Saltar al contenido principal
LibreTexts Español

3.10: Estereoquímica y reactividad orgánica

  • Page ID
    2332
  • Una de las mas grandes diferencias entre reacciones orgánicas de laboratorio (las cuales generalmente toman parte en soluciones) y reacciones orgánicas biológicas (las cuales toman parte en un ambiente ordenado de un enzima) envuelve los conceptos de estereoselectividad y estereoespecificidad. En una reacción estereoselectiva, un estereoisómero es formado sobre los otros estereoisómeros:

    image174.png

    En la sección 14.1, aprenderemos un tipo de reacción en la cual ‘agrega’ agua a un doble enlace.

    image176.png

    En muchos casos, esta reacción resulta en la formación de una, o posiblemente dos nuevos estereocentros, dependiendo de la simetría del doble enlace alqueno con el que se comenzó. Reacciones de laboratorio no enzimáticos de este tipo generalmente son no estereoespecífica - es decir, que resultan en la formación de mezclas de diferentes estereoisómeros. En contraste, un aspecto crucial de la química biológica catalizada por enzimas es que las reacciones son casi siempre altamente estereoselectivas, lo que significa que resultan en la formación de un solo estereoisómero específico. Por ejemplo, esta reacción de adición de agua se ocurre como parte de la oxidación de ácidos grasos:

    image178.png

    Las reacciones enzimáticas también son altamente estereoespecíficas: esto significa que una enzima ‘reconoce’ la estereoquímica de una molécula de sustrado y solo cataliza su reacción si la estereoquímica del sustrado es correcta.   

    image180.png

    La enzima que cataliza la alquilación de (S)-glicerol fosfato, por ejemplo, no trabajara para nada con (R)-glicerol fosfato. 

    image182.png

    Cuando empecemos nuestro estudio sobre como reacciones orgánicas son catalizadas por enzimas, las razones por su notable estereoselectividad y estereoespecificidad serán aparentes. 

    Después de leer la historia sobre talidomida al principio de nuestra discusión de estereoquímica, tienes un buen aprecio por la importancia de estereoisomerismo en el desarrollo de las drogas. Es más seguro y más eficaz si una droga puede ser proveída en una forma estereoquímicamente pura, sin la presencia de otros ineficaz (y posiblemente dañosos) enantiómeros o diastereómeros. Las drogas que son obtenidas de la naturaleza generalmente están en una forma estereoquímicamente pura para comenzar, porque son sintetizadas en un organismo vivo por una serie de reacciones enzimáticas. La penicilina, con sus tres estereocentros y 8 posibles  estereoisómeros, es un buen ejemplo: como un producto sintetizado por enzimas especificas en un molde de molde penicillium, existe como un solo estereoisómero.

    image184.png

    Otras drogas quiral tienen que ser sintetizadas por humanos en el laboratorio, donde es mucho más difícil producir un solo estereoisómero. Los químicos medicinales están trabajando muy duro para desarrollar nuevas técnicas sintéticas de laboratorio que les permitirá controlar mejor el resultado de estereoquímica de sus reacciones. Veremos un ejemplo de tal técnica en la sección 16.10B.  Además, muchos investigadores están tratando de descifrar el proceso por cual seres vivos producen moléculas quiral útiles, de manera que las enzimas involucradas puedan ser usadas como herramientas sintéticas en in vitro. Esto es importante porque, mientras tal vez es fácil obtener cantidades grandes del molde penicillium, muchos otros compuestos quiral útiles vienen de especies que son difícil, o hasta imposible, de crecer en el laboratorio.