Gli isomeri sono composti caratterizzati dalla stessa formula molecolare o bruta. Fino ad ora abbiamo conosciuto tre tipi di isomeria : ONFORMAZIONALE (eclissata, sfalsata) STRUTTURALE (pentano, 2 metil butano) STEREOISOMERIA (cis, trans: gli atomi sono legati nello stesso ordine, ma la disposizione nello spazio è diversa) Esistono molecole che presentano ATTIVITA OTTIA, analizzabili con un POLARIMETRO: sorgente piano di polariz. piano di polariz. +90 0 campione polarizzatore analizzatore rotazione specifica = rotazione oss. lungh.x conc. saccarosio = α = +66.5 0, Η 2 Ο lunghezza in dm, conc. in g/ml O 3 dal tessuto muscolare destrorotatorio dal latte cagliato levorotatorio 3 fiori d'arancio pf =37 0, α = + 100.5 0 3 O 3 olio di canfora pf =37 0, α = 100.5 0
ENANTIOMERIA Per interpretare tale fenomeno dobbiamo capire la relazione fra attività ottica e dissimetria della molecola, Di un qualsiasi oggetto possiamo vedere l assenza o la presenza di elementi di simmetria Elementi di simmetria : ASSE n : per rotazione attorno a quell asse di 360/n, l oggetto riacquista una orientazione indistinguibile dalla precedente. PIANO SPEULARE : su entrambi i lati del piano ritrovo situazioni identiche ENTRO : lungo una qualsiasi retta passante per il centro si trova da parti opposte la stessa entità. L esistenza di un elemento di simmetria in un oggetto, assicura che esso sia identico alla sua immagine speculare. Se mancano elementi di simmetria, quell oggetto è detto essere dissimmetrico o IRALE. Un atomo di arbonio con quattro sostituenti diversi è IRALE: quindi esisteranno due stereoisomeri l uno l immagine speculare dell altro non sovrapponibile. Questi due isomeri si chiamano: ENANTIOMERI. Quando da REAGENTI AIRALI si sintetizzano MOLEOLE IRALI, tali prodotti sono una modificazione RAEMIA, ovvero una miscela al 50% dei due ENANTIOMERI. 3 cis o trans 3 2 O O 2 butanolo DIASTEREOISOMERIA α = 0 Poichè una unità chirale incorpora due configurazioni distinte (enantiomeri), una molecola con n centri chirali avrà 2 n stereoisomeri. Stereoisomeri che non sono in rapporto di specularità fra loro sono detti DIASTEREOISOMERI. 3 3 3 3 ( ) enantiomeri cis ( ) enantiomeri trans
ISOMERI composti diversi che hanno la stessa formula molecolare STRUTTURALI caratterizzati da un diverso ordine degli atomi nelle loro molecole STEREOISOMERI caratterizzati dalla stessa successione degli atomi ma con una diversa orientazione degli stessi nello spazio ENANTIOMERI molecole che sono l una l immagine speculare dell altra, non sovrapponibili presentano attività ottica. Stesse proprietà himico-fisiche stessa reattività DIASTEREOISOMERI molecole che non sono l una l immagine speculare dell altra presentano attività ottica. Diverse proprietà chimico-fisiche diversa reattività Risoluzione di miscele racemiche (+)Y(+)Z Y + Z reazione (+)Y(+)Z mix.rac. reag.ott.puro (-)Y(+)Z separazione Sequenza : Reazione chimica(reversibile) Separazione (( crist.., dist.)) Reazione inversa (-)Y(+)Z reaz. inv. reaz. inv. (-)Y (+)Y
Il dilemma strutturale Non esiste nessuna relazione tra configurazione assoluta e segno della rotazione 3 O 2 3 I Ag 2 O 3 OO 3 O 3 Acido (+) lattico dimetil derivato (-) Una particolare tecnica di fluorescenza ai raggi X ha permesso di verificare che l acido (+) lattico ha la stereochimica rappresentata sopra. RAPPRESENTAZIONI ONFIGURAZIONALI 3 O 3 3 O O Acido (+) lattico O O O O O (+) tartarico O O O O O (-)tartarico O O O O meso tartarico
ONFIGURAZIONE RELATIVA Ad ogni centro di chiralità presente nella molecola si assegna il simbolo R (rectus) o S (sinister) secondo le regole di ahn-ingold-prelog. I quattro atomi sono ordinati in priorità ( A > B > > ) rispetto al numero atomico dell atomo Es 3 O 3 > O 3 > 3 > Se ci sono atomi ad uguale priorità si passa ai secondi atomi Es - 2 2 O > - 2 2 3 > - 2 3 I legami multipli sono considerati come ipotetici legami semplici. Es - = 2 = - = 2 > > 2 3 Definita la priorità si osserva il carbonio dalla parte opposta al gruppo a priorità minore (D), osservando in che senso si gira per andare da (A) a (B) a (). D A B A > B > > D A B R ( rectus) in senso orario O 3 O > > 3 > O 3 R