Stereoisomeria. Flashcards
STEREOISOMERIA
Stereoisomeri - molecole caratterizzate da:
- uguale formula molecolare
- identica concatenazione degli atomi di C,
- ma ≠ orientazione degli atomi nello spazio.
Possono essere distinti in due grandi sottocategorie:
- enantiomeri (isomeria ottica): Stereoisomeri caratterizzati dall’essere l’uno l’immagine speculare non sovrapponibile dell’altro.
- diastereoisomeri (anche detti diastereomeri; isomeria geometrica): Stereoisomeri caratterizzati dal non essere immagini speculari l’uno dell’altro.
A loro volta, diastereomeri ed enantiomeri possono essere ulteriormente classificati distinguendoli in base alle modalità richieste per l’interconversione tra le forme isomere:
- stereoisomeri conformazionali (conformeri o rotameri): possono interconvertire per rotazioni intorno a legami semplici.
- stereoisomeri configurazionali: per interconvertire richiedono prima la rottura e poi la formazione di nuovi legami.
ELEMENTI STEREOGENICI
La possibilità che, a parità di formula molecolare e costituzione, una specie molecolare possa esistere in più forme stereoisomere è legata alla presenza al suo interno di elementi stereogenici:
- Centri stereogenici - Atomi della molecola che, per interscambio di due loro ligandi, generano stereoisomeri;
- Assi stereogenici - Generalmente sono colineari con legami; la rotazione intorno ad essi di una opportuna porzione di molecola (operazione caratterizzata da alta energia di attivazione) genera una forma isomera stabile;
- Piani stereogenici - Sono piani su cui giacciono gruppi di atomi a loro volta connessi a strutture rigide che si estendono sopra o sotto i piani stessi.
ISOMERIA OTTICA
[enantiomeri]
In certi casi gli elementi stereogenici, con la loro presenza, inducono asimmetria. Quando questo accade essi si comportano come FOCOLAI DI CHIRALITÀ e per questo assumono più propriamente la denominazione di:
- Centri di chiralità;
- Assi di chiralità;
- Piani di chiralità.
ISOMERI OTTICI = 2 STEREOISOMERI che sono l’immagine speculare l’uno dell’altro (cioè 2 enantiomeri).
CENTRI DI CHIRALITÀ
Un centro chirale = atomo ibridato sp3 al quale sono legati 4 SOSTITUENTI DIVERSI tra loro, collocati in posizioni corrispondenti ai vertici di un tetraedro. Nel caso più frequente questo è rappresentato da un atomo C.
Sinonimi di centro chirale sono:
- Atomo chirale;
- Centro asimmetrico;
- Atomo asimmetrico.
Un atomo chirale = oggetto privo di elementi di simmetria (motivo per cui può essere definito ASIMMETRICO).
Il termine CHIRALE = sottintende che l’immagine speculare di quell’oggetto non è sovrapponibile all’originale.
DIASTEREOISOMERI EPIMERI
EPIMERI = 2 diastereoisomeri che, avendo 2 o + stereocentri, differiscono per la configurazione di uno solo di essi.
TIPI DI MISCELE ORGANICHE
Miscela racemica:
- sistema contenente un UGUAL numero (uguale concentrazione) di molecole dei 2 enantiomeri
- NON presenta attività ottica
Miscela scalemica:
- sistema contenente un DIVERSO numero (diversa concentrazione) di molecole dei 2 enantiomeri
- presenta attività ottica proporzionale alla percentuale della specie in eccesso
ATTIVITÀ OTTICA
Capacità di una molecola di ruotare il piano della luce polarizzata.
Se il raggio polarizzato attraversa una soluzione contenente una molecola ACHIRALE, uscirà SENZA aver subìto alcuna deviazione.
Se invece attraversa una soluzione contenente UNO dei 2 enantiomenti di un composto CHIRALE, verrà deviata di un certo angolo.
A parità di condizioni 2 ENANTIOMERI hanno la medesima rotazione specifica (ruotano il piano della luce polarizzata del medesimo angolo), ma con segno opposto.
Deviazione della luce in senso:
- orario: ANTIPODO DESTROGIRO indicato con (+)
- antiorario: ANTIPODO LEVOGIRO indicato con (-)
NOTAZIONE D/L
D ed L sono i descrittori che vennero usati per la prima volta per distinguere la configurazione dell’atomo chirale presente negli enantiomeri della molecola di gliceraldeide:
D ed L definiscono la posizione assunta dall’ossidrile legato al carbonio asimmetrico nella proiezione di Fischer (L - left).
N.B. Non hanno alcuna relazione con il senso di rotazione del piano della luce polarizzata!
Il carbonio chirale nella molecola di D o L gliceraldeide è utilizzato come riferimento per caratterizzare la configurazione di atomi chirali in altre molecole correlate strutturalmente, come quelle dei monosaccaridi, degli acidi saccarici, degli α-amminoacidi.
PROPRIETÀ DEGLI ENANTIOMERI
Proprietà ACHIRALI IDENTICHE: stesso punto di ebollizione, densità, spettri ottici, ecc.
Proprietà CHIRALI DIVERSE: rotazione del piano della luce polarizzata.
COMPOSTI MESO
Composti ACHIRALI, otticamente INATTIVI, di un composto in cui sono PRESENTI elementi stereogenici (sono speculari, ma NON sono enantiomeri - composti chirali).
