Los Isomeros

1. Isómeros

Compuestos con la misma fórmula molecular pero diferente formula estructural pueden ser de cadena, posición y función.

a. Cadena

Fórmula condensada: C4H11

Butano Isobutano

b. Posición

Formula condensada: CH3-(CH2)5-OH.

2hexanol

c. Función

Formula condensada: C2H6O

Dimetil éter 2 butanol

2. Estereoisómeros:

Compuestos que tienen la misma fórmula molecular y la misma fórmula estructural pero diferente orientación espacial.

Ejemplo de estereoisómeros ópticos. (Cis- trans)

Cis 2-buteno tras 2-buteno

3. Carbono quiral:

Es un carbono con cuatro sustituyentes diferentes.

2butanol

4. Carbono simétrico:

Es aquel carbono que tiene cuatro sustituyentes iguales

Metano

5. Enantiomeros:

Son una clase de estereoisómeros tales que en la pareja de compuestos uno es imagen especular del otro y no son superponibles, es decir, cada uno es una imagen especular no superponible con la otra, lo mismo que una mano respecto a la otra.

Cuando esto ocurre se dice que la molécula es quiral y

Óptimamente activa, puesto que es capaz de desviar el plano de la luz polarizada.

Ej..

D-gliceraldehido L-gliceraldehido

6. Diastereoisomeros.

Los diastereoisómeros o diastereómeros son una clase de estereoisómeros tales que no son superponibles pero tampoco son imagen especular uno del otro, es decir, no son enantiómeros, tienen punto de simetría. El diastereomerismo se produce cuando dos o más estereoisómeros de un compuesto tienen configuraciones diferentes en una o más pero no todas las equivalentes relacionadas.

Los estereocentros no son imágenes especulares uno del otro. Cuando dos diastereoisómeros se diferencian entre sí en un solo estereocentro son epímeros.

Ej.

El Ácido tartárico contiene dos centros asimétricos, pero dos de los "isómeros" son equivalentes y juntos se denominan compuesto meso. Esta configuración no es visualmente activa, mientras que los restantes dos isómeros son D - y L -imágenes especulares, es decir, enantiómeros. La forma meso es un diastereoisómero de otras formas.

(natural) ácido tartárico

L-(+)-ácido tartárico

ácido dextro tartárico D-(-)-ácido tartárico

ácido levo tartárico ácido meso tartárico

(1:1)

DL-ácido tartárico

"ácido racémico"

Las familias de 4, 5 y 6 carbonos carbohidratos contienen muchos diastereoisómeros debido a la gran cantidad de centros asimétricos en estas moléculas.

7. Formas meso:

Una forma meso es un compuesto que contiene dos o más estereocentros y es superponible con su imagen especular.

Los compuestos meso contienen un plano de simetría que divide la molécula en dos, de tal forma que una mitad es la imagen especular de la otra:

Ej.

Eritritol

8. Reacciones SN1y SN2

a. SN1 Es una reacción de sustitución en química orgánica. "SN" indica que es una sustitución nucleofílica y el "1" representa el hecho de que la etapa limitante es unimolecular. La reacción involucra un intermediario carbocatión y es observada comúnmente en reacciones de halogenuros de alquilo secundarios o terciarios, o bajo condiciones fuertemente ácidas, con alcoholes secundarios y terciarios.

Ej.

Un ejemplo de una reacción que tiene lugar con un mecanismo de reacción SN1 es la hidrólisis del bromuro de tert-butilo con agua, formando alcohol tert-butílico:

Esta reacción SN1 tiene lugar en tres etapas:

• Formación de un carbocatión de tert-butilo, por la separación de un grupo saliente (un anión bromuro) del átomo de carbono: esta etapa es lenta y es reversible.4

• Ataque nucleofílico: El carbocatión reacciona con el nucleófilo. Si el nucleófilo es una molécula neutra (por ejemplo, un disolvente), se requiere un tercer paso para completar la reacción. Cuando el disolvente es agua, el intermediario es un ion oxonio. Esta etapa de reacción es rápida.

• Deprotonación: La eliminación de un protón en el nucleófilo protonado por el agua actuando como base conduce a la formación del alcohol y un ion hidronio. Esta etapa de la reacción es rápida.

b. SN2

Reacción nucleofilica bimolecular, ocurre en una sola etapa, la velocidad de la SN2 depende de la concentración del sustrato y del nucleófilo. Es por ello una reacción bimolecular. El mecanismo consiste en el ataque del nucleófilo al carbono que contiene el grupo saliente. Este carbono presenta una polaridad positiva importante, debida a la electronegatividad del halógeno. Al mismo tiempo que ataca el nucleófilo se produce la ruptura del enlace carbono-halógeno, obteniéndose el producto final.

Ion hidroxilo bromo metano metanol bromo

9. Reacciones E1 y E2:

a. E1:

Las eliminaciones unimoleculares (E1) compiten con la sustitución nucleófila unimolecular (SN1), formando alquenos.

El comportamiento nucleófilo del agua genera el producto de sustitución (SN1) mientras que el carácter básico da lugar al producto de eliminación (E1).

El mecanismo de la reacción E1 transcurre con los siguientes pasos:

Etapa 1. Ionización del sustrato

Etapa 2. El agua actúa como base, desprotonando el carbono vecino al positivo, para formar el alqueno.

Si el agua actúa como nucleófilo da lugar a productos de tipo SN1. La escasa basicidad del agua hace que el producto de sustitución sea muy mayoritario.

b. E2

Son reacciones de eliminación bimoleculares donde los

Haloalcanos reaccionan con bases fuertes formando alquenos.

En la eliminación bimolecular (E2) la base arranca hidrógenos del carbono b y al mismo tiempo se pierde el grupo saliente. Es por ello una reacción elemental, cuya cinética es de segundo orden.

La velocidad de la reacción depende de la concentración de la base y del sustrato.

10. Nomenclatura Cis - trans. E-Z

a. La isomería cis-trans (o isomería geométrica) es un tipo de estereoisometría de los alquenos y ciclo alcanos. Se distingue entre el isómero cis, en el que los sustituyentes están en el mismo lado del doble enlace o en la misma cara del ciclo alcano, y el isómero trans, en el que están en el lado opuesto del doble enlace.

Sus características son:

• Ambos poseen la misma fórmula.

• Tienen diferentes propiedades químicas y físicas

Cis-buteno Trans-buteno

b. E-Z

El sistema de nomenclatura cis/trans en alquenos es insuficiente cuando hay tres o más sustituyentes diferentes en el doble enlace. En estos casos se usa el sistema de nomenclatura Z/E, adoptado por la IUPAC,3 que sirve para todos los alquenos. Z proviene del vocablo alemán zusammen que significa juntos y E del vocablo alemán entgegen que significa opuesto. Equivaldrían a los términos cis y trans respectivamente.

Si una configuración molecular es Z o E viene determinado por las reglas de prioridad de Cahn, Ingold y Prelog. Para cada uno de los dos átomos de carbono del doble enlace se determina individualmente cuál de los dos sustituyentes tiene la prioridad más alta. Si ambos sustituyentes de mayor prioridad están en el mismo lado, la disposición es Z. En cambio sí están en lados opuestos la disposición es E.

Como ejemplo, en la imagen el ácido (Z)-3-amino-2-butenoico y el ácido (E)-3-amino-2-butenoico.

11. Nomenclatura R S:

Son un tipo de enantiomeros cuya letras cuya clasificación es la siguiente R (del latín rectus, derecho) o S (del latín sinister,

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