Resumen general de las bases de estereoisomería en compuestos orgánicos. (No es de mi autoría, fue parte de un Curso de Química Orgánica 1 (E.P.N.) pero lo comparto para su uso gratuito)

2. La estereoquímica es la rama de la Química que se ocupa
de los aspectos tridimensionales de las moléculas.
Isómeros
Estereoisómeros
Configuracionales
Enantiómeros Diasterómeros
Conformacionales
Estructurales

3. Isómeros que poseen diferente estructura.
1) De cadena
2,2-dimetil, butano hexano
…ISÓMEROS ESTRUCTURALES

4. Bromuro de hexilo 3-Bromuro de hexilo
2) De posición de un átomo o grupo
…ISÓMEROS ESTRUCTURALES

5. …ISÓMEROS ESTRUCTURALES
3) De función
3-pentanona Pentanal

6. ESTEREOISÓMEROS
Isómeros espaciales o estereoisómeros: presentan la
misma secuencia de átomos, pero diferente disposición
espacial.
1) Conformacionales
2) Configuracionales

7. 1) Conformacionales: se pueden interconvertir por rotación
alrededor de un enlace .
ECLIPSADA ESCALONADA
H
CH3HO
H
CH3
Br H
HO CH3
Br
HCH3

8. CONFORMACIONES (ANÁLISIS CONFORMACIONAL)
El enlace C-C simple
tiene libertad de giro a lo
largo de su eje. Eso
provoca diferentes
conformaciones en la
molécula del alcano
Conformación Vista lateral Vista frontal
Alternada
Eclipsada
Nota: No son
isómeros,
porque a
temperatura
ambiente se
interconvierten
con mucha
facilidad
ANÁLISIS CONFORMACIONAL DEL ETANO

9. Representación Alternadas Eclipsadas Alternadas
Líneas y cuñas
Caballete
Newman

10. El giro en torno al enlace
simple C-C provoca
acercamientos entre otros
orbitales. Eso tiene
repercusión en el
contenido energético de la
molécula

12. Naturaleza en la tensión en los anillos
 Casi todos los cicloalcanos no son planos, adoptan conformaciones
tridimensionales para adoptar ángulos de enlace casi tetraédricos.
 Varios factores, además de la tensión de ángulos, intervienen en la
determinación de las formas y de energías totales de los cicloalcanos.
Uno de estos factores es la barrera hacia la rotación del enlace
(tensión torsional).
 Hay tensión torsional en los cicloalcanos si cualquier par de enlaces
C-H vecinos eclipsa el uno al otro. En los cicloalcanos superiores las
tensiones de torsión se minimizan porque adoptan conformaciones
plegadas no planas. Además existe otro factor que contribuye a la
tensión total de los alcanos, que es la tensión estérica

13. Los átomos de carbono en los alcanos
acíclicos presentan ángulos de enlace de
109,5º. Un cicloalcano requiere por su
geometría ángulos de enlace diferentes
de 109,5º, los orbitales de sus enlaces
carbono-carbono no pueden conseguir un
solapamiento óptimo y el cicloalcano
estará afectado de una tensión angular.
El ángulo interno del ciclopropano es de 60 .
El enlace C-C es mucho más débil que en un
alcano lineal
Los hidrógenos de carbonos contiguos
están eclipsados. Esto confiere una
tensión torsional . En los acíclicos los
hidrógenos pueden adoptar una
conformación alternada donde se
minimicen sus interacciones estéricas y
orbitálicas.
Teoría de las tensiones. Adolf Won Baeyer (Premio Nobel en 1905)
Los cicloalcanos son menos estables debido a las tensiones producidas
en el anillo

14. CICLOBUTANO
La molécula es parcialmente
alabeada. Se observa rápida
interconversión de una forma
plegada a otra. Con esta
distorsión se alivia
parcialmente la tensión
producida por los ocho
hidrógenos eclipsados. A
costa de aumentar algo la
tensión angular se disminuye
la tensión torsional.CICLOPENTANO
H
H
H
H
H H
H
H H
H
Si fuera plano los
ángulos serían de 108º,
cercanos a los del
tetraedro. Sin embargo,
tal disposición plana
poseería diez
interacciones H-H
eclipsadas
El plegamiento del
anillo reduce este
efecto, tal como se
indica en la estructura.
Aunque el plegamiento
libera tensión torsional,
también aumenta la
tensión angular
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
conform ación de sobre
conform ación de m edia silla
C
C
H H
HH
H
H
H
H
C
C
C
HH
H H
H
H
HC
C
C
H
rápido107º
1.551A
1.109A

15. CICLOHEXANO
El ciclohexano es especial puesto que no tiene tensión de anillo. Probablemente
esta es la causa de que sea una unidad muy abundante en sustancias
naturales. ¿Por qué?
Si el ciclohexano fuera plano,
el anillo tendría un ángulo
interno de 120º, muy
inadecuado para un
hibridación sp3. Además,
todos los hidrógenos estarían
eclipsados
En realidad el ciclohexano no
es plano sino que adopta una
conformación denominada
silla, donde los ángulos
internos son próximos a los
ideales de la hibridación sp3.
En esta conformación todos los
hidrógenos están alternados.

16. En el ciclohexano se distinguen dos tipos de enlaces con átomos de
hidrógeno según su posición relativa dentro de la molécula:
- Ecuatoriales: dispuestos a lo largo del plano ecuatorial de la
molécula (6)
- Axiales: dispuestos perpendicularmente al plano de la molécula (3
+ 3)

17. Conformación de
bote
Tensión en enlaces
Dos enlaces
eclipsados
Dos hidrógenos con
problemas estéricos
Conformación de bote
torcido
Pequeña tensión en enlaces
Dos enlaces parcialmente
eclipsados
Dos hidrógenos con
pequeños problemas
estéricos
Conformación de
silla
Sin tensión en
enlaces
Sin enlaces
eclipsados
Hidrógenos sin
problemas estéricos
Debido a la libertad de giro de los
enlaces simples C-C el
ciclohexano tiene otras
conformaciones además de la
de silla

18. La consecuencia de este movimiento de inversión de la conformación silla es que
las posiciones axiales pasan a ser ecuatoriales y viceversa. Esto es especialmente
relevante cuando el anillo de ciclohexano posee sustituyentes.
La silla es el conformero mayoritario a temperatura ambiente.

19. I. Geométricos o Diasterómeros. Son isómeros que tienen la misma
disposición estructural de átomo con átomo pero se diferencian en
la orientación geométrica de ellos.
a) En dobles enlaces de cadena abierta
b) cíclicos
2) Configuracionales: solo se pueden interconvertir por ruptura
y nueva formación de un enlace covalente. Son dos: 1
H CH3
CH3 H C H3 C H3
H H
H
H
C H3
C H3
C H3
H
C H3
H

20. Nomenclatura E – Z en alquenos
Se refiere a la estereoquímica alrededor de un doble enlace en
una cadena abierta.
Se asignan prioridades a los grupos unidos a cada carbono del
doble enlace, de acuerdo con el número atómico del átomo
directamente unido al doble enlace.
Es similar a la nomenclatura cis - trans.
CH3
CH3
CH3
Cl
E- 4-decaeno
Z- 1-cloro, 1-penteno

21. H
H
C H3
C H3
trans-1,2-dimetilciclohexano
H
C H3
C H3
H
cis-1,2-dimetilciclohexano

22. II. Enantiómeros u Ópticos. Son isómeros que tienen la
misma disposición estructural de átomo con átomo, pero se
relacionan entre sí como las imágenes en un espejo (imágenes
especulares), por lo tanto no son superponibles
a
c
b b
c
a

23. Los enantiómeros solo se presentan en los compuestos cuyas moléculas son
quirales.
Se define como molécula quiral aquélla que no puede superponerse a su reflexión
especular.
- Se dice que los objetos quirales (incluyendo las moléculas) se parecen a las
"manos".
- Los enantiómeros se relacionan entre sí en la misma forma que una mano
izquierda se relaciona a una mano derecha.
- Cuando usted observa su mano izquierda en un espejo, la reflexión de su mano
izquierda es una mano derecha. Sin embargo, sus manos izquierda y derecha no
pueden superponerse.

24. Presentan plano de simetría

25. Los objetos (las moléculas) que pueden superponer sus imágenes especulares
son aquirales.
La quiralidad de las moléculas puede demostrarse con compuestos
relativamente simples. Considérese, por ejemplo, el 2-butanol.
Las moléculas del 2-butanol son quirales. Si los modelos I y II de la figura no
pueden superponerse, por lo tanto representan moléculas diferentes, pero
isoméricas. Como los modelos I y II son reflexiones especulares uno de otro
y no pueden superponerse, las moléculas que representan serán
enantiómeros.

26. En todas las moléculas que contengan un solo carbono quiral, habrá la
posibilidad de que exista un par de enantiómeros.
Un carbono quiral es aquel que está unido a cuatro grupos diferentes.
En el 2-butanol, el carbono quiral es el carbono 2. Los cuatro grupos
distintos que están unidos al carbono-2 del 2-butanol son un grupo oxhidrilo,
un hidrógeno, un grupo metilo, y un grupo etilo.

27. Si dos o más grupos unidos a un átomo tetraédrico son iguales, la molécula
puede superponerse sobre su imagen especular y es aquiral. Un ejemplo de
una molécula de este tipo es la que se presenta en la figura siguiente, dado
que, al átomo central están unidos tres grupos hidrógeno idénticos. Si se
escriben fórmulas tridimensionales se encuentra que una estructura puede
superponerse sobre su imagen especular.
=
I II I
H
Br
H
H H
H
H
Br
H
B r
H
H

28. I II I
En este segundo ejemplo también se observa lo mismo, es decir que,
las imágenes especulares son superponibles y, por lo tanto, se trata de
la misma molécula (I = II)
H
H B r
C H3
B r
H
H
C H3
=
B r
H
H
C H3

29. En este último ejemplo, si tratamos de superponer ambas moléculas girando
un enlace de la primera de ellas, por ejemplo el enlace C central-CH3, se
observa que solo se superponen los grupos bromo y metilo, es decir, son
imágenes especulares no superponibles, entonces se trata de una molécula
quiral, por lo tanto, la molécula I es diferente a la molécula II.
I II
II
H
B r
C H3
B r
H
C H3
C l C l
=
B r
H
C H3
C l

30. El átomo de carbono que está unido a cuatro sustituyentes diferentes se
nombra como carbono asimétrico, centro asimétrico, centro quiral, carbono
quiral o, últimamente, centro estereogénico.
Moléculas quirales Moléculas aquirales
OHH
CH3 CH CH2OH
Cl
*

31. Los enantiómeros presentan propiedades físicas idénticas, con la
excepción de su comportamiento frente a la luz polarizada. Un
enantiómero gira el plano de la luz polarizada en el sentido de las agujas
del reloj, es dextrógiro (+). El otro enantiómero provoca rotación en el
sentido contrario al de las agujas del reloj, es levógiro (-). Este fenómeno
asociado a sustancias quirales se conoce como actividad óptica.
ACTIVIDAD ÓPTICA

32. Nomenclatura de los isómeros configuracionales
El sistema más aceptado para nombrar la configuración de un centro
estereogénico es la denominada convención de Cahn, Ingold y Prelog,
que asigna una letra R o una letra S a cada centro estereogénico de una
molécula quiral.
Las reglas que hay que seguir para asignar una configuración R o S son
las siguientes:
1. Cada átomo unido al carbono
estereogénico recibe un número 1, 2, 3 ó 4.
El 1 se asigna al grupo de mayor prioridad
y el 4 al de menor prioridad. La prioridad se
establece según el número atómico: el
átomo de mayor prioridad es el de mayor
número atómico.
Cl > F > C > H. Por tanto, el orden
de prioridad será
Cl (1º), F (2º), C (3º) y H (4º).
CH3
H
F
Cl
1
2
3
4

33. 2. Una vez asignado el orden de prioridad se mira el carbono estereogénico
desde el lado opuesto al grupo de menor prioridad.
- Si el orden de prioridades decreciente de los restantes grupos
representa una secuencia en el sentido de las agujas del reloj se asigna al
estereocentro la configuración R (rectus, derecha).
- Si la secuencia gira en el sentido opuesto a las agujas del reloj la
configuración del estereocentro es S (sinister, izquierda).

34. CH(CH3)2
H
BrH2C
CH3
CH(CH3)2
H
(H3C)3C
CH3
COOH
H
OHC
HOH2C
EJERCICIOS
Determinar la configuración de cada compuesto: