMICAS EN CONDICIONES AQUIRALES
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ENANTIOMEROS

LOS ENANTIONEROS ROTAN EL PLANO DE LA LUZ
POLARIZADA EN DIRECCIONES OPUESTAS PERO EN IGUAL
CANTIDAD
Al isómero que rota el plano de polarización de
la luz en sentido contrario a las agujas del
reloj (a la izquierda) se le denomina isómero
levo y se nombra anteponiendo al nombre del
compuesto el signo (-) ó también la letra l (l
minúscula)
(-) -
LEVO
l -
25

ENANTIOMEROS

LOS ENANTIONEROS ROTAN EL PLANO DE LA LUZ
POLARIZADA EN DIRECCIONES OPUESTAS PERO EN IGUAL
CANTIDAD
Al isómero que rota el plano de polarización de
la luz en el sentido de las agujas del reloj (a
la derecha) se le denomina isómero dextro y se
nombra anteponiendo al nombre del compuesto el
signo () ó también la letra d (d minúscula)
() -
DEXTRO
d -
26

ENANTIOMEROS

SUS PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS SON DIFERENTES
EN CONDICIONES QUIRALES
Reaccionan con diferentes velocidades con otros
compuestos quirales
Diferentes velocidades de reacción y solubilidad
si el catalizador o el disolvente es quiral
También diferencias si la medida de una propiedad
física o una reacción se hace en presencia de luz
polarizada circularmente
27

ENANTIOMEROS

RACEMICOS
La mezcla en iguales proporciones (50) de
moléculas del isómero dextro y del isómero levo
se denomina MEZCLA RACEMICA
Una mezcla racémica o racemato no rota el plano
de la luz polarizada
La separación de los componentes de un racémico
se denomina Resolución del racémico
28

ENANTIOMEROS

RACEMICOS
Las propiedades de las mezclas racémicas no son
siempre las mismas que las de los enantiómeros
por separado.
En estado gas, líquido ó en disolución
propiedades casi las mismas por mezcla casi ideal
En estado sólido, puntos fusión, solubilidades,
calores de fusión etc. diferentes
29

ENANTIOMEROS

RACEMICOS
En estado sólido, puntos fusión, solubilidades,
calores de fusión etc. diferentes
Acido tartárico Racémico -PF 204 a 206ºC- -
Solubilidad en agua a 20º 206 gr/litro Enantiómero
() ó el (-) -PF 170ºC - Solubilidad en agua
a 20º 1390 gr/litro
30

ROTACION Y ACTIVIDAD OPTICA

LUZ POLARIZADA EN EL PLANO
A un rayo luminoso cuyas vibraciones se dan en un
solo plano se dice que es LUZ POLARIZADA EN EL
PLANO
31

ROTACION Y ACTIVIDAD OPTICA

LUZ POLARIZADA EN EL PLANO
Puede considerarse como la resultante de la suma
de dos ondas polarizadas circularmente (Ondas
quirales)
Onda dextro
Onda levo
32

ROTACION Y ACTIVIDAD OPTICA

LA CAUSA DE LA ACTIVIDAD OPTICA
En presencia de un enantiómero una de las ondas
polarizadas circularmente se retrasa con respecto
a la otra y el vector suma gira
Onda dextro
Onda levo
33

ROTACION Y ACTIVIDAD OPTICA

LA MEDIDA DE LA ACTIVIDAD OPTICA
Si se hace pasar un rayo luminoso por un filtro
ltPolarizadorgt (Prisma de Nicol Cristales de
espato de Islandia pegados con bálsamo de Canadá)
emerge de él luz polarizada en el plano
Si un rayo de luz polarizada en el plano se hace
pasar por una nueva lente polarizadora
ltAnalizadorgt emerge de él luz si ambos planos de
polarización coinciden, si están girados 90º se
observará oscuridad lt Extincióngt
34

ROTACION Y ACTIVIDAD OPTICA

LA MEDIDA DE LA ACTIVIDAD OPTICA
EL POLARIMETRO
OSCURIDAD
LUZ
35

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sandwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
36

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sandwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
37

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

ATOMOS TETRAEDRICOS
Los centros asimétricos más conocidos son los
originados por átomos de C, Si, Ge, N y
metales en su estado de valencia II como Cu, Pd,
Pt, Mn, Be y Zn unidos a cuatro grupos diferentes
38

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

ATOMOS TETRAEDRICOS
Pueden resolverse aunque la diferencia entre
grupos sea mínima
39

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sándwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
40

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

ESTRUCTURAS ADAMANTANO
Son realmente tetraedros expandidos
41

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sándwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
42

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

ATOMOS PIRAMIDALES
N, P, As, Sb Unidos a tres grupos diferentes y la
nube electrónica como cuarto grupo
43

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

ATOMOS PIRAMIDALES
Ejemplos son los compuestos de S piramidal como
los esteres sulfínicos o los sulfóxidos
44

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

ATOMOS PIRAMIDALES
Los enantiómeros se interconvierten a temperatura
ambiente por efecto de sombrilla
45

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

ATOMOS PIRAMIDALES
Los enantiómeros se interconvierten a temperatura
ambiente por efecto de sombrilla
46

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

ATOMOS PIRAMIDALES
Sin embargo en cabeza de puente se impide el
efecto de sombrilla, como en la base de Troger de
la que se han aislado enantiómeros
47

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sándwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
48

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

COMPLEJOS OCTAEDRICOS
Resueltos complejos de número de coordinación
seis, como los de Co, Cr y Rh III ó Fe II con
quelatantes como etiléndiaminas, oxalatos ó
malonatos
49

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sándwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
50

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Si los grupos no pueden salir de esos planos y
A?B y D?E la molécula no es superponible con su
imagen en el espejo y tiene un eje binario quiral
A
D
E
B
51

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Son ejemplos de este tipo de quiralidad 1- Los
alenos y cumulenos de número par de dobles
enlaces (Si el número es impar hay isomeria cis -
trans)
52

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Son ejemplos de este tipo de quiralidad a) - Los
alenos y cumulenos de número par de dobles
enlaces (Si el número es impar hay isomeria cis -
trans)
53

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Son ejemplos de este tipo de quiralidad b) -
Ciclos acumulados en número par como los
espiranos (Si el número es impar hay isomeria cis
- trans)
54

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Son ejemplos de este tipo de quiralidad c) -
Dobles enlaces y anillos acumulados en número par
(Si el número es impar hay isomeria cis - trans)
55

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Son ejemplos de este tipo de quiralidad c) -
Dobles enlaces y anillos acumulados en número par
(Si el número es impar hay isomeria cis - trans)
56

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Son ejemplos de este tipo de quiralidad d) -
Complejos tetraédricos con ligandos
bidentados (Como los de Pd ó Pt II con
etiléndiaminas)
57

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Son ejemplos de este tipo de quiralidad e) -
Bifenilos sustituidos con grupos voluminosos en
orto (impedimento estérico a la rotación de 15 a
30 Kcal/mol) Las conformaciones se transforman en
configuraciones por ser aislables a T ambiente
58

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Son ejemplos de este tipo de quiralidad e) -
Bifenilos sustituidos con grupos voluminosos en
orto ATROPOISOMEROS
59

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

PLANOS DISIMETRICOS PERPENDICULARES
Son ejemplos de este tipo de quiralidad e) -
Bifenilos sustituidos con grupos voluminosos en
orto ATROPOISOMEROS
60

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sándwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
61

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

FORMA HELICOIDAL
Hexahelicenos Enrollados a derechas ó a izquierdas
62

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sándwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
63

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

Con Plano Quiral
Transciclooctenos Enrollados a derechas ó a
izquierdas
64

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

Con Plano Quiral
Paraciclofanos Dos anillos paralelos que no
pueden girar
65

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

Con Plano Quiral
Compuestos Sandwich (Ferrocenos) Dos anillos
paralelos que no pueden girar
66

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sándwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
67

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

Otras moléculas sin centro quiral
Anillos con nudos, catenanos y rotaxanos
68

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

- CON UN CENTRO QUIRAL -Atomos tetraédricos con
4 grupos diferentes - Estructuras adamantano con
4 grupos diferentes - Atomos piramidales con 3
grupos diferentes -Complejos octaédricos
convenientemente sustituidos - SIN CENTRO
QUIRAL - Con eje quiral - Planos disimétricos
perpendiculares - Con eje quiral - Forma
helicoidal - Con un plano quiral - trans
cicloocteno, p-ciclofanos y compuestos
sándwich - Otras moléculas sin centro quiral -CON
DOS O MAS CENTROS QUIRALES
69

TIPOS DE MOLECULAS QUIRALES

CON DOS O MAS CENTROS QUIRALES
Se estudiará conjuntamente con su nomenclatura en
el capitulo siguiente
70
ESTEROQUIMICA
Ha finalizado la Tercera PARTE Muchas gracias
por su atención
Pedro Antonio García Ruiz Catedrático de Escuela
Universitaria Profesor Titular de
Universidad Area Química analítica Area
Química Orgánica Departamento de Química
Orgásnica - Universidad de Murcia