L’atomo centrale ha ibridazione sp3 ed è legato a quattro sostituenti
diversi.
Esiste, di conseguenza, un’altra molecola nella quale gli stessi atomi
sono legati all’atomo centrale in maniera speculare.
Le due molecole, l’una immagine speculare dell’altra, sono definite
enantiomeri.
d
c
d
a
b
c
a
b
c
a
b
c
Reazione del 1-butene con HCl
H
H
H
H H
+H+
+
CH2 H
CH2 H
CH3
CH3
Nella prima tappa della reazione si ha un attacco
elettrofilo di un protone sull’orbitale p.
H
Cl-
H H
H
+
CH2 H
CH3
Cl
H H
H
CH2
CH3
Il carbocatione che si forma può essere attaccato dallo ione
cloruro da un lato del piano di ibridazione sp2 del carbonio 2 ...
H
H H
+
CH2 H
CH3
… oppure dall’altro lato.
H
Cl-
H
CH2
CH3
H H
Cl
I due diversi 2-clorobutani prodotti di reazione sono uno
immagine speculare dell’altro (sono enantiomeri)
a
4
2
1
1
3
3
4
2
a
4
2
1
1
3
La molecola b è sovrapponibile
alla immagine speculare della
molecola a.
Quando si verifica questa
condizione, le molecole a e b
sono definite enantiomere.
4
3
2
b
3
1
4
2
Il potere rotatorio a di una soluzione è proporzionale
alla concentrazione della soluzione ed alla lunghezza
del tubo usato per la misura polarimetrica
25°C
D
[a]
a
=
l•c
Si definisce potere rotatorio specifico [a] di un
composto il potere rotatorio della sua soluzione di
concentrazione 1 g/cm3, contenuta in un tubo
polarimetrico di lunghezza 1 dm.
Nella definizione del valore di [a] vengono date la
temperatura e la l usate per la misura (generalmente
la l corrisponde alla riga spettrale D del sodio)
25°C
D
[a]
a
=
l•c
l è espresso in dm
c è espresso in g/cm3
luce polarizzata
luce ordinaria
+ a°
3(R)metilesano
CH3
H7C3
C
H
C2H5
Questa è la catena
lineare più lunga
Per la convenzione di Cahn-Ingold-Prelog, si stabilisce l’ordine di
priorità dei sostituenti legati all’atomo asimmetrico (ordinati per valori
decrescenti del numero atomico).
La molecola viene quindi osservata dal lato opposto a quello dove
si trova il sostituente a minore priorità.
Se la rotazione che bisogna effettuare con l’occhio per passare dal
sostituente a maggiore priorità a quello a minore priorità è oraria,
l’atomo asimmetrico è Rectus; nel caso contrario è Sinister.
3
3
CH3
1
H7C3
C
H
4
2
C2H5
CH3
C 1
C3H7
H5C2 H
2
4
2
2
4
1
3
4
3
1
3
CH3
3
CH3
4H
CH2
Cl
CH3
2
(R)-2-clorobutano
1
1
Cl
H4
CH2
CH3
2
(S)-2-clorobutano
H3C
H Cl
R
Cl
H CH3
S
enantiomeri
R
S
H
CH3
H
Br
Br
CH3
diastereoisomeri
diastereoisomeri
H Cl
H CH3
H3C
Cl
R
S
enantiomeri
R
H
Br
S
CH3
H
CH3
Br
I due composti differiscono per la configurazione
assoluta di un solo carbonio asimmetrico e sono
perciò definiti diastereoisomeri.
Cl
H CH3
Cl
S
S
R
S
H
CH3
H CH3
Br
H
Br
CH3
CH3
CH3
Br
C H
Br
C H
Cl
C H
Cl
C H
I
C H
CH3
(2R,3R,4S)
H C
CH3
CH3
I
Br
C H
H C
I
Cl
C H
CH3
CH3
(2R,3R,4R)
(2R,3S,4S)
Br
C H
H C
Cl
H C
I
CH3
(2R,3S,4R)
Br
H
CH
3
C
C
H R
S
H3C
Br
Br
H3C
H C C
S
CH3
R
H
Br
Ruotando intorno all’asse indicato si ottiene una distribuzione
degli atomi uguale a quella che ha l’immagine speculare
della formula rappresentata a sinistra.
La configurazione assoluta dei due
carboni asimmetrici è diversa;
si tratta quindi di una forma meso
1
COOH
2
HO
C
H
C
H
3
HO
4
COOH
Acido 2(S), 3(R)-diossibutandioico
CH3
Questo ione di tetraalchilammonio
è chirale, essendo tutti diversi i
N C H quattro radicali alchilici
6 5
C3H7
H5C2
Lo ione di trialchilsolfonio ed il fosfato trialchilico sarebbero chirali
se i tre gruppi alchilici fossero diversi.
Il dialchilsolfone sarebbe chirale se fossero diversi i due gruppi R
OR3
H5C2
S
CH3
C3H7
P OR
1
R2O
O
H5C2
S
O
CH3
La D-gliceraldeide è lo stereoisomero che, proiettando la molecola
sul piano secondo la convenzione di Fischer, presenta il gruppo OH
legato al carbonio chirale a destra della catena carboniosa.
Se ora la molecola viene ruotata in modo tale che l’occhio
dell’osservatore sia posto dalla parte opposta a quella dove è situato
il sostituente a minore priorità e si passa dal sostituente a priorità 1 a
quello a priorità 3, si vede che il carbonio chirale ha configurazione
assoluta R.
2
O
H
O
H
C
C
H C OH
CH2OH
D-gliceraldeide
1 OH C H
CH2OH
3
(2R)-2,3-diossipropanale
Il carbonio asimmetrico più lontano dal carbonile ha configurazione
relativa L; il carboidrato appartiene quindi alla serie sterica L.
Il nome treosio indica che l’altro gruppo ossidrilico è situato dalla
parte opposta nella proiezione di Fischer.
Il D-treosio è l’enantiomero del L-treosio.
Quando i due gruppi alcolici sono situati dalla stessa parte della catena
carboniosa il nome del carboidrato è D- o L-eritrosio.
O
H
C
HO C H
HO C H
CH2OH
L-eritrosio
O
H
C
H C OH
HO C H
CH2OH
L-treosio
O
H
C
H C OH
O
H
C
HO C H
H C OH
H C OH
CH2OH
CH2OH
D-eritrosio
D-treosio