Chimica Organica

StereochimicaISOMERI

ISOMERI DI STRUTTURA STEREOISOMERI

DIASTEREOMERI ENANTIOMERI

ISOMERI CIS-TRANS

CONFORMERI

ROTAMERI

Chimica Organica

StereoisomeriComposti con la stessa connessione tra gli atomi, ma con una differente disposizione tridimensionale

butano “gauche” butano “anti”

Chimica Organica

StereoisomeriStereoisomeri di cui esistono due immagini speculari non sovrapponibili

Chimica Organica

Carbonio asimmetrico

Molecole identiche

Molecole identiche

Enantiomeri

Un atomo di carbonio con tutti e quattro i sostituenti diversi e la sua immaginespeculare non sono sovrapponibili. L’atomo di carbonio con quattro sostituentidiversi è un centro chirale.

Chimica Organica

Molecole chirali

Una molecola è ACHIRALE se possiede un piano di simmetriaUna molecola è CHIRALE se non possiede un piano di simmetria

Due enatiomeri hanno le stesse proprietà chimiche e fisiche con l’eccezione dellaCapacità di interagire con le luce planarmente polarizzata e con altri oggetti chirali

Chimica Organica

Enantiomeri in natura

Le molecole di origine biologica sono enantiopure.

Chimica Organica

Enantiomeri in natura

Chimica Organica

Enantiomeri in medicina

Aspartame

HN

OH

O

O

NH2

O O

HN

HO

O

O

NH2

OO

160 volte più dolce dello zucchero amaro

Talidomide

N

O

O

N OO

N

O

O

NO O

teratogeno sedativo

Chimica Organica

Enantiomeri nelle proteine

Gli Amino Acidi sono chirali

Chimica Organica

Luce polarizzata

Chimica Organica

Potere rotatorio specifico

αRotazione osservata (gradi)[α]D = = l x CCammino ottico, l (dm) x Concentrazione, C (g/mL)

Questo isomero è il (+)-Acido Lattico o d-Acido Lattico

Acido Lattico da tessuto muscolare: [a]D= +2.5°

Acido Lattico da latte acido: [a]D = -2.5° Questo isomero è il (-)-Acido Lattico o l-Acido Lattico

d : destrol : levo

Chimica Organica

Identificare la configurazione dei carboni asimmetrici

Ordinare i sostituenti con le regole di priorità(viste per la nomeclatura E-Z)

Girare la molecola in modo che il sostituente a piùbassa priorità sia lontano dall’osservatore.

Osservare il senso di rotazione degli altri tre:

Senso orario: RSenso antiorario: S

Chimica Organica

Identificare la configurazione dei carboni asimmetrici

Chimica Organica

Identificare la configurazione dei carboni asimmetrici

Non esiste alcuna correlazione tra la configurazione S o R e la direzione di rotazione della luce polarizzata (+) e (-)

Chimica Organica

Diastereomeri

CH3 CH

OH

CH COOH

NH2 acido 2-ammino-3-idrossibutanoico (treonina)2 atomi di carbonio asimmetrici

[α]D= -27.4° [α]D= +27.4° [α]D= -8.8° [α]D= +8.8°

Punto di fissione = 256 °C Punto di fissione = 276 °C

Chimica Organica

Diastereomeri

Diastereomeri: Stereoisomeri che non sono immagini speculariComposto meso: molecole con stereocentri ma complessivamente achirali

Chimica Organica

Modi sempre più precisi per descrivere le molecoleComposizioneÈ data dal numero e dal tipo di atomi che costituiscono la molecola. Questa informazione èfornita dalla Formula Molecolare.

CostituzioneÈ data dalla sequenza con la quale gli atomi sono legati fra di loro e dal tipo di legami che li unisce.Differenti costituzioni possono essere interconvertite fra loro solamente rompendo e riformando legami covalenti. Questa informazione è fornita dalla Formula di Struttura ed èimplicita nel nome IUPAC

ConfigurazioneÈ data dalla relazione spaziale permanente degli atomi della molecola. Differenti configurazioni possono essere interconvertite fra loro solamente rompendo e riformando legami covalenti. Questa informazione è fornita dalla Stereo-Formula ed è anche contenuta nel prefisso del nome IUPAC (ad esempio cis o trans).

ConformazioneÈ data dall'orientazione spaziale temporanea degli atomi di una molecola che si osserva in seguito alla rotazione o al piegamento di legami. Differenti conformazioni sono interconvertite fra loro senza la rottura di legami covalenti. Questa informazione viene fornita dalle FormuleConformazionali (ad esempio le proiezioni di Newman) ed anche da termini specifici nel nome (ad esempio gauche e anti, sedia o barca, etc.)

Chimica Organica

Separare gli enantiomeriMiscela racemica (±): una miscela 50:50 dei due enantiomeri (+) e (-). Ogni reazione chimica che utilizzi reagenti non chirali produce prodotti non chirali.

Risoluzione: la separazione di una miscela racemica nei suoi due enantiomeri

I modi comuni per separare composti achirali… distillazione, cristallizzazione, estrazione, NON sono utilizzabili per separare enantiomeri

Risoluzione mediante formazione di diasteromeri

Risoluzione mediante sintesi asimmetrica.

Chimica Organica

Separare gli enantiomeriMediante formazione di sali diastereomerici

Chimica Organica

Separare gli enantiomeriMediante sintesi asimmetrica

In 2001 il premio Nobel per la chimica è stata assegnato a tre pionieri in questo campo: Knowles, Sharpless, and Noyori