ISOMERIA

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO “QUÍMICA ORGANICA”

ISOMERÍA

INTEGRANTES:

AURICH RODRIGUEZ, ANA FRANCIS COICO VEGA, MAYRA

TANTARICO BANCES, DANNY DANIEL

CICLO:

2011-II

DOCENTE:

TINEO HUANCAS, RODOLFO

25 de septiembre de 2012

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25 de septiembre de 2012

INTRODUCCIÓN:

El presente trabajo está basado en el tema de Isomería esta realizado por estudiantes de la carrera profesional de Biología. La totalidad del trabajo consta de cinco capítulos en los cuales se ha tenido en cuenta la fuente de la cual hemos recopilado la información. En la química orgánica (aunque también en la inorgánica) encontramos un fenómeno en el cual algunas moléculas tienen la misma fórmula molecular pero presentan diferente formula estructural, a estas moléculas se les conoce como isómeros y el estudio de la isomería nos permitirá distinguir y clasificar entre los tipos de isómeros tanto por su nombre como por su posición en un plano o espacio.

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ISOMERÍA

INTRODUCCION CAPITULO I: GENERALIDADES 1.1 1.2

DEFINICION HISTORIA

CAPITULO II: ISOMEROS ESTRUCTURALES 2.1 2.2 2.3

ISOMEROS DE CADENA ISOMEROS DE POCISION ISOMEROS DE FUNCION

CAPITULO III: ESTEREOISOMEROS 3.1 3.2

ISOMEROS GEOMETRICOS 3.1.1 ISOMEROS CIS 3.1.2 ISOMEROS TRANS ISOMEROS OPTICOS

CAPITULO IV: ESTEREOQUIMICA 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

QUIRALIDAD NOMENCLATURA R Y S MEZCLAS RACEMICAS ENANTIOMEROS DIASTEROMEROS TAUTOMERIA

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO CAPITULO V: FUNCIONES 5.1 5.2

FUENTES NATURALES METABOLISMO

CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS

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CAPITULO I

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CAPITULO I: GENERALIDADES

1.1 DEFINICION:

La isomería es una propiedad de ciertos compuestos químicos que con igual fórmula molecular (fórmula química no desarrollada) es decir, iguales proporciones relativas de los átomos que conforman su molécula, presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominación de isómeros. Aunque este fenómeno es muy frecuente en Química orgánica, no es exclusiva de ésta pues también la presentan algunos compuestos inorgánicos, como los compuestos de los metales de transición. Por ejemplo, el alcohol etílico o etanol y el éter dimetílico son isómeros cuya fórmula molecular es C2H6O. Los compuestos que tienen la misma fórmula molecular, pero diferente estructura, se denominan isómeros. Como los isómeros son compuestos diferentes, tienen propiedades físicas y/o químicas diferentes. El hecho de que las propiedades de los isómeros sean diferentes radica en que los átomos que constituyen a las moléculas se unen de manera diferente, es por esta razón que en química orgánica no suele usarse la formula molecular y con mayor frecuencia se prefieren las formulas estructurales.

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1.2 HISTORIA

Los compuestos inorgánicos sencillos implicados en los grandes avances químicos del siglo xviii recibieron fácil interpretación en términos atómicos. Parecía suficiente indicar los distintos tipos de átomos presentes en cada molécula y el número de cada uno de ellos. Podía escribirse la molécula de oxígeno como 02, el cloruro de hidrógeno como ClH, el amoniaco como NH4 el sulfato de sodio como S04Na2, etc. Tales fórmulas, que no dan más que el número de átomos de cada tipo presentes en la molécula, se llaman fórmulas empíricas (la palabra «empírico» significa «determinado por experimentación»). Era natural creer, en la primera mitad del siglo XIX, que cada compuesto tenía una fórmula empírica propia, y que dos compuestos distintos no podían tener la misma fórmula empírica. Las sustancias orgánicas, con sus grandes moléculas, resultaron engorrosas desde el principio. La fórmula empírica de la morfina (un compuesto orgánico bastante simple si se lo compara, por ejemplo, con las proteínas) se sabe ahora que es C17H19N03. Con las técnicas de principios del siglo XVIII habría sido muy difícil, quizás incluso imposible, decidir si la correcta era esa o, digamos, C16H20NO3. La fórmula empírica del ácido acético, mucho más simple (C2H402) que la de la morfina, provocó grandes controversias en la primera mitad del siglo XIX. Sin embargo, para aprender algo acerca de la estructura molecular de las sustancias orgánicas, los químicos tenían que empezar por las fórmulas empíricas. En 1780, Lavoisier trató de determinar las proporciones relativas de carbono e hidrógeno en compuestos orgánicos quemándolos y pesando el dióxido de carbono y el agua que producían. Sus resultados no fueron muy precisos. En los primeros años del siglo XIX, Gay-Lussac, descubridor de la ley de los volúmenes de combinación, y su colega el químico francés Louis Jacques Thénard (1777-1857), introdujeron una mejora. Mezclaron la sustancia orgánica con un agente oxidante, tal como el clorato de potasio. Al calentarla, esta combinación produjo oxígeno que, íntimamente mezclado con la sustancia orgánica, provocó su más rápida y completa combustión. Recogiendo el dióxido de carbono y el agua formada; Gay-Lussac y Thénard pudieron determinar las proporciones relativas de carbono y de hidrógeno en el compuesto original.

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Con la teoría de Dalton recién presentada, esta proporción podía expresarse en términos atómicos. Muchos compuestos orgánicos están formados únicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Una vez medidos el carbono y el hidrógeno y dando por supuesta la presencia de oxígeno para explicar cualquier residuo, podía determinarse a menudo la fórmula empírica. Hacia 1811 Gay-Lussac había obtenido, por ejemplo, las fórmulas empíricas de algunos azúcares simples. Estos pioneros del análisis orgánico obtuvieron en el curso de sus investigaciones resultados que acabaron con la creencia en la importancia de la fórmula empírica. Ocurrió de esta manera: En 1824, Liebig estudió un grupo de compuestos, los fulminatos, mientras Wöhler (que después sería íntimo amigo de Liebig y que pronto sintetizaría la urea, estaba estudiando otro grupo de compuestos, los cianatos. Ambos enviaron informes de su trabajo a una revista editada por Gay-Lussac. Gay-Lussac notó que las fórmulas empíricas dadas para estos compuestos eran idénticas y que, sin embargo, las propiedades descritas eran muy diferentes. Por ejemplo, el cianato de plata y el fulminato de plata constan ambos de moléculas que contienen un átomo de plata, carbono, nitrógeno y oxígeno. Gay-Lussac comunicó esta observación a Berzelius, a la sazón el químico más famoso del mundo; pero Berzelius descubrió que dos compuestos orgánicos, el ácido racémicoy el ácido tartárico, si bien poseían propiedades diferentes, parecían tener la misma fórmula empírica (que ahora se sabe es C4H606). Como los elementos estaban presentes en estos diferentes compuestos en las mismas proporciones, Berzelius sugirió que tales compuestos se llamasen isómeros (de la palabra griega que significa «iguales proporciones»), y la sugerencia fue adoptada. En las décadas siguientes se descubrieron otros casos de isomería. Parecía claro que si dos moléculas estaban hechas del mismo número de cada tipo de átomos, y si poseían propiedades distintas, la diferencia debería residir en el modo como los átomos estaban enlazado dentro de la molécula. En el caso de las moléculas sencillas de los compuestos inorgánicos mejor conocidos, podía ocurrir que sólo fuera posible un ordenamiento de los átomos en la molécula. Por esa razón, no podían darse isómeros, y la fórmula empírica sería suficiente. Así, H20 sería agua y nada más que agua. Sin embargo; en las moléculas orgánicas más complicadas, había lugar para diferentes ordenamientos y, por tanto, para isómeros. En el caso de los cianatos y fulminatos, los diferentes ordenamientos son fáciles de descubrir, pues cada molécula no contiene más que unos pocos átomos.

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El cianato de plata puede escribirse AgOCN, mientras que el fulminato es AgNCO. Aquí solamente intervienen cuatro átomos. Cuando la cantidad es mayor, el número de ordenamientos posibles se hace tan grande que es realmente difícil decidir cuál de ellos corresponde a cada compuesto. Incluso el caso del ácido racémico y el ácido tartárico, con dieciséis átomos en sus moléculas, eran demasiado difíciles de manejar en la primera mitad del siglo XIX. La situación se volvería simplemente imposible (así debió parecer entonces) al considerar moléculas aún mayores. Kekulé, basándose en ideas de Butlerov publicadas en 1862, propuso en 1867 una disposición tetraédrica de las valencias del carbono y, soñando con moléculas en forma de serpientes que se mordían la cola, propuso en 1890 la estructura hexagonal del benceno, sugiriendo así la isomería orto, meta y para de los hidrocarburos aromáticos. Otro éxito de la teoría estructural fue la explicación de por qué el éster acetoacético unas veces se comportaba como alcohol y otras como cetona: la tautomería.

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CAPITULO II

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CAPITULO II: ISOMEROS ESTRUCTURALES

Para un estudio detallado de los isómeros es conveniente clasificarlos de la siguiente manera:

Estructurales o constitucionales

  

De cadena De posición De función

 

Geométricos ópticos

Isomería Espaciales o estereoisomeros

Compuestos que difieren porque sus átomos se encuentran unidos en un orden distinto. Se dividen en isómeros de cadena, Posición y función.

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2.1

ISOMEROS DE CADENA

Difieren en la estructura de la cadena carbonada. Como ilustración de este tipo de isómeros, veamos isómeros estructurales del hexano C₆H₁₄. i)

CH₃-CH₂- CH₂- CH₂- CH₂-CH₃ Hexano, n- hexano CH₃

ii)

CH₃-CH- CH₂- CH₂-CH₃ 2- metilpentano, isohexano

CH₃ iii)

CH₃-CH₂- CH- CH₂- CH₂-CH₃ 3- metilpentano

iv)

CH₃-CH- CH- CH₃ CH₃ CH₃ 2,3- dimetilbutano

CH₃ v)

CH₃-C- CH-CH₃ CH₃ 2,2-dimetilbutano Neo hexano

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Veamos que el número de isómeros de la cadena del hexano es 5. La isomería de cadena en alcanos comienza a partir de 4 carbonos (butano). La fórmula para hallar el número de isómeros de cadena en alcanos es la siguiente:

#isómeros= 2ⁿ⁻⁴ +1

4≤n≤7

Para alcanos con más de 7 carbonos no existen formulas para hallar el numero de isómeros tienen diferente nombre oficial. El prefijo neo se emplea en el sistema común para señalar la presencia de tres grupos metil en un extremo de la cadena carbonada, así

CH₃ CH₃-C- CH₂- CH₂- CH₃ CH₃ Neoheptano

Forma de isomería, donde las moléculas con la misma fórmula molecular, tienen una diferente distribución de los enlaces entre sus átomos, al contrario de lo que ocurre en la estereoisomería. Los isómeros de este tipo tienen componentes de la cadena acomodados en diferentes lugares, es decir las cadenas carbonadas son diferentes, presentan distinto esqueleto o estructura. Un ejemplo es el pentano, del cual, existen muchos isómeros, pero los más conocidos son el isopentano y el neopentano.

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ISOMEROS DE POCISION

ISÓMEROS DE POSICIÓN: Difieren de la posición de los sustituyentes o grupos funcionales. 

Los alquenos con 4 o más átomos de carbono presentan isomería de posición. CH₂=CH- CH₂-CH₂-CH₃ 1- penteno



Los halogenuros de alquilo con 3 o mas átomos de carbono presentan isomería de posición.

CH₃-CH₂- CH-CH₃

CH₂-CH₂- CH₂-CH₃

CL

CL

2-clorobutano 

1-clorobutano

Isomería de posición en los alcoholes.

CH₂-CH₂- CH₂- CH₂-CH₃

CH₃-CH- CH₂- CH₂-CH₃

OH

OH

1-pentanol



CH₃-CH₂- CH=CH-CH₃ 2- penteno

2-pentanol

Las cetonas con 5 o más atomos de carbono presentan isomería de posición. O CH₃-C- CH₂- CH₂-CH₃ 2-pentanona

O CH₃-CH₂- C- CH₂-CH₃ 3-pentanona

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Es la de aquellos compuestos en los que sus grupos funcionales o sus grupos sustituyentes están unidos en diferentes posiciones. Un ejemplo simple de este tipo de isomería es la del pentanol, donde existen tres isómeros de posición: pentan-2-ol, pentan-3-ol y pentan-4-ol. CH3 - CH2 - CH2 - CH2 – CH2 OH penta – 1 – ol OH

OH

CH3 – CH- CH2 - CH2 – CH3 CH3- CH2 - CH- CH2 – CH3 penta – 2 – olpenta – 3 – ol

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ISOMEROS DE FUNCION

Compuestos que tienen la misma fórmula molecular, pero tienen grupos funcionales diferentes. Este tipo de isómeros se presenta entre alcoholes y éteres, ácidos carboxílicos y esteres, etc.

FORMULA FORMULA SEMIDESARROLLADA MOLECULAR CH₃-CH₂-CH₂-CH₂C₄H₁₀O OH 1- butanol CH₃-O- CH₂CH₂CH₃ C₄H₁₀O metilpropileter

FUNCIÓN QUIMICA Alcohol

FORMULA FORMULA SEMIDESARROLLADA MOLECULAR CH₃-CH₂-CH₂-CH₂C₅H₁₀O CHO pentanal CH₃-CH₂-CO-CH₂C₅H₁₀O CH₃

FUNCIÓN QUIMICA Aldehído

Éter

Cetona

Aquí, la diferente conectividad de los átomos, puede generar diferentes grupos funcionales en la cadena. Un ejemplo es el ciclohexano y el 1-hexeno, que tienen la misma fórmula molecular (C6H12), pero el ciclohexano es un alcano cíclico o cicloalcano y el 1-hexeno es un alqueno.

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CH2

CH- CH2 - CH2 – CH2 – CH3

Cicloalcano 1 – hexeno

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CAPITULO III

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CAPITULO III: ESTEREOISOMEROS Compuestos que difieren en la distribución espacial de sus atomos. En el presente texto solo trataremos los isómeros geométricos.

3.1

ISOMEROS GEOMETRICOS

Se presentan principalmente en alquenos y sus derivados, asi como los cicloalcanos disustituidos. En los alquenos y derivados, la isomería geométrica se debe a la rigidez del doble enlace carbono-carbono, es por ello que los atomos de carbono están impedidos de rotar libremente, debido a ellos los lados opuestos (posición trans), así

X

X

X

C=C Y

C=C Z

CIS-

Z

Y

X

TRANS-

Donde el grupo sustituyente x necesariamente debe ser diferente a y, también x debe ser diferente a z. Para que los alquenos presentaen isomería geométrica, ncesariamente, los atomos que están unidos a un mismo atomo de carbono con doble enlacen deben ser diferentes.

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Citemos algunos ejemplos:

3.1.1

ISOMEROS CIS

H

H C=C

CH₃

CH₃

Cis-2-buteno Teb=4⁰c

3.1.2

ISOMEROS TRANS

CH₃

H C=C

H

CH₃

Trans-2-buteno Teb=1⁰c

OBSERVACION: El isómero cis tiene mayor temperatura de ebullición, pero menor estabilidad química (tiene menor energía potencial) que trans. Para pasar de un isómero cis a uno trans o viceversa, debe romperse el enlace pi (∏) y luego rotar el carbono alrededor del enlace sigma (∂).

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No todos los alquenos y sus derivados tienen isomería geométrica, pues para que ello exista, cada átomo de carbono insaturado (C=C) debe sostener necesariamente sustituyentes diferentes. Así por ejemplo, los siguientes compuestos no tienen isomería geométrica.

H

CH₃ C=C

H

H (i)

C₂H₅

CH₃ C=C

H

CH₃ (ii)

H

H C=C

H

CH ₃ (iii)

El compuesto (I) el carbono insaturado de la izquierda contiene dos atomos iguales (H-). En el compuesto (II) el carbono insaturado de la derecha tiene dos sustituyentes iguales (-CH₃). En el compuesto (III) el carbono de la izquierda tiene también dos sustituyentes iguales (-CL). Por ello no tienen isomería geométrica.

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En el caso de que los carbonos insaturados tengan todos los sustituyentes diferentes se emplea el sistema de nomenclatura propuesto por CAHN-INGOLD-PREGOLD que utiliza la letra z(viene del término alemán zusammen que significa juntos) que es análogo al cis, y la letra E ( viene del termino entgegen que significa opuesto) que es análogo al trans. Para ello se comparan los números atomicos de los atomos unidos directamente a cada carbono insaturado. El numero atomico mayor tiene la prioridad sobre los menores. Si los grupos de mayor prioridad están al mismo lado, se usa la letra Z y si se encuentran en lados opuestos, la letra E.

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ISOMEROS OPTICOS

Un isómero óptico es aquel que en forma cristalina o en solución tiene la propiedad de hacer girar el plano de la luz monocromática (de una sola longitud de onda) o polarizada (oscila en un solo plano), hacia la derecha o hacia la izquierda. Esta propiedad se mide en un aparato llamado polarímetro.Si uno de los isómeros hace girar la luz hacia la derecha, se denomina dextrorrotatorio; el otro isómero lo hará hacia la izquierda y se denomina levorrotatorio. En una mezcla de concentraciones iguales de cada isómero, el ángulo de giro en uno y otro sentido también es igual, luego el efecto se neutraliza y no se presenta desviación del plano de la luz. A esta mezcla equimolecular se la llama racémica; la tarea de separar los isómeros ópticos de una mezcla racémica se llama resolución. Existen métodos y aparatos sofisticados para medir y estudiar las propiedades ópticas de las sustancias, pero los mismos no son competencia de este texto no especializado. La relación existente entre las estructuras de dos isómeros ópticos es la de que una es la imagen especular de la otra, y no son superponibles entre sí. Estrictamente hablando, esta isomería existe en moléculas disimétricas, cuando la entidad no presenta un eje impropio de simetría y tanto el centro de inversión como el plano de simetría corresponden a los ejes impropios S1 y S2, . En esta introducción es suficiente con saber que la isomería óptica se presenta cuando las estructuras no poseen plano de simetría o centro de inversión. El plano a que se hace referencia es imaginario (como un espejo de doble faz) que divide la molécula en dos partes iguales, de tal manera que al mirarse media molécula en él se ve exactamente la otra media. Si no se cumple esta condición, la estructura no posee plano de simetría y por lo tanto puede presentar isomería óptica. El centro de inversión es un punto en el centro de la entidad, de tal manera que al trazar una recta desde cualquier punto de la estructura a través de él y continuando en la misma dirección, se encuentra a la misma distancia otro punto equivalente al de partida. Si esta condición no se cumple para todo punto de la estructura, la entidad no posee centro de inversión y por lo tanto también puede presentar la isomería óptica es poco común en compuestos cuadrados planares, ya que por lo general el plano de la entidad es a la vez un plano de simetría. En compuestos tetraédricos se presenta isomería óptica solamente cuando los cuatro ligantes o en general los cuatro sustituyentes, son diferentes entre sí.

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Cuando un compuesto tiene al menos un átomo de Carbono asimétrico o quiral ,es decir, un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes, pueden formarse dos variedades distintas llamadas estereoisómeros ópticos, enantiómeros o formas quirales ,aunque todos los átomos están en la misma posición y enlazados de igual manera. Los isómeros ópticos no se pueden superponer y uno es como la imagen especular del otro, como ocurre con las manos derechas e izquierda. Presentan las mismas propiedades físicas y químicas pero se diferencian en que desvían el plano de la luz en diferente dirección: uno hacia la derecha (en orientación con las manecillas del reloj) y se representa con la letra (d)o el signo (+)(isómero dextrógiro o forma dextro) y otro a la izquierda (en orientación contraria con las manecillas del reloj)y se representa con la letra (l) o el signo (-)(isómero levógiro o forma levo).Si una molécula tienen átomos de Carbono asimétricos, tendrá un total de 2nisómerosópticos.También pueden representarse con las letras (R) y (S). Esta nomenclatura se utiliza para determinar la configuración absoluta de los carbonos quirales. Un complejo quiral es aquel cuya geometría no es superponible con la de su imagenespecular. Dos complejos quirales, cada uno de los cuales es la imagen especular delotro se conocen comoisómeros ópticos . Los dos isómeros ópticos forman un par de enantiomeros. . Los isómeros ópticos se denominan así porque son ópticamente activos,es decir, un enantiómero gira el plano de la luz polarizada en una dirección y el otro rotadicho plano el mismo ángulo pero en dirección contraria. Un isómero óptico es aquel que en forma cristalina o en solución tiene la propiedad de hacer girar el plano de la luz monocromática (de una sola longitud de onda) o polarizada (oscila en un solo plano), hacia la derecha o hacia la izquierda. Esta propiedad se mide en un aparato llamado polarímetro.Si uno de los isómeros hace girar la luz hacia la derecha, se denomina dextrorrotatorio; el otro isómero lo hará hacia la izquierda y se denomina levorrotatorio. En una mezcla de concentraciones iguales de cada isómero, el ángulo de giro en uno y otro sentido también es igual, luego el efecto se neutraliza y no se presenta desviación del plano de la luz. A esta mezcla equimolecular se la llama racémica; la tarea de separar los isómeros ópticos de una mezcla racémica se llama resolución.

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CAPITULO IV

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CAPITULO IV: ESTEREOQUIMICA 4.1

QUIRALIDAD

Es la propiedad de un objeto de no ser superponible con su imagen especular. Como ejemplo sencillo, la mano izquierda humana no es superponible con su imagen especular (la mano derecha). Como contraejemplo, un cubo o una esfera sí son superponibles con sus respectivas imágenes especulares. Denomino quiral y digo que tiene quiralidad toda figura geométrica, o todo grupo de puntos, si su imagen en su espejo plano, idealmente realizada, no puede hacerse coincidir consigo misma. Lord Kelvinbeige En general, un objeto quiral carece de ejes de rotación impropios. Si los posee, sus imágenes especulares son superpuestas. Es una propiedad de gran interés en química orgánica, en química inorgánica y en bioquímica, donde da lugar a la estereoquímica, a las reacciones estereoespecíficas y a los estereoisómeros. Esta definición, nos presenta la quiralidad como una propiedad geométrica y dicotómica. Geométrica porque se basa en la aplicación de operaciones de simetría (reflexiones) sobre figuras geométricas o conjuntos de puntos. Dicotómica porque las imágenes especulares pueden ser superponibles mediante rotaciones y traslaciones (es decir, no quirales), o no superponibles (es decir, quirales). No hay término intermedio desde el punto de vista clásico.

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NOMENCLATURA R Y S

La nomenclatura D-L es inequívoca para designar la configuración de isómeros con un solo carbono asimétrico. Sin embargo, cuando en una molécula hay varios centros de asimetría es más conveniente utilizar el sistema propuesto por Cahn, Ingold y Prelog , que permite establecer la configuración absoluta de cada átomo. Con esta nomenclatura se puede asignar un nombre sistemático y discriminativo a moléculas isoméricas complejas. Así, se podrán distinguir y nombrar diferentes isómeros con varios carbonos asimétricos. Según esta convención, las dos configuraciones posibles de cada carbono asimétrico se designarían con las letras R y S (nomenclatura R-S). En algunos casos, R coincidirá con D, pero en otros no. Para determinar la configuración de un carbono hay que seguir ciertas reglas. Al igual que en el caso de la isomería geométrica (nomenclatura E-Z), se jerarquizan los cuatro sustituyentes del carbono asimétrico usando el mismo criterio (número atómico decreciente): 1º.- Se ordenan los cuatro grupos sustituyentes del carbono asimétrico por orden decreciente de número atómico de los átomos enlazados directamente con dicho carbono. 2º.- Si dos o más de estos átomos son iguales se recurre a considerar los átomos unidos a ellos con el mismo criterio de preferencia. 3º.- Si la ambigüedad persiste, se atiende al tipo de enlace que une los átomos en cuestión y se da preferencia al enlace triple sobre el doble y al doble sobre el sencillo. Una vez establecido el orden de prioridad es preciso orientar la molécula en el espacio. El tetraedro correspondiente al carbono asimétrico se orienta de modo que el sustituyente de menor categoría (el número cuatro) ocupe el vértice más alejado del observador. De esta forma, los otros tres formarán una cara triangular frente al espectador. Al recorrer esta cara en el orden 1º '®2º '®3º,el recorrido podrá ser: Hacia la derecha (en sentido horario). En este caso se tratará del isómero R (rectum = derecha) Hacia la izquierda (sentido antihorario). En este caso se tratará del isómero S (sinister = izquierda).

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4.3

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MEZCLAS RACEMICAS

Es una mezcla en la cual productos de una reacción química, con actividad óptica debido a isomerismo son encontrados en proporciones aproximadamente equivalentes. Es decir L y D estereoisómeros están presentes en un 50%. Dicha mezcla es ópticamente inactiva. Un enantiómero con un centro quiral, y actividad óptica puede hacer girar la luz polarizada en un grado constante, mientras que su equivalente opuesto lo haría en el sentido contrario. Una mezcla racémica con 50% de cada uno de los isómeros cancelaría el giro de esta luz. No todos los estereoisómeros presentan la propiedad de desviar la luz polarizada, aunque la mayoría de estos lo hace. Luis Pasteur fue el primero en descubrir esta propiedad en 1847 cuando sólo contaba con 25 años de edad. Siendo la primera mezcla racémica la del ácido racémico. Múltiples reacciones químicas orgánicas producen mezclas racémicas, sin embargo el uso de catalizadores modernos ha logrado obtener en mayor cantidad alguno de los productos deseados, como es el caso de los catalizadores de Ziegler-Natta. Es tarea de los ingenieros químicos separar este tipo de mezclas, cuando se busca sólo uno de los isómeros, esto se puede lograr con diferentes operaciones unitarias, incluyendo cristalización, separación de cristales. Sin embargo es preferible lograr mecanísmos de reacción que favorezcan la producción del producto deseado, pues las propiedades físicas de los enantiómeros son normalmente iguales.

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4.4

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ENANTIOMEROS

Cuando un compuesto tiene al menos un átomo de Carbono asimétrico o quiral, es decir, un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes,

pueden

formarse

dos

variedades

distintas

llamadas

estereoisómeros ópticos, enantiómeros, formas enantiomórficas o formas quirales, aunque todos los átomos están en la misma posición y enlazados de igual manera. Esto se conoce como regla de Level y Van'tHoff. Los isómeros ópticos no se pueden superponer y uno es como la imagen especular del otro, como ocurre con las manos derechas e izquierda. Presentan las mismas propiedades físicas y químicas pero se diferencian en que desvían el plano de la luz polarizada en diferente dirección: 

un isómero desvía la luz polarizada hacia la derecha (en orientación con las manecillas del reloj) y se representa con el signo (+): es el isómero dextrógiro o forma dextro;



el otro isómero óptico la desvía hacia la izquierda (en orientación contraria con las manecillas del reloj) y se representa con el signo (-)(isómero levógiro o forma levo).6

Otra forma de nombrar estos compuestos es mediante el convenio o nomenclatura D-L, normalmente empleando la proyección de Fischer. Esta nomenclatura es absoluta pero no necesariamente la forma (D) coincide con el isómero dextrógiro o forma (+). Si una molécula tiene n átomos de Carbono asimétricos, tendrá un total de 2n isómeros ópticos.

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También pueden representarse estos isómeros con las letras (R) y (S). Esta nomenclatura R-S, que sigue las reglas de Cahn-Ingold-Prelog, también se utiliza para determinar la configuración absoluta de los carbonos quirales. Así pues, hay tres sistemas de nombrar estos compuestos: 

Según la dirección de desviación del plano de la luz polarizada, distinguimos las formas dextro (+) y levo (-);



Según la nomenclatura D-L (Formas D y L), que es inequívoca para isómeros con un solo carbono asimétrico,y



Según

la

configuración

absoluta

R-S

(formas R y S), más adecuada para moléculas con varios centros asimétricos. Dos enantiómeros de un aminoácido genérico.

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4.5

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DIASTEROMEROS

Cuando un compuesto tiene más de un carbono asimétrico podemos encontrar formas enatiómeras (que son imagen especular una de la otra) y otras formas que no son exactamente copias espaculares, por no tener todos sus carbonos invertidos. A estas

formas

se

les

llama

diasteroisómeros. Por ejemplo, el 3bromo-butan-2-ol posee dos carbonos asimétricos por lo que tiene 4 formas posibles.

De

ellas,

algunas

son

enantiomorfas (formas especulares), como (2S, 3S)-3-bromobutan-2-ol y (2R, 3R)-3-bromo-butan-2-ol. En cambio, (2R, 3S)-3bromo-butan-2-ol es un diastereoisómero de los dos anteriores.

Formas R y S del ácido láctico. Enantiómeros del ácido láctico o ácido 2-hidroxipropanoico.

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4.6

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TAUTOMERIA

Es un tipo especial de isomería en la que existe transposición de un átomo entre las dos estructuras, generalmente hidrógeno, existiendo además un fácil equilibrio entre ambas formas tautómeras Un ejemplo de la misma es la tautomería ceto-enólica en la que existe equilibrio entre un compuesto con grupo OH unido a uno de los átomos de carbono de un doble enlace C=C, y un compuesto con el grupo carbonilo intermedio, C=O típico de las cetonas, con transposición de un átomo de hidrógeno.

Tautomería ceto-enólica.

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CAPITULO V

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CAPITULO V: FUNCIONES 5.1

FUENTES NATURALES

 El Germen Trigo, soja, brócoli, espinaca, yema de huevo. La vitamina E fue descubierta en 1923 por Herbert Evans y Katherine Bishop, quienes observaron que su deficiencia causaba reabsorción fetal en las ratas e incapacidad reproductiva crónica. A este compuesto se le llamó tocoferol (del griego tokos: nacimiento y pherein: llevar, portar). La sustancia activa fue aislada de aceite de germen de trigo en 1936 por Evans y colaboradores (Machain, 1991; Wolf y col., 1998). Además se le añadió el sufijo -ol designando a la forma activa alcohol (Parker, 1994). Hay ocho miembros de la familia de la vitamina E: alfa, beta, gamma, delta tocoferoles y alfa, beta, gamma, delta tocotrienoles. El isómero alfa-tocoferol posee la mayor actividad vitamina E en los animales (Brigelius-Flohe y Traber, 1999).

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La primera producción de alfa-tocoferol sintético era una mezcla equimolar de dos isómeros: RRR- y SRR-alfa-tocoferol. Este compuesto es nombrado como 2-ambo-alfa-tocoferol, aunque antes se le conocía como dl-alfa-tocoferol. Esta es la molécula considerada el estándar internacional para la vitamina E (Ames, 1979), hasta los años 80. Posteriormente, el proceso de síntesis de la vitamina E varió, dando como resultado el actual all-rac-alfa-tocoferil acetato, el cual tiene ocho estereoisómeros (RRR, RRS, RSR, RSS, SRR, SRS, SSR, SSS), que se siguió, y se sigue, llamando, aunque incorrectamente, dl-alfa-tocoferil acetato. De esta forma, el producto sintético actual no se corresponde al producto sintético con el que se dedujeron los ratios de equivalencia clásicos (USP, 1955). La vitamina E de fuente natural: RRR alfa-tocoferol, se obtiene mediante la extracción de los tocoferoles de los aceites vegetales (soja, palma, girasol, etc.). Sólo es una forma isomérica y es la forma con el 100% de bioactividad (USP, 2000). En 1982, la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) recomienda que la fuente natural de vitamina E sea llamada RRRalfa-tocoferol/RRR-alfa-tocoferil acetato, mientras que la vitamina E sintética

debería

tocoferil acetato.

ser

llamada

all-rac-alfa-tocoferol/all-rac-alfa-

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La carne de res, la leche y derivados lácteos

El término ácido linoleico conjugado (ALC) incluye una serie de isómeros posicionales y geométricos del ácido linoleico. Las principales fuentes naturales son la carne de animales rumiantes, la leche y los derivados lácteos. Además, existe en el mercado una amplia gama de alimentos que han sido enriquecidos en ALC (manipulación de la dieta del animal, adición de ALC procedente de otras fuentes naturales como el aceite de cártamo). La diferencia estriba en que, mientras el principal isómero presente de forma natural en los alimentos es el cis-9, trans-11, las preparaciones comerciales contienen cantidades similares de los isómeros cis-9, trans-11 y trans-10,cis-12. Aunque el ALC es un componente minoritario en la dieta, en la actualidad ha despertado gran interés y ha promovido una intensa investigación acompañada de un boom publicitario debido a sus potenciales efectos sobre la salud: modificación de la composición corporal con reducción de la masa grasa, propiedades antiaterogénicas, hipolipemiantes, antidiabetogénicas e inmunomoduladoras, entre otras. Estos efectos se han observado principalmente en modelos animales y cultivos celulares. Los estudios en humanos son escasos e incluso, a veces, contradictorios. En esta revisión se profundiza en los trabajos de investigación más recientes sobre el interés nutricional del ALC. De la amplia revisión realizada se deduce la necesidad de estudios adicionales en humanos que permitan obtener datos sobre las cantidades óptimas de ingesta, así como sobre los efectos tanto a corto como a largo plazo, y posibles efectos secundarios de cada isómero individual del ALC con el fin de determinar su seguridad y eficacia.

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5.2

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METABOLISMO

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo.1 Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células. La metabolización es el proceso por el cual el organismo consigue que sustancias activas se transformen en no activas. En el caso de los isómeros estudiaremos como es el proceso de metabolización en su ingesta. El CLA está presente en triacilgliceroles, fosfolípidos y lipoproteínas. En su metabolismo, los isómeros CLA se pueden considerar como una nueva familia de ácidos grasos poliinsaturados. Parece que el CLA se metaboliza como el ácido linoleico pero los dos isómeros principales, 9c,11tr- y 10tr,12c-18:2, muestran diferencias tanto en su metabolismo como en la tasa de éste. El 9c,11tr-18:2 da lugar al isómero conjugado 20:3, mientras que el 10tr,12c-18:2 se transforma, a mayor velocidad que el anterior, en las formas conjugadas 16:2 y 18:3. El esomeprazol se metaboliza en el hígado por el sistema enzimático del citocromo P450 (CYP) Los metabolitos del esomeprazol carecen de acción anti-secretora. La mayor parte del metabolismo del esomeprazol depende de la iso-enzima CYP2C19, que forma los metabolitos hidroxi y desmetil. El resto depende de CYP3A4 que forma el metabolito sulfona.

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La iso-enzima CYP2C19 tiene un polimorfismo en el metabolismo del esomeprazole pues el 3% de los caucásicos y el 15-20% de los asiáticos carecen de CYP2C19 y se denominan metabolizadores lentos. En la fase de estabilización, la relación del AUC en metabolizadores lentos a las AUC el resto de la población (metabolizadores rápidos) es de aproximadamente 2.

Luego de la administración de dosis equimolares

los isómeros S- y R- se metabolizan en forma diferente en el hígado lo que resulta en mayores niveles en plasma del isómero S- que el isómero R-.La tibolona tras su administración oral se metaboliza en el organismo en tres moléculas esteroideas diferentes, los metabolitos 3a-OH y 3b-OH, y el isómero L4 (Figura 1), que presentarán, al menos en teoría, una distinta especificidad y afinidad de unión al receptor esteroideo. Por lo tanto la acción de Org OD 14 dependerá no sólo de la interacción de la propia molécula de tibolona con el receptor, y de los otros factores anteriormente mencionados, sino también de la interacción de cada uno de estos metabolitos con el/los receptores a los que se unan. Y lo que es más importante, ya que la tibolona puede ser también metabolizada a nivel del órgano diana, su acción en cada tejido dependerá en gran parte del metabolismo local y/o del metabolito predominante en ese tejido. Es decir, a nivel tisular se producirá un metabolismo específico que dará lugar a una respuesta tisular específica que determinará a su vez una respuesta clínica específica. Warfarina es un anticoagulante de estructura cumarínica, que actúa inhibiendo la gamma-carboxilación de las proteínas precursoras mediada por la vitamina K, bloqueando así la formación de los factores de coagulación II, VII, IX y X. Se metaboliza casi exclusivamente en el hígado a través del sistema citocromo P450 y los metabolitos tienen una debil

actividad

anticoagulante.

Los

isómeros

de

warfarina

se

metabolizan de manera distinta, el metabolismo es principalmente por ceto-reducción a alcoholes de warfarina para el ísomero R e hidroxilación para el isómero S.

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CONCLUSIONES

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  

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Se concluye que el siguiente trabajo investigativo, se proyecta hacia la actitud informativa del mismo, con la utilidad que se crea conveniente, para desarrollar dudas. Se determina también que la isomería es cuando los compuestos tienen las misma fórmula molecular, pero diferente estructura. los isómeros son muy importantes para que las reacciones que se llevan a cabo en sistemas vivos, ya que solo un isómero puede llevarlas por ejemplo los azucares "provéchales" todas son r y el DNA es s en ocasiones la mezcla de isómeros son toxica mientras que un isómero es un antibiótico el otro es toxico o potencializa un ciclo catalítico.

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BIBLIOGRAFIA

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BIBLIOGRAFIA   

LUMBRERAS EDITORES, QUIMICA ORGANICA WADE, JR, QUIMICA ORGANICA VOLUMEN 1, SEPTIMA EDICION CURSO DE QUÍMICA BIOLÓGICA. VENANCIO DEULOFEU, AGUSTÍN DOMINGO MARENZI. EDITORIAL EL ATENEO, 1946. PÁG. 34

LINKOGRAFIA 



HTTP://BOOKS.GOOGLE.ES/BOOKS?ID=VMDVQFFBQ9UC&PG=PA166 CONFIGURACIÓN ABSOLUTA. EN: DICCIONARIO DE QUÍMICA. INMACULADA JULIÁN. EDITORIAL COMPLUTENSE, 1999. ISBN: 8489784728. PÁG. 166 www.wikipedia.com.pe, wikipedia.org/wiki/Isomería

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ANEXOS

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Medicamentos Quirales o Drogas Quirales Las moléculas quirales tienen un sin fin de aplicaciones, principalmente dentro de la bioquímica. En la industria farmacéutica la mayoría de los medicamentos se basan en este tipo de moléculas, donde la mayoría de las medicinas se componen de mezclas racémicas, es decir mezclas de enantiomeros en igual proporción. Por otro lado esto puede llegar a ser un problema ya que mientras que un enantiómero puede tener un efecto benéfico en el organismo, la otra forma enantiomerica puede ser dañina o simplemente no causar efecto alguno. Debido a este problema la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) ha propuesto y exigido a todo el fabricante de medicamentos realizar investigaciones sobre las propiedades de cada enantiomero a ser usados en las drogas que existen en el mercado. De esta forma solo se podrán comerciar medicamentos que contengan un solo enantiomero con lo que se desea reducir los efectos secundarios causados por los medicamentos. Un ejemplo se puede observar en la dexenfluramina (1), es un medicamento anti-obesidad el cual fue aprobado en 1996 que

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presenta varia ventajas en comparación a la mezcla racémica de la cual proviene entre ellas la reducción de los efectos secundarios.

Anteriormente la mayoría de las drogas sintéticas no eran quirales, sin embargo las que se derivan de productos naturales los son por ejemplo la penicilina. Considerando que en la producción de medicamentos se busca la mayor efectividad posible es necesario aplicar procesos más complejos. Una prueba de esto sería el hecho de que actualmente se requieren más de doce pasos para la síntesis de un medicamento a base de compuestos orgánicos, mientras que años atrás seis eran suficientes. Los medicamentos, constituidos de un sólo isómero actúan de una manera mucho más específica en comparación a las mezcla racémicas de la que provienen. Además, los avances tecnológicos contribuyen a que la separación de enantiomeros sea una opción factible. Hay principalmente tres opciones para la obtención de enantiomeros simple: 

Obtención a partir de fuentes naturales

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El primero y el más simple consisten en obtener los enantiomeros a partir de fuentes naturales, ya sea de microorganismos, plantas o animales. Un ejemplo es el Taxol, que es una droga anti - cáncer y que se obtiene de un árbol. La complejidad estructural de ésta molécula hace que la síntesis química sea impráctica para la fabricación de medicamentos a nivel industrial. Sin embargo, es posible unir una cadena sintética que contenga el agente activo del Taxol a otro compuesto más abundante en la fuente de la que se obtiene, en este caso al Baccatin III.

Taxol 

Obtención a partir de muestras racémicas Las mezclas racémicas son fáciles de hacer y existen muchas maneras de separarlas en enantiomeros. La resolución clásica utiliza un ácido o base quiral que forma una sal con la mezcla racémica. Muchos medicamentos son hechos de ésta forma. El Naproxeno que

es

un

antiinflamatorio,

se

obtiene

alcaliglucamina como agente de resolución.

usando

una

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Los dos métodos presentados anteriormente requieren cantidades estequiométricas de otro agente, pero el método de resolución se puede realizar directamente por medio de métodos físicos. Otras separaciones físicas similares pueden ser realizadas por sistemas de extracción o de membranas, en las que una fase contiene la muestra racémica y la otra contiene un selector quiral, el cual extrae uno de los enantiomeros.

La resolución puede ser efectuada mediante la conversión de uno de los dos enantiomeros en otro compuesto, este proceso se conoce como resolución cinética. En este tipo de resoluciones generalmente

se

utilizan

reagentesquirales

o

catalizadores,

aunque en el caso de medicamentos esto no es muy funcional.

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Naproxeno



Métodos asimétricos La forma más usual de síntesis asimétrica se hace tomando un sustrato planar (sin elementos quirales y se transforma vía asimétrica en un compuesto quiral. Esto tiene la ventaja de que todo el material puede ser transformado directamente al enantiomero requerido. Un ejemplo de este método es la hidrogenación asimétrica utilizada con Difosfíto de Rodio como catalizador para elaborar el Levodopa que es un medicamento utilizado para tratar el mal de Parkinson.

Levadopa La mayoría de las reacciones asimétricas son reducciones, oxidaciones u otro tipo de reacciones en las que se forman enlaces, ya sea por medios catalíticos o estequiométricos. La fabricación de medicamentos a base de un sólo enantiomero constituye un avance muy importante en lo que a salud respecta. En un futuro cercano todos los medicamentos serán producidos de ésta forma. Más aún esta filosofía se extenderá a otras áreas de la química igualmente importantes como la producción de herbicidas, por ejemplo.

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Otros Medicamentos Quirales Propanolol Es un agente anti rítmico, reduce el ritmo cardiaco así como las fuerzas contráctiles del corazón. Se ha demostrado que sólo el S-(-)-propanolol es efectivo para el

tratamiento de angina.

De

veces

hecho,

es

100

más

potente

que el isómero R-(+):

Ibuprofeno Es una droga antiinflamatoria no-esteroidal (NSAID, por sus siglas en inglés) que presenta actividad terapéutica sólo en el isómero S-(+). Los estudios sugieren que este isómero alcanza los niveles terapéuticos en la sangre en unos 12 minutos, comparado con los 30 minutos que tarda el racemato. El isómero R-(-) se convierte enzimáticamente en el S-(+).

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Metadona El isómero R (+), conocido como levadona, usualmente se prescribe para tratar casos de daño severo en el hígado. La mezcla racémica se usa para el tratamiento

de pacientes en el

programa

desintoxicación de

de

drogas adictivas.

Anfetamina Tanto la mezcla racémica como el isómero S(+), conocido como dexedrina, se prescriben como supresores del apetito. La dexedrina es de

3

a

4

veces

más

potente que el isómero

R-(-).

L-Metildopa Sólo el isómero S-(-) es efectivo para tratar la hipertensión. El isómero R(+) contribuye a serios efectos secundarios.

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Naproxeno Sólo el isómero S-(-) es seguro para el consumo humano como antiinflamatorio (NSAID) ya que el R es una toxina del hígado. Como dato interesante, el medicamento es la sal de sodio (Naproxeno sodio) que es levo rotatoria. El ácido libre, su precursor, es dextro rotatorio. Sin embargo, tanto la sal como el ácido tiene la misma configuración: S.

Tiroxina S-(-) tiroxina es una hormona natural de la tiroides que se usa para el tratamiento de esa glándula. La R-(+) tiroxina se prescribe para reducir los niveles de colesterol seroso.

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Propoxifeno Los enantiómeros se venden con diferente propósito: dextropropoxifeno como analgésico y levopropoxifeno como antitóxico.

Efedrina La efedrina, es un agonista adrenérgico (simpaticomimético indirecto), muy activo sobre los receptores del sistema nervioso simpático, pero relativamente poco potente como estimulante del sistema nervioso central. Esto se debe a la limitada destreza de la molécula para atravesar

la

Barrera

Hematoencefálica,

en

relación

con

otros

compuestos similares como la anfetamina. La molécula de la efedrina fue originalmente el precursor químico para la síntesis de la anfetamina. Se trata de un compuesto que contiene dos carbonos quirales, por lo que presenta cuatro isómeros espaciales posibles. La efedrina presente como alcaloide en las especies vegetales es normalmente una mezcla racémicaequimolar de los cuatro estereoisómeros. Sin embargo, cuando se utiliza en forma sintética en la medicina contemporánea, el término efedrina alude a los isómeros 1R,2S

que ópticamente es levógiro(-) y

ópticamente es dextrógiro(+).

al

isómero 1S,2R

que

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Los otros dos isómeros espaciales de la molécula suelen recibir el nombre de pseudoefedrina, y también poseen los dos tipos de isomería óptica: hay una pseudoefedrina levógira (-) que es la conformación 1R,2R y otra pseudoefedrina dextrógira(+) con la configuración 1S,2S. La efedrina muestra mayor afinidad, respecto de la pseudoefedrina, hacia los receptores de adrenalina y noradrenalina a nivel del sistema nervioso central.

Por

lo

que

las

dos

posibles

efedrinas

tiene

acción

psicoestimulante, mientras que en las dos posibles pseudoefedrinas estos efectos son clínicamente poco significativos.

Efedrina

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Isómeros en los Carbohidratos Los isómeros son compuestos que tienen la misma composición atómica pero diferente fórmula estructural (por ejemplo, la serie de las cetoaldosas). En general una molécula con n centros quirales tiene 2nestereoisómeros. El gliceraldehído tiene 21=2; las aldohexosas con cuatro

centros

quirales,

tienen

24=16

estereoisómeros.

Los

estereoisómeros de los monosacáridos pueden ser divididos en dos grupos, los cuales difieren en la configuración alrededor del centro quiral más lejano del carbono carbonílico (carbono de referencia). Tomemos como ejemplo al gliceraldehído (en fórmulas de proyección de Fisher):

D- gliceraldehidoL- gliceraldehido Aquellos carbohidratos con la misma configuración en su carbono de referencia que el D-gliceraldehído, son designados como isómeros D (el OH del carbono de referencia está a la derecha), y aquellos con la configuración del L-gliceraldehído, son isómeros L (el OH del carbono de referencia está a la izquierda). Por ejemplo, de las 16 posibles aldohexosas, 8 de ellas son D y las 8 restantes L. Muchas de las hexosas que se encuentran en los organismos vivientes son isómeros tipo D, lo que indica inmediatamente, la estereoespecificidad de las enzimas que las utilizan como substrato. Los monosacáridos poseen actividad óptica y desvían el plano de la luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda, esta propiedad

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puede ser cuantificada en un polarímetro. Si la luz gira en sentido de las manecillas de reloj, el compuesto es dextro rotatorio (dextro: griego, derecha) y se designa con el signo +. Si por el contrario, la luz gira en sentido opuesto a las manecillas del reloj, es levo rotatorio (levo: griego, al contrario) y se designa con -. Los enantiómeros giran el plano de la luz polarizada en direcciones opuestas, pero con magnitudes iguales. Una mezcal con la misma cantidad de + y – se denomina racémica. 

Isómeros de la Glucosa La estructura cíclica de una aldosa es un hemiacetal, ya que se forma por la combinación de un aldehído y de un grupo alcohol. De manera similar la estructura cíclica de una cetosa es un hemicetal. La glucosa cristalina es D-glucopiranosa. La estructura cíclica se conserva en solución pero la isomería tiene lugar en la posición 1, el carbonilo o átomo de carbono anomerico, para dar una mezcla de glucopiranosa (38%) y glucopiranosa (62%). Menos del .3% esta constituido por los anomeros y de la glucofuranosa. Este equilibrio se acompaña de rotación óptica (mutorrotación) conforme el anillo hemiacetal se abre y forma de nuevo con la posición del H y de los grupos OH en el C 1. Es posible que el cambio tenga lugar a través de una molécula a cíclica de cadena recta hidratada, si bien la polarografia indica que la variante a cíclica de la glucosa existe solo en una porción de hasta 0.0025%. La rotación óptica de la glucosa en solución es dextro rotatorio; y de esto se deriva el nombre alterno de dextrosa.

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Los isómeros que difieren como resultado de las variaciones en la configuración del OH y H en los átomos de C 2,3 y 4 de la glucosa se conocen como epimeros. Desde el punto de vista biológico, los epimeros más importantes de la glucosa son la manosa y la galactosa formadas mediante epimerización de los C 2 y 4 respectivamente. La fructosa presenta la misma formula molecular de la glucosa, pero difiere en la formula estructural, debido a que en posición 2 existe un grupo ceto potencial (carbono anomerico de la fructosa), en tanto que en la posición 1 existe un grupo aldehído potencial (carbono anomerico de la glucosa).

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Isomería en Lípidos 

Isomería de los Ácidos Grasos presentes en los Lípidos Simples. Los ácidos grasos no saturados, pueden presentarse en la naturaleza con una instauración, con dos o más instauraciones e inclusive pueden presentar otros grupos funcionales tales como el grupo hidroxilo. Los ácidos grasos no saturados presentan un doble enlace entre los átomos de carbono 9 y 10, y esta instauración es responsable de

la

presencia

Encontrándose

estos

de

isómeros

ácidos

en

geométricos

dos

formas

(cis-trans).

diasterómeras

diferentes. En la naturaleza se pueden encontrar con dos y tres dobles enlaces y los mismos presentan este tipo de estereoisomería con un mayor grado de complejidad.

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Isómeros en Vitaminas 

Vitamina A La estructura de los compuestos con actividad de vitamina A es muy insaturada, y consecuentemente son fácilmente oxidables durante el procesado y almacenamiento de los alimentos. Esta oxidación

se

puede

producir

por

diversos

mecanismos,

combinada con la oxidación de los ácidos grasos insaturados de las grasas o de forma específica, particularmente en oxidaciones inducidas por la luz. Los carotinoides son agentes antioxidantes muy eficaces frente al oxígeno singlete, formado en reacciones de foto activación. Sin embargo, se destruyen también ellos en el proceso. El resultado es la ruptura de la cadena hidrocarbonada, con la formación de distintos compuestos carbonílicos y de epóxidos. El calentamiento en ausencia de oxígeno puede producir la isomerización del retinol (todo-trans) para formar el 13-cis retinol, que tiene una potencia vitamínica de alrededor del 75% de la del todo-tras. También se pueden formar otros isómeros, como el 11cis y el 9-cis, con una potencia vitamínica del orden del 25% de la del todo-trans.

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Vitamina E El α-tocoferol o vitamina E es una vitaminaliposoluble que actúa como antioxidante a nivel de la síntesis del pigmento hemo, que es una parte esencial de la hemoglobina de los glóbulos rojos. Es una familia de compuestos poliprenoides. La vitamina E en estado natural tiene ocho diferentes formas de isómeros, cuatro tocoferoles y cuatro tocotrienoles. Todos los isómeros tienen un anillo aromático, llamado cromano, con un grupo hidroxilo y una cadena polipronoide saturada. Existen formas alfa α, beta β, gamma γ y delta δ para ambos isómeros, y se determina por el número de grupos metílicos en el anillo aromático. Cada una de las formas tiene su propia actividad biológica.

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

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Vitamina B5 La vitamina B5 o ácido pantoténico es una vitaminahidrosoluble necesaria para la vida. El ácido pantoténico es necesario para formar la coenzima A (CoA) y se considera crítico en el metabolismo y síntesis de carbohidratos, proteínas y grasas. Por su estructura química es una amida del ácido pantoico con betaalanina. Sólo el isómero dextrorrotatorio (D) del ácido pantoténico posee actividad biológica. La forma levo rotatoria (L) puede actuar como antagonista de los efectos del isómero D.El ácido pantoténico se usa en la síntesis de la coenzima A (abreviada como CoA). Esta coenzima puede actuar como un grupo transportador

de

acilos

para

formar

acetil-CoA

y

otros

componentes relacionados; ésta es una forma de transportar átomos de carbono dentro de la célula. La transferencia de átomos de carbono por la CoA es importante en la respiración celular, así como en la biosíntesis de muchos compuestos importantes como ácidos grasos, colesterol y acetilcolina. Dado que el ácido pantoténico participa en una amplia gama de papeles biológicos importantes, se lo considera esencial en todas las formas de vida.Por lo tanto, la deficiencia de ácido pantoténico puede tener numerosos y amplios efectos, como se discutirá más adelante.

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Acidopantoténico (vitamina B5)

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