Post on 18-Jun-2015
IsomeríaIsomería
Isómeros = compuestos que tienen una misma fórmula molecular pero distinta estructura.
CH3CH2CH2CH3
Butano Isobutano
CH3CH(CH3)2
Análisis ConformacionalAnálisis Conformacional
Aparece en los compuestos que presentan conformaciones diferentes. Se denomina análisis conformacional al estudio de dichas conformaciones.
Análisis Conformacional
Conformaciones. Son las diferentes disposiciones espaciales de los átomos cuando la cadena realiza un giro cuyo eje es un enlace simple C - C.
Existen varias formas para representar esquemáticamente las conformaciones existentes por la rotación de un enlace C-C simple.
Formas de representación
a. Representación con cuñas y líneas de rayas
b. Caballete tridimensional
c. Proyecciones de Newman
b. Caballete tridimensionala. Representación con cuñas y líneas de rayas
CH3
CH3CH3
CH3CH3
CH3
CH3CH3
CH3
H CH3
H CH3
H
H
H
HH
HH
H
c. Proyecciones de Newman
Factores que controlan el Factores que controlan el equilibrio conformacionalequilibrio conformacional
1. TENSIÓN TORSIONAL1. TENSIÓN TORSIONAL
Cambio total de energía debido a la rotación de una Cambio total de energía debido a la rotación de una conformación eclipsada a una alternada, susceptible de conformación eclipsada a una alternada, susceptible de medirse experimentalmente.medirse experimentalmente.
Hay tensión torsional cuando los enlaces están alineados. Hay tensión torsional cuando los enlaces están alineados.
2. TENSIÓN ESTÉRICA2. TENSIÓN ESTÉRICA
Proviene de la palabra griega que significa espacio, y es debida Proviene de la palabra griega que significa espacio, y es debida a la cercanía de grupos a la cercanía de grupos alquilo entre sí.alquilo entre sí.
La desestabilización es causada por la repulsión de Van der La desestabilización es causada por la repulsión de Van der Waals.Waals.
ALCANOSALCANOS
Isómeros conformacionales originados por la rotación Isómeros conformacionales originados por la rotación en torno a un enlace sigma.en torno a un enlace sigma.
Conformaciones eclipsadas y alternadas.Conformaciones eclipsadas y alternadas.
Proyecciones de Newman.Proyecciones de Newman.
Desestabilización debida a tensión torsional y Desestabilización debida a tensión torsional y estérica.estérica.
La configuración eclipsada es la de mayor energía. La configuración eclipsada es la de mayor energía.
Tiene más tensión torsional (energía que se obtiene para que tenga esa torsión.) Tiene más tensión torsional (energía que se obtiene para que tenga esa torsión.) Para el etano la tensión torsional es de 12.6 kJ/mol. Para el etano la tensión torsional es de 12.6 kJ/mol.
La configuración escalonada es la de menor energía o la más estable.La configuración escalonada es la de menor energía o la más estable.
ECLIPSADA vs ESCALONADAECLIPSADA vs ESCALONADA
TENSIÓN TENSIÓN TORSIONALTORSIONAL
ENERGÍAENERGÍA ESTABILIDADESTABILIDAD
E
Grado de rotación
30060 120 180 2400 360
A
BB B
A A AH
H
HH
HH
H
H
HH
HH
H
H
HH
HH
H
HH
H
H H
H
HH
H
H H
H
HH
H
H H
H
H
HH
HHCONFIGURACIÓN
MENOS ESTABLE
CONFIGURACIÓN MÁS ESTABLE
A --- ECLIPSADA
B --- ALTERNADA
ALCANOS SUPERIORESALCANOS SUPERIORES
En este caso se emplea la configuración del etano y el En este caso se emplea la configuración del etano y el resto de la molécula, se toma a manera de sustituyentesresto de la molécula, se toma a manera de sustituyentes
Pueden presentar diversos tipos de conformaciones diferentes a las conformaciones eclipsada o escalonada, por la presencia de grupos sustituyentes.
Existen configuraciones gauche y anti para la conformación alternada y syn para la conformación eclipsada
Confórmeros Confórmeros gauchegauche y y antianti
Se da en las conformaciones alternadas.Se da en las conformaciones alternadas.
Confórmeros Confórmeros gauchegauche (oblicuos): (oblicuos): Isómeros que tienen los Isómeros que tienen los sustituyentes próximos entre sí en una conformación alternada (60º).sustituyentes próximos entre sí en una conformación alternada (60º).
Confórmeros Confórmeros anti anti :: Isómeros cuyos sustituyentes están Isómeros cuyos sustituyentes están separados por un ángulo de 180º.separados por un ángulo de 180º.
Confórmero syn: En él los grupos sustituyentes están eclipsados; existe la mayor tensión estérica y también hay tensión torsional, ya que los hidrógenos estan bien cerca el uno del otro. Posee la mayor energía.
CH3
CH3
H H
H H
anti
CH3 CH3
H H
H
H
CH3CH3
H H
H
H
gauche gauche
CH3CH3
HHH H
syn continuar
ejercicio
Ejercicio : Dibuje las conformaciones para el butano y el diagrama de Energía.
1.configuraciónSyn eclipsadamayor energía
rotar 60° rotar 60° rotar 60°
2.configuraciónoblicua
(gauche) bajaenergía
3.configuracióneclipsada
alta energía
H
H CH3
H CH3
HH
H CH3
H CH3
H
H
H
H
CH3
H CH3
HH
H
H H
H CH3
HH
H
H CH3
H
HH
H
H HCH3
CH3 H CH3
H CH3
H
H
H
Hrotar 60° rotar 60°
4.configuraciónAnti, bajaenergía
5.altaenergía
igual al 3.
6.configuraciónoblicua. Baja
energía igual al 2
E
Degrees of Rotation
A A
E
CC
D
B
30060 120 180 2400 360
A. configuración syn eclipsada mayor energía. MENOS
ESTABLE
D. Configuración Anti, baja energía. CONFIGURACIÓN
MÁS ESTABLE
B. configuraciónOblicua (gauche) baja
energía
C. configuraciónEclipsada alta energía
H CH3
HH
H
H CH3
H
H
H CH3
H CH3
HH
H CH3
H CH3
H
H
H
H
CH3
H CH3
HH
H
H HH
H
H
H HCH3
CH3
C. Alta energía igual al C.
H CH3
H CH3
H
H
H
H
E. Configuración oblicua. Baja energía igual al B
H
H CH3
H CH3
HH
Alta energía igual al A.
CICLOALCANOSCICLOALCANOS Presentan conformación plana y doblada para anillos de 3, 4 y Presentan conformación plana y doblada para anillos de 3, 4 y 5 miembros.5 miembros.
Los factores que controlan el equilibrio conformacional de los Los factores que controlan el equilibrio conformacional de los alcanos (tensión torsional y estérica) se aplican también en los alcanos (tensión torsional y estérica) se aplican también en los cicloalcanos.cicloalcanos.
Confórmeros alternados favorecidos respecto a los eclipsados.Confórmeros alternados favorecidos respecto a los eclipsados.
Factores que controlan la preferencia de conformación en
los anillos pequeños
Es causada por la deformación del ángulo que dicta la hibridación de los átomos del anillo.
1. TENSIÓN ANGULAR1. TENSIÓN ANGULAR
2. TENSIÓN TORSIONAL2. TENSIÓN TORSIONAL
Igual que en los alcanos.
CICLOHEXANOSCICLOHEXANOS
Conformaciones: silla, bote y bote torcido.Conformaciones: silla, bote y bote torcido.
El ciclohexano no presenta tensión angular en sus tres El ciclohexano no presenta tensión angular en sus tres configuraciones.configuraciones.
Silla: conformación más estable, con hidrógenos en posiciones Silla: conformación más estable, con hidrógenos en posiciones axiales y ecuatoriales.axiales y ecuatoriales.
Posición ecuatorial: la más estable (menor efecto estérico y Posición ecuatorial: la más estable (menor efecto estérico y menor tensión torsional.menor tensión torsional.
La configuración silla es la más estable y la de menor energía, todos sus carbonos estan escalonados y no tiene tensión torsional. La configuración bote tiene tensión torsional.
SILLA MÁS ESTABLE QUE SILLA MÁS ESTABLE QUE BOTEBOTE
Conformación boteConformación silla
Comparación entre silla y bote
H
H
H
H
H
H
H
H
H
HH
H
axial
axial
axial
axial
axialaxial
ecuatorialecuatorial
ecuatorialecuatorial
ecuatorial
ecuatorial
Perpendicular al plano
En el plano, y se representa con
cuñas
Debido a que los compuestos cíclicos tiene rotación impedida, en los enlaces C – C se generan los siguientes isomeros.
ISÓMEROS EN ISÓMEROS EN CICLOALCANOSCICLOALCANOS
Ciclohexanos monosustituidosCiclohexanos monosustituidos
Interconversión axial-ecuatorial del sustituyente.Interconversión axial-ecuatorial del sustituyente.
Ciclohexanos disustituidosCiclohexanos disustituidos
Interconversiones y estabilidad:Interconversiones y estabilidad:
Sustitución 1,2: Sustitución 1,2: transtrans más estable más estable Sustitución 1,3: Sustitución 1,3: ciscis más estable más estable Sustitución 1,4: Sustitución 1,4: transtrans más estable más estable
H
H
H
H
H
H
H
HH
H
Hdoblez H
H
H
H
HH
H
H
H
HH
H
Interconversión axial-ecuatorial del Interconversión axial-ecuatorial del sustituyente.sustituyente.