Isomeri di struttura Isomeri di struttura: differiscono per la formula di struttura cioè per la sequenza dei legami covalenti che uniscono gli atomi tra di loro. Hanno diversi nomi IUPAC, diversi o stesso gruppo funzionale, proprietà fisiche e chimiche differenti.

La stereoisomeria o isomeria configurazionale riguarda molecole che hanno la stessa formula bruta, la stessa formula di struttura condensata ma che sono comunque isomeri tra di loro e possono quindi essere separati, tenuti in recipienti diversi, senza alcuna tendenza, almeno nella stragrande maggioranza dei casi, ad interconvertirsi l’uno nell’altro. Tali molecole, dette stereoisomeri, differiscono unicamente per la disposizione nello spazio degli atomi che le costituiscono (anche detta configurazione) pur mantenendo la stessa sequenza di legami covalenti.

Stereoisomeri E’ possibile l’esistenza di stereoisomeri solo in molecole che possiedono un cosiddetto elemento stereogenico (cioè “generatore di stereoisomeria”). Gli elementi stereogenici che si incontrano più frequentemente sono: a) Doppio legame carbonio-carbonio o presenza di un ciclo b) Carbonio chirale

Formula molecolare e grado di insaturazione Alcano: CnH2n+2 Cicloalcano: CnH2n Alchene: CnH2n Alchene ciclico: CnH2n-2 La formula generale di un idrocarburo è CnH2n+2 meno due idrogeni per ogni legame π e/o per ogni anello presente nella molecola. 16/11/10

Struttura degli alcheni Il legame doppio C=C è formato da un legame σ e da un legame π. Ciascun carbonio sp2 e i due atomi legati attraverso legami singoli, giacciano sullo stesso piano. 16/11/10

La rotazione intorno al doppio legame è impedita 16/11/10

L’interconversione cis-trans non è un processo praticabile in laboratorio ma è operato dalla natura 16/11/10

Isomeria cis-trans Nel doppio legame gli atomi di carbonio hanno ibridazione sp2 e gli stereoisomeri differiscono proprio per come sono legati nello spazio i quattro sostituenti intorno ai due carboni del doppio legame. Ad esempio 2-pentene può esistere in due forme distinte: isomero cis e isomero trans. Sono isomeri configurazionali o alternativamente definiti isomeri geometrici. Sono composti diversi con proprietà fisiche diverse

Isomeria geometrica Il requisito affinché un alchene possieda isomeria geometrica è che ciascuno dei due carboni sp2 del doppio legame abbia due sostituenti differenti. 16/11/10

Isomeria cis-trans Anche per i cicloalcani disostituiti possiamo scrivere due stereoisomeri geometrici non sovrapponibili e separabili indicati, anche in questo caso, con i nomi cis (quando i due sostituenti si trovano dalla stessa parte) e trans (quando i due sostituenti si trovano da parti opposte).

Quando su ciascuno dei carboni sp2 non è legato un idrogeno? Per l’ 1-bromo-2-cloropropene possiamo individuare 2 isomeri geometrici: come si chiamano? 16/11/10

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German word (zusammen) which means together. German entgegen which means opposite 16/11/10

Regole per assegnare le priorità relative: •Numero atomico Regole di priorità Regole per assegnare le priorità relative: •Numero atomico •A parità di numero atomico del primo elemento del sostituente bisogna procedere oltre fino al primo punto di differenza 16/11/10

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CHIRALITÀ

2-clorobutano Convenzione di Cahn, Ingold e Prelog Sistema di nomenclatura R, S 1) Si stabilisce una classifica decrescente dei sostituenti del carbonio asimmetrico secondo delle regole di priorità (Numero atomico)

2) Si osserva il modello della molecola ponendolo in modo che il sostituente a priorità inferiore risulti rivolto dalla parte opposta rispetto all’osservatore. 3) Se toccando i sostituenti in ordine di priorità decrescente si procede in senso orario si assegna la configurazione R.

Composti con più atomi di carbonio asimmetrici (streocentri). Indicando con n il numero di stereocentri in una molecola, il numero di stereoisomeri non è superiore a 2n 2,3-pentandiolo

In particolare gli enantiomeri sono RR con SS ed RS con SR In particolare gli enantiomeri sono RR con SS ed RS con SR. La relazione che esiste tra RR ed RS, RR ed SR, SS ed RS, SS ed SR è di diastereoisomeria (la stessa che esiste tra due stereoisomeri geometrici).

FORMA MESO 2,3-butandiolo

Un esempio: l’acido tartarico Ha due carboni asimmetrici ma 3 stereoisomeri: un composto meso e una coppia di enantiomeri. Nella rappresentazione di Fischer il composto meso è sempre quello con i sostituenti identici dallo stesso lato.

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