Date post: | 26-Jun-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | luisito-de-andrade |
View: | 146 times |
Download: | 0 times |
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Universidad Santa MaríaFacultad de Odontología
Curso básico
Profesora:María Alejandra Pérez
GRUPOS FUNCIONALES
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Química Orgánica
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• En química orgánica podemos ver que algunos átomos se unen entre sí formando moléculas.
• Estas moléculas dan ciertas características a las cadenas hidrocarbonadas.
• Estas uniones moleculares reciben el nombre de grupos funcionales.
Introducción
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Estos grupos se diferencian entre sí por los átomos que conforman estas moléculas.
• Conoceremos cuáles son estos grupos funcionales y cómo se nombran.
• Veremos en esta ocasión 11 grupos funcionales.
Introducción
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Los alcanos, hidrocarburos saturados o parafinas, son compuestos formados exclusivamente por carbono e hidrógeno, donde todos los enlaces son covalentes sencillos (C – C y C – H).
Se nombran mediante el prefijo numeral que indica el número de átomos de carbono que forman la cadena carbonada, seguido de la terminación –ano.
Ejemplos: 2. Alcanos 2.1 Alcanos lineales
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Sistemas insaturados
Enlaces dobles
•Dienos (dos dobles enlaces): conjugados, aislados, acumulados
Aromáticos (derivados del benceno arenos y otros )
•Polienos (más de dos dobles enlaces): conjugados, aislados, acumulados
Alquenos: Alquinos
•Diinos (dos triples enlaces): conjugados, aislados
Poliinos (más de dos triples enlaces): conjugados, aislados
Enlaces triples
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Producción
milesT/año
Alquenos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Usos industriales de los alquenos
El etileno y el propileno son las sustancias orgánicas de mayor volumen industrial; pueden ser usados para sintetizar una amplia variedad de compuestos útiles.
La reactividad del doble enlace hace que su uso en la industria sea vital, especialmente su polimerización.
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
NOMENCLATURA•Se busca la cadena más larga que contenga el doble enlace.
•La cadena se numera de tal forma que al doble enlace le queden los números localizadores más pequeños posibles (excepto cuando hay otra función que domine)
•Si hay sustituyentes, se les asigna los números localizadores que les correspondan. En caso de haber dos numeraciones equivalentes, se tomará aquella que da los números localizadores más pequeños a los sustituyentes.
•En cicloalquenos, la numeración comienza por el doble enlace y se sigue el sentido de giro que da los números localizadores más pequeños posibles a los sustituyentes.
4-Metil-2-hexeno
2-Metil-3-hexeno
2-Propen-1-ol (alcohol alílico)3-Bromociclohexeno
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de los alquenos.
Cuando la cadena contiene más de tres átomos de carbono, se utiliza un número para localizar el enlace. La cadena se numera comenzando por el extremo más próximo al doble enlace y al doble enlace se le da el número más bajo de los dos átomos de carbono que forman el doble enlace. En los cicloalcanos se considera que éstos tienen el doble enlace en la posición número 1.
Cuando se numera un cicloalqueno, a los carbonos de doble enlace se les asignan los números 1 y 2, y se intenta dar al resto de sustituyentes los números más bajos posibles.
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
ALQUINOS
Son hidrocarburos que contienen uno o más triples enlaces y aunque en una molécula estén presentes varios dobles enlaces y un solo triple enlace el compuesto se considerará como un alquino.
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de los alquinos
1. Localizar la cadena continua de carbonos más larga y que contenga la mayor cantidad posible de triples enlaces; nombrar esta cadena utilizando las mismas raíces que para los alcanos; pero con la terminación característica de los alquinos ( ino, diino, triino) , según sea el número de triples enlaces presentes, e indicando cada una de sus posiciones.
Sistemático etino 1-butino
Común acetileno un alquino terminal
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de los alquinos
2-pentino 4-metil-2-hexino
Un alquino interno
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de los alquinos
Numerar la cadena anterior de tal manera que los triples enlaces queden en la menor posición posible
1-bromo-5-metil-3-hexinoNo 6-bromo-2-metil-3-hexino, porque 1<2
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de los alquinos
3-bromo-2-cloro-4-octino
No 6-bromo-7-cloro-4-octino,
Porque 2<6
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Son aquellos pertenecientes al grupo VII.• Es decir: F, Cl, Br, I, At.• Se nombran como sustituyentes,
anteponiéndose al nombre de la cadena el nombre del haluro correspondiente y fijándose en la numeración que le corresponde.
Haluro
R - X
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Cl-CH3
cloro-metano
CH3-CH-CH-CH3
Br Br
2,3-dibromo-butano
Ejemplos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Este grupo lo constituye una molécula formada por la unión de un O y un H.
• Es decir –OH.
• Se nombran agregando al final del nombre de la cadena la terminación ol.
• Es importante fijarse en colocar la numeración cuando corresponda.
Alcohol
R - OH
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
CH3 - OH
metanol
CH3 - CH - CH3
OH
2 propanol
Ejemplos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Este grupo está formado por una molécula COOH, en donde uno de los oxígenos forma un doble enlace con el carbono.
• Al nombre de la cadena se antepone la palabra ácido y al final se agrega la terminación oico.
Ácido carboxílico
R - COOH OR-C-OH
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
CH3 - CH2 - COOH
ácido propanoico
CH3 - COOH
ácido etanoico
Ejemplos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Este grupo está formado por una molécula CHO, en donde el oxígeno está unido mediante un doble enlace al carbono.
• Al nombre de la cadena se le agrega la terminación al.
Aldehido
R - CHO OR-C-H
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
O II
CH3-CH etanal
O II
CH3-CH2-CH propanal
Ejemplos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Este grupo está formado por una átomo de carbono unido por un doble enlace a un átomo de oxígeno. Alrededor de esta molécula hay dos cadenas hidrocarbonadas.
• Existen dos formas de nombrar las cetonas.
Cetona
R1 - CO - R2 OR1-C-R2
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Al nombre de la cadena se le agrega la terminación ona.
• Cuando sea necesario, se indica con un número la ubicación del grupo.
O
II
CH3- C -CH3
propanona
Primera forma de nombrar cetonas
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Se nombran por orden alfabético (como si fuesen sustituyentes) las dos cadenas que rodean al carbono que tiene un doble enlace con el oxígeno, y al final se coloca la palabra cetona.
O II
CH3-C-CH2-CH2-CH3 metil propil cetona
Segunda forma de nombrar cetonas
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Este grupo es semejante al anterior, aunque se diferencia en que tiene un átomo de oxígeno más. Está formado por una átomo de carbono unido por un doble enlace a un átomo de oxígeno, más otro átomo de oxígeno. También alrededor de esta molécula hay dos cadenas hidrocarbonadas.
Ester
R1 - COO - R2
OR1-C-O-R2
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Para nombrar un ester usaremos una forma sencilla y simple, en donde tendremos que poner mucha imaginación de nuestra parte.
• Viendo la fórmula general de un ester, este se podría dividir en dos partes.
• Una incluyendo al grupo COO.• Y otra con el resto.• Es decir:
Nombrando un ester
R1 - COO - R2
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
1. En donde va la cadena que tiene incluido al grupo carbonilo, es decir el grupo COO (R1 - COO), se agrega la terminación ato.
2. En donde va el resto de la otra cadena, la que está después del grupo COO. (- R2), se coloca el nombre de la respectiva cadena con la terminación ilo (como si fuese un grupo sustituyente).
Nombrando un ester
R1 - COO - R2Terminación ato Terminación ilo
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
1. Queda el nombre compuesto por dos partes: una con el nombre de esta cadena con terminación ato y la segunda con el nombre de la otra cadena con terminación ilo.
2. Se unen ambos nombres con la preposición de.
Nombrando un ester
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
O II
CH3-CO-CH2-CH3 etanoato de etilo
O II
CH3-CH2-CH2-CO-CH3 butanoato de metilo
Ejemplos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• En este grupo vemos que hay un átomo de oxígeno entre dos cadenas hidrocarbonadas.
• Para nombrarlo, primero se nombran los radicales que están alrededor del oxígeno por orden alfabético y al final se agrega la palabra eter.
Eter
R1 - O - R2
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
CH3-O-CH2-CH3
etil - metil eter
CH3-O-CH3
dimetil eter
Ejemplos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• En este grupo vemos que hay un átomo de nitrógeno y dos átomos de hidrógeno, es decir, una molécula de NH2.
• Para nombrarlo tenemos tres posibilidades.
Amina
R - NH2
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Al nombre del alcano se le quita la o al final y se le agrega la terminación amina.
• Es importante fijarse en la numeración de donde está el grupo amino.
CH3-NH2 metanamina
CH3-CH2-NH2 etanamina
Primera forma de nombrar una amina
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Otra forma es tratar al grupo NH2 como si fuese un sustituyente y anteponer la palabra amino al nombre de la cadena.
CH3-CH2-NH2 aminoetano
CH3-CH-CH2-CH3
NH2
2 aminobutano
Segunda forma de nombrar una amina
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Otra forma es tratar a la cadena como si fuese un sustituyente, con terminación il y al final agregar la palabra amina.
CH3-NH2
metil amina
CH3-CH2-NH2
etil amina
Tercera forma de nombrar una amina
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Este grupo está compuesto por la combinación de un grupo carbonilo y un grupo amino.
• Se nombran como un alcano, pero quitando la o al final del nombre de la cadena y agregando la terminación amida.
Amida
R - CO - NH2
OR1-C-O-NH2
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
O II
CH3-C-NH2 etanamida
O II
CH3-CH2-C-NH2 propanamida
Ejemplos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Este grupo está compuesto por un grupo NO2 unido a la cadena hidrocarbonada.
• Para nombrarlos se les coloca el prefijo nitro y, si es necesario, su ubicación en la cadena, numerándola.
Nitro
R - NO2
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-NO2
nitro pentano
CH3-CH-CH2-CH3
NO2
2 nitro butano
Ejemplos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Este grupo está compuesto por un átomo de nitrógeno unido a través de un triple enlace a un átomo de carbono.
• Hay dos formas de nombrarlos.
Nitrilo
R - CN
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Si el grupo CN forma parte de la cadena hidrocarbonada, se agrega el sufijo nitrilo al final del nombre.
CH3-CH2-CN
propanonitrilo
Primera forma de nombrar un nitrilo
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
• Si el grupo CN está fuera de la cadena, como si fuese un sustituyente, se coloca la numeración y el prefijo ciano.
CH3-CH-CH2-CH3
C N
2 ciano butano
Segunda forma de nombrar un nitrilo
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
II Parte Isomería
Curso básico de Odontología
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Se denominan isómeros a los compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero diferente
estructura química
Dependiendo de la naturaleza de la diferencia entre las estructuras es posible clasificar los isómeros en varios
subtipos
1-propanol 2-propanol etil metil éter (C3H8O)
Isómeros constitucionales o estructurales
Isómeros constitucionales o estructurales
Se distinguen en el orden en el que los átomos están conectados entre sí. Pueden
contener distintos grupos funcionales o estructuras
Estereoisómeros
Tienen los mismos grupos funcionales y conectividad, diferenciándose en la organización espacial de átomos y
enlaces
1.- CONCEPTO Y TIPOS DE ISOMERÍA
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
ISÓMEROS ESTRUCTURALES
DE CADENA
Butano Metilpropano
Propan-1-ol Propan-2-ol
DE POSICIÓN
DE FUNCIÓN
Propan-1-ol Metoxietano
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
ESTEREOISÓMEROS ESTEREOISÓMEROS CONFORMACIONALES
ESTEREOISÓMEROS CONFIGURACIONALES
Producidos por la rotación en torno a un enlace simple C-C.
Interconvertibles a temperatura
ambiente
Estereoisómeros no convertibles entre sí a temperatura ambiente
Isómeros geométricos, producidos por la presencia de un doble
enlace en la molécula
Isómeros ópticos, producidos normalmente por la presencia de un
centro quiral (carbono asimétrico)
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Dos estereoisómeros configuracionales pueden ser entre sí enantiómeros o diastereómeros
Los enantiómeros son estereoisómeros configuracionales que son imágenes especulares no superponibles entre sí
Los diastereómeros son estereoisómeros configuracionales que NO son imágenes especulares entre sí
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
¿Tienen los compuestos la misma fórmula molecular?
Isómeros
No IsómerosNO
SI
¿Tienen los compuestos la misma conectividad?NO SI
Estereoisómeros
¿Son interconvertibles por rotación en torno a enlaces simples C-C?
Configuracional
NOSI
¿Es producida por un doble enlace?SI
Óptica
¿Son los compuestos imágenes especulares no superponibles?
NO
NOSI
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Isomería
Isomería estructural o constitucionalDifieren en la conectividad Estereoisomería
Difieren en la orientación espacial
de funciónTienen grupos
funcionales distintos
de posiciónel grupo funcional es el mismo
pero están en otra posición
de cadenaMismo grupo funcional pero la forma de la cadena varía
ConformacionalPueden interconvertirse
por giro sobre enlace sencillo
ConfiguracionalNo se pueden
interconvertir mediante un giro
GeométricaIsómeros cis y trans
Óptica
EnantiómerosSon imágenes especulares
no superponibles
DiastereoisómerosNo guardan relación de
imagen especular
UNA VISIÓN GLOBAL DEL PROBLEMA
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
ESTRUCTURALES
ESTEREOISÓMEROS
ISÓMEROS
CONFORMACIONALES
CONFIGURACIONALES
Diastereómeros Enantiómeros
OTRA VISIÓN GLOBAL DEL PROBLEMA
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Estereoisómeros son sustancias cuyas moléculas tienen el mismo número y tipo de átomos colocados en el mismo
orden, diferenciándose únicamente en la disposición espacial que ocupan.
2.- ESTEREOISOMERÍA
Imágenes especulares no superponibles
No son imágenes especulares
Según la relación que guardan entre sí los estereoisómeros:
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Isomería geométrica
Estereoisomería producida por la diferente colocación
espacial de los grupos en torno a un doble enlace
Isomería óptica
Estereoisomería producida por la diferente colocación
espacial de los grupos en torno a un estereocentro, habitualmente un carbono
quiral
Según el origen o causa de la estereoisomería:
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Estas dos formas no son isómeros geométricos ya que la libre rotación del enlace simple convierte una
forma en otra (son confórmeros)
3.- ISOMERÍA GEOMÉTRICA
¿Son isómeros geométricos estas dos formas de 1,2 dicloroetano?
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Estas dos formas sí son isómeros geométricos ya que el doble enlace no
permite la libre rotación. Son las formas trans y cis del 1,2-dicloroeteno
¿Son isómeros geométricos estas dos formas de 1,2 dicloroeteno?
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Para que exista isomería geométrica se deben cumplir dos condiciones:
1.- Rotación impedida (por ejemplo con un doble enlace)
2.- Dos grupos diferentes unidos a un lado y otro del enlace
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
La isomería cis/trans se puede dar también en sistemas cíclicos donde la rotación en torno al enlace simple está
impedida
Los isómeros geométricos son diasteroisoméros porque entre ellos no son imágenes especulares
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de los isómeros geométricos
La asignación de prioridad de los grupos se basa en las reglas de Cahn-Ingold y Prelog que establecen un orden de prioridad según el número atómico
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
La isomería geométrica tiene efecto sobre las propiedades físicas
1,2-dicloroeteno
Isómero
Punto Fusión (°C)
Punto Ebullición (°C)
cis -80 60
trans -50 48
2- buteno
Isómero
Punto de Fusión (°C)
Punto Ebullición (°C)
cis -139 4
trans -106 1
El isómero cis tiene un punto de ebullición más alto que el isómero transEl isómero cis tiene un punto de fusión más bajo que el isómero trans
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
¿Por qué el isómero cis tiene mayor punto de ebullición?
El isómero cis es más polar
cis-1,2-dicloroeteno cis-2-buteno
El átomo de Cloro tira de los electrones de enlace polarizando la unión C-Cl
Los grupos metilo empujan electrones hacia el carbono del doble enlace,
polarizando el encale C-C
¿Por qué el isómero cis tiene menor punto de fusión?
La forma en U del isómero cis dificulta el empaquetamiento en estado sólido. Las débiles fuerzas intermoleculares que se establecen en este caso explican que funda a menores temperaturas que el isómero trans, cuya forma permite un empaquetamiento más eficaz.
El isómero cis es menos simétrico
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
4.- ISOMERÍA ÓPTICA
La mayoría de sustancias no desvían el plano de polarización de la luz, no son ópticamente activas, pero los isómeros ópticos sí lo son
En la pareja de enantiómeros, ambos desvían el plano de polarización el mismo número de
grados, pero en sentidos contrarios (Pasteur, 1848)
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
El tartrato de sodio y amonio, ópticamente inactivo, existía como una mezcla de dos
clases diferentes de cristales que eran imágenes especulares entre sí. Pasteur
separó la mezcla cuidadosamente en dos montones uno de cristales derechos y el
otro de izquierdos.
La mezcla original era ópticamente inactiva; sin embargo, cada grupo de cristales por
separado era ópticamente activo. En todas las demás propiedades, ambas sustancias
eran idénticas
ÁCIDO L (+) tartárico ÁCIDO D (-) tartárico
ÁCIDO MESO tartárico
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Una sustancia ópticamente activa es la que desvía el plano de la luz polarizada
El polarímetro mide la rotación específica de la muestra
l longitud celda
c concentración muestra
D longitud onda luz sodio
Sustancia dextrógira: Sustancia levógira:
Ácido (+) Láctico
Extraído del tejido muscular
(-)2-metil-1-butanol
Giro en el sentido de las agujas del reloj Giro en sentido contrario de las agujas del reloj
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
¿Por qué los isómeros ópticos desvían el plano de polarización de la luz?
Las moléculas de los isómeros ópticos son quirales, existen en dos formas, imágenes especulares, que
no son superponibles
Esta falta de simetría en las moléculas puede estar producida por varías causas, la más
frecuente es que en ellas exista un estereocentro, en general un carbono unido a
cuatro sustituyentes diferentes (carbono quiral).
Ojo: Existen moléculas quirales que no tienen estereocentro: Alenos, Bifenilos, .. y moléculas con estereocentros que no son quirales
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Acción de las moleculas aquirales y quirales ante la luz polarizada
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Quiralidad: Es una propiedad según la cual un objeto (no necesariamente una molécula) no es superponible con su imagen especular. Cuando un objeto es quiral se dice que él y su imagen
especular son enantiómeros
Presentan plano de simetría
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Ejercicio: ¿Cuál de estas moléculas es quiral?
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Moléculas No Quirales
Superponibles
Moléculas Quirales
Imágenes especulares
No Superponibles
Dos enantiómeros desvían el plano de la luz polarizada en la misma magnitud pero en sentidos
opuestos.
Cuando una molécula es superponible con su
imagen especular se dice que no
es ópticamente activa y, por tanto, es incapaz de desviar el plano de la luz
polarizada.
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Las moléculas que contienen un estereocentro son siempre quirales
Los enantiómeros tienen las mismas propiedades químicas y físicas, a excepción de su respuesta ante la luz polarizada (actividad óptica). Por ello se les denomina isómeros ópticos.
Las moléculas aquirales son ópticamente inactivas.
La mezcla 1:1 de los enantiómeros (+) y (-) de una molécula quiral se denomina mezcla racémica o racemato y no desvía la luz polarizada
Ojo: Existen moléculas sin estereocentro que son quirales y moléculas con más de un estereocentro que no son quirales
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
2-butanol
Ácido 2-hidroxipropanoico
(ácido láctico)
Ácido 2-aminopropanoico
(alanina)
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Moléculas quirales sin estereocentro
Alenos
Bifenilos
Binaftilos
No hay plano de simetría. La molécula y su
imagen especular no
son superponibles
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Cahn, Ingold y Prelog establecieron el sistema de nomenclatura R/S para nombrar la configuración absoluta de un estereocentro.
Se deja el grupo de prioridad menor (d) hacia atrás y se observa el sentido de giro para ir desde el grupo de más
prioridad (a) hacia el de menor (c) de los tres que quedan. Si el sentido es el de las agujas del reloj, la
configuración es R (rectus). Al contrario es S (sinister).
5.- Configuración del estereocentro: R/S
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Reglas de prelación
El número atómico de los átomos directamente unidos al estereocentro
determina su orden de prioridad. El átomo de mayor numero atómico tiene la
mayor prioridad. Si uno de ellos es un hidrógeno, éste será el de prioridad menor.
Si hay dos átomos iguales unidos al estereocentro, se observa en la posición
siguiente qué atomo tiene el número atómico mayor. En caso de nueva
coincidencia se sigue a la siguiente posición, y así sucesivamente.
Si alguno de los átomos unidos al estereocentro participa en un enlace doble
o triple, se supone que aquél está unido por enlaces sencillos a un numero
respectivamente doble o triple de átomos.
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
En las proyecciones de Fischer cada carbono tetraédrico se representa como una cruz en la que, las líneas horizontales se dirigen hacia
afuera del papel y las verticales hacia adentro.
6.- PROYECCIÓN DE FISCHER
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
orientar
Construir proyección Fischer
Asignar prioridad
Determinar configuración
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Si el último grupo en prioridad está en la horizontal y la unión 1→ 2→ 3 va ensentido R la configuración del estereocentro es opuesta, o sea, S
Si el último grupo en prioridad está en la horizontal y la unión 1→ 2→ 3 va ensentido S la configuración del estereocentro es opuesta, o sea, R.
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
La rotación de una proyección de Fischer afecta a la configuración del estereocentro representado:
El giro de 90º invierte la configuración
El giro de 180º conserva la configuración Este giro de 180° en el plano en una proyección de Fischer equivale a unnúmero par de intercambios de grupos,
un giro de 90° equivale a un número impar de intercambios (untotal de tres interconversiones)
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Una molécula con n estereocentros tiene un máximo de 2n estereoisómeros.
7.- Moléculas con más de un centro quiral
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Ejercicio: Determinar el número de estereoisómeros de las aldohexosas, hidratos de carbono o azúcares de seis átomos de carbono, de fórmula
general C6H12O6:
HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO
Construir los diagramas de Fischer y establecer las relaciones de enantiomería y disatereoisomería correspondientes
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
D-(+)-Alosa RRRR p.f. 148º
D-(+)-Altrosa SRRR p.f. 103º
D-(+)-Glucosa RSRR p.f. 154º
D-(+)-Manosa SSRR
p.f. 136º
D-(-)-Gulosa RRSR
D-(-)-Idosa
SRSR
D-(+)-Galactosa RSSR p.f. 169º
D-(+)-Talosa SSSR p.f. 134º
A estos 8 diastereoisómeros naturales hay que añadir los 8 enantioméros correspondientes (sintetizados en el laboratorio)
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
¿Por qué en el caso del ácido tartárico (ácido 2,3-dihidroxibutanodioico), con dos estereocentros, sólo se producen tres estereoisómeros?
(+)-tartaric acid: [α]D = +12º m.p. 170 ºC
(–)-tartaric acid: [α]D = –12º m.p. 170 ºC
meso-tartaric acid: [α]D = 0º m.p. 140 ºC
8.- LA FORMA MESO
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Una forma meso es un compuesto que contiene dos o más estereocentros y es superponible con su imagen especular.
Los compuesto 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
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
CASO 1.- Si partimos de una sustancia aquiral y en el medio de reacción no hay sustancias quirales, aunque se forme un estereocentro, el producto no será ópticamente activo (dará
lugar a una mezcla racémica).
El carbono secundario que sufre la reacción no es quiral, pero se le denomina proquiral porque al reaccionar da lugar a un centro quiral o estereogénico
9.- REACTIVIDAD Y ESTEREOQUÍMICA
Ejemplo: halogenación de alcanos
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Síntesis de 2-butanol por hidrogenación catalizada con níquel de 2-butanona
CH3CH2CCH3 CH3CH2CHCH3
OHO
+ H H (+)-Ni *
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
CH3CH2
C CHH
H
H Br
CH3CH2
H
CH3
Br
CH3CH2
Br
CH3
H
H3CH2CCH3
H (S)-2-Bromobutane
Top
Bottom
+ (50%)
(50%)(R)-2-Bromobutane
1-buteneCarbocationintermediate
(achiral)Br
Br
Adición de HBr a 1-buteno para producir 2-bromobutano
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
CASO 2.- Cuando ya existe un estereocentro en la molécula de partida y se crea otro en la reacción, se obtienen una pareja de
diastereómeros generalmente en distinta proporción, porque los ET que conducen a ellos no tienen porqué poseer la misma energía.
Cloración en posición 3 del (S)-2-bromobutano ópticamente puro
Los estados de transición no tienen la misma energía
Obtenemos pareja de diastereómeros en distinta proporción
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Cloración en posición 3 del (R)-2-bromobutano ópticamente puro
Los estados de transición no tienen la misma energía
Obtenemos pareja de diastereómeros en distinta proporción
Inducción asimétrica: La presencia de un centro quiral afecta en la formación de un nuevo centro.Una reacción que conduce a la formación predominante de uno de los varios productos estereoisoméricos posibles es estereoselectiva.
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Cloración en posición 3 del 2-bromobutano racémico, es decir, de una mezcla 1:1 de (S)- y (R)-2-bromobutano
Se sigue obteniendo una mezcla de diastereómeros, de los que uno predomina, pero ahora son racémicos, porque partimos de un compuesto que así lo era.
Cuando ninguno de los productos de partida es enantioméricamente puro y en la reacción se producen
estereocentros, el resultado de la misma es siempre un racémico
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Reactivo(s) Producto(s)
Simétrico no proquiral (opticamente inactivo)
Simétrico (opticamente inactivo)
Simétrico proquiral (opticamente inactivo)
Quiral racémico (opticamente inactivo)
Quiral racémico (opticamente inactivo)
Mezcla de diastereómeros racémicos (opticamente inactivo)
Quiral enantioméricamente puro (opticamente activo)
Mezcla de diastereómeros enantioméricamente puros (opticamente activo)
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
10.- RESOLUCIÓN DE RACEMATOS
La separación de enantiómeros de mezclas racémicas se denomina resolución. Hay diferentes procedimientos para la resoluciónde
mezclas racémicas pero los más utilizados son la resolución química y la resolución cromatográfica.
La resolución química consiste en la separación de los enantioméros de la mezcla racémica mediante su conversión en una mezcla de diastereoisómeros. Para ello, la mezcla de enantiómeros se hace reaccionar con compuesto quiral
que recibe el nombre de agente de resolución.
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
La resolución de una mezcla racémica puede llevarse a cabo aprovechando las diferencias en las propiedades físicas y/o químicas de los diastereoisómeros.
Una tuerca de una helicidad determinada sólo casará bien con los tornillos de su misma helicidad.
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
1º.- Formación diastereómeros
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
2º.- Separación diastereómeros
3º.- Eliminación del agente de resolución
Nomenclatura de grupos funcionales NM2 Química
Método de resolucíón química: Resumen