La Química Orgánica Transparente

ESTEREO- 
ISOMERÍA

Proyecciones de Fischer

Fischer ideó una forma sencilla de representar los estereocentros de una molécula.
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.

(Emile Hermann Fischer (1852-1919): Ayudante de Baeyer en Münich y Profesor de Química en Erlangen, Wurzburgo y Berlín. Sus investigaciones demostraron el vínculo entre la estereoquímica, la química orgánica y la biología. En 1887 reprodujo por síntesis, a partir de sus elementos, varios azúcares. Premio Nobel de Química en 1902). Visita: http://www.nobel.se/chemistry/laureates/1902/

(R)-2-Bromobutano	(S)-2-Bromobutano

La rotación de una proyección de Fischer afecta a la configuarción del estereocentro representado:

El giro de 90º invierte la configuración

El giro de 180º conserva la configuración

La permutación de los grupos en una proyección de Fischer afecta a la configuarción del estereocentro representado:
Un número impar de permutaciones cambia la configuración
Un número par de permutaciones mantiene la configuración

Diastereoisomería
Una misma molécula puede contener varios estereocentros. El que los estereocentros tengan una configuración u otra da lugar a diferentes compuestos cuyas propiedades químicas, físicas y fisiológicas pueden ser muy diferentes.Un ejemplo excelente lo tenemos en las aldohexosas, hidratos de carbono o azúcares de seis átomos de carbono, de fórmula general C₆H₁₂O₆:
HOCH₂-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO
 Dependiendo de la configuración de los cuatro estereocentros tenemos ocho diastereómeros que son claramente compuestos diferentes con propiedades y nombres comunes distintos:

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

(Si quieres una explicación sobre lo que significa la D pincha aqui)Las aldohexosas mencionadas tienen cuatro estereocentros. ¿Cuántos son los isómeros posibles?. Son 2⁴, es decir, 16. ¿Cuáles son los otros ocho que faltan?. Los enantiómeros de cada uno de ellos. Las aldohexosas representadas son los azúcares naturales. Los enantiómeros respectivos no son naturales aunque esto no impide que se hayan sintetizado en el laboratorio.
Los estereoisómeros que se relacionan entre sí como objeto e imagen especular se denominanenantiómeros.
Los estereoisómeros que no se relacionan entre sí como objeto e imagen especular se denominandiastereómeros o diastereoisómeros.

Una molécula con n estereocentros tiene un máximo de 2ⁿ estereoisómeros.Los diastereoisómeros pueden tener reactividad diferente. Por ejemplo, los 2-bromo-3-metilpentanos diastereómeros conducen a olefinas diferentes por eliminación de HBr en medio básico:

Reactividad y   Estereoquímica Las moléculas, al reaccionar entre sí, pueden hacerlo o no con una estereoquímica definida.Analicemos la única reacción que hasta ahora conocemos: la halogenación de alcanos. El mecanismo de la halogenación radicalaria de un alcano, que no contenga previamente estereocentros, permite predecir que, si se crea un estereocentro, dará lugar a una mezcla racémica o racemato. 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.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. Supongamos que partimos del (S)-2-bromobutano ópticamente puro y que estudiamos la cloración en la posición 3. El carbono contiguo a donde se desarrolla el radical no es simétrico. Por tanto, es fácil ver que las dos caras del radical ahora no son equivalentes y una de ellas será más accesible que la otra. Supongamos ahora que partimos del (R)-2-bromobutano ópticamente puro, enantiómero del anterior. La situación en su totalidad será la imagen especular de la precedente: ¿Qué se obtendrá si partimos de 2-bromobutano racémico, es decir, de una mezcla 1:1 de (S)- y (R)-2-bromobutano?. Cada enantiómero se comportará como se ha indicado en su esquema correspondiente, así que, en resumen: 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. Para obtener un producto con actividad óptica es imprescindible que alguno de los reactivos sea enantioméricamente puro. Pero esta condición, aún siendo necesaria, no es suficiente porque la actividad óptica inicial puede perderse en procesos indeseables de racemización. Una reacción que conduce a la formación predominante o exclusiva de uno de los posibles productos estereoisómeros, se dice que es estereoselectiva. Podemos hacer una tabla resumen con las consecuencias estereoquímicas de la halogenación de alcanos en función de las "estéreo-características" del producto de partida: 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)

Formas meso
Dos estereocentros sustituidos idénticamente dan lugar a sólo tres estereoisómeros: 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:

Resolución de racematos
La generación de una estructura quiral a partir de productos de partida aquirales, en ausencia de cualquier influencia quiral (catalizadores, disolvente), da lugar a una mezcla racémica.En muchos casos es necesario separar los enantiómeros de una mezcla racémica. Por ejemplo, el enantiómero de un fármaco útil puede resultar incluso tóxico. La talidomida racémica, utilizada para aliviar los típicos mareos en las mujeres embarazadas, causó en los años 50-60 graves malformaciones en fetos. El responsable de este terrible efecto fue uno de los enantiómeros. Este es un triste ejemplo ilustrativo de la necesidad de obtener enantiómeros puros.
Los enantiómeros de una mezcla racémica pueden separarse.
La resolución de una mezcla racémica, que es como se llama a ese proceso, puede llevarse a cabo aprovechando las diferencias en las propiedades físicas y/o químicas de los diastereoisómeros.

	Supón que tenemos juntos varios tornillos con helicidad para los dos lados. ¿Cómo los separaríamos?. Sería fácil si dispusiéramos de una tuerca de una helicidad determinada. Sólo casará bien con los tornillos de su misma helicidad.
Cada tornillo tiene una configuración de su helicidad. El conjunto tornillo-tuerca es una nueva especie (diastereomérica) cuya estabilidad y propiedades son muy diferentes dependiendo de la helicidad del tornillo. Esta diferencia de propiedades nos permite establecer un método de separación de los tornillos según su helicidad.

Esquemáticamente, el proceso es el siguiente: