5.10: Diastereómeros y Propiedades Físicas

• En un par de diastereómeros, algunos centros quirales son iguales y algunos son opuestos. La molécula no es idéntica ni la imagen especular de su diastereómero.

El treitol es un metabolito estrechamente relacionado con los carbohidratos. D-treitol es el enantiómero de L-treitol. Los dos no son idénticos, pero son imágenes especulares entre sí. Ambos compuestos se pueden cristalizar, formando cristales en forma de aguja. Ambos tienen puntos de fusión de 88-89 ^o C. La D-treosa tiene una rotación óptica [a] _D = - 4.0 (c, 7 en H ₂ O, pero la L-treosa tiene una rotación óptica [a] _D = + 4.6 (c, 6 en H ₂ O). Podrías notar que estos dos números no son exactamente opuestos, pero si alguna vez has intentado medir una rotación óptica tú mismo, sabes que esto es bastante bueno.

• Los enantiómeros tienen propiedades físicas idénticas, excepto que la rotación óptica es opuesta.

Figura\(\PageIndex{1}\): D-treitol, una forma reducida de treosa.

Figura\(\PageIndex{2}\): Un modelo de bola y varilla de D-treitol.

Aquí está el otro anantiómero. Una vez más, la proyección Fischer hace que sea realmente fácil ver la diferencia, pero navegar de un lado a otro entre Fischer y el tablero de cuña puede ser complicado. El modelo de bola y palo se gira un poco en comparación con el modelo de D-treosa; a ver si se puede confirmar que este es realmente el enantiómero.

Figura\(\PageIndex{3}\):. L-treitol, el enantiómero de D-treitol

Figura\(\PageIndex{4}\): Modelo de bola y varilla de L-treitol.

Ir a Animación SC10.2. Un modelo tridimensional de L-treitol.

Eritritol: un compuesto meso

El eritritol es un diastereómero tanto para L-treosa como para D-treosa. Tiene un centro quiral idéntico y otro opuesto. El eritritol es un sólido con un punto de fusión de 121 ^o C y sin rotación óptica. El eritritol tiene propiedades que son diferentes al treitol.

Figura\(\PageIndex{5}\): Eritritol, el diastereómero del treitol.

Figura\(\PageIndex{6}\): Un modelo de bola y varilla de D-treitol.

Ir a Animación SC10.3. Un modelo tridimensional de eritritol.

• Los diastereómeros tienen diferentes propiedades físicas.
• No tienen la misma forma general.
• Encajan de diferentes maneras y experimentan diferentes atracciones intermoleculares.

El hecho de que el eritritol contenga centros quirales pero no tenga rotación óptica es inusual. El eritritol es quiral pero no ópticamente activo. Se trata de un caso especial llamado meso compuesto.

• Un compuesto meso contiene dos centros quirales idénticos opuestos.
• La rotación de la luz polarizada en el plano se cancela entre estos dos centros, al igual que en una mezcla racémica.
• Los compuestos meso no son ópticamente activos y no tienen enantiómeros, porque la imagen especular de un compuesto meso es en sí misma.

Puede ser más fácil ver la simetría especular dentro del eritritol si se encuentra en una conformación menos estable. En el siguiente modelo, la columna vertebral de carbono se mantiene en una conformación acurrucada y eclipsada en lugar del conformador escalonado en zig-zag habitual. Podrías notar en la animación que esto es realmente lo que estamos viendo en una proyección de Fischer: la columna vertebral siempre se está curvando lejos de nosotros, con grupos unidos proyectándose hacia nosotros a cada lado. Aquí, la mitad superior de la molécula es solo un reflejo de la mitad inferior.

Figura\(\PageIndex{7}\): Modelo de eritritol con bola y varilla en conformación eclipsada.

Ir a Animación SC10.4. Otro modelo tridimensional de eritritol.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

Cuáles son las configuraciones absolutas de cada carbono quiral en:

1. ¿D-treitol?
2. ¿L-treitol?
3. eritritol?

Respuesta a:

D-treitol → 2R, 3S

Respuesta b:

L- treitol → 2S, 3S

Respuesta c:

eritritol → 2S, 3R o 2R, 3S (un compuesto meso)

Ejercicio\(\PageIndex{2}\)

En problema\(\PageIndex{1}\)., deberías haber numerado los carbonos correspondientes a cada centro quiral cuando estabas denotando la configuración absoluta. ¿Cómo sabías desde qué extremo de la cadena empezar a contar?

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No importa de qué extremo empieces a contar con estos compuestos ya que están constituidos igual.

Ejercicio\(\PageIndex{3}\)

Del siguiente grupo de moléculas, seleccione:

1. un par que son el mismo compuesto.
2. un par que tendría las mismas propiedades físicas pero actividades ópticas opuestas.
3. un par que tiene diferentes propiedades físicas.
4. un compuesto que contiene centros quirales pero que no tiene actividad óptica.

 

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Ejercicio\(\PageIndex{4}\)

¿Cuál es la relación isomérica entre los siguientes pares de moléculas (diastereómeros, enantiómeros, isómeros constitucionales, idénticos)?

 

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