Taller de Estereoquímica

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

QUÍMICA Química Orgánica Profesor: Alfredo Pérez

FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

TALLER DE ESTEREOQUIMICA.

1. Escriba fórmulas estructurales para los isómeros geométricos del 2,4-hexadieno dando un nombre para cada una y explique la observación de que existen trés isómeros en lugar de cuatro. 2. Escriba todas las fórmulas estructurales de los isómeros geométricos de cada uno de los los siguientes compuestos, señalando cada doble enlace como cis o trans y como E  ó  ó Z . a) 3-Metil-3-hexeno f) 2,3-Dimetil-2-penteno  b) 1,2-Dibromoeteno g) 4-Metil-3-hexen-1-ol c) 2-Cloro-2-buteno h) 2,5-Octadieno d) 3-Hexeno i) 2-Penteno e) 1-Yodo-1-buteno j) 1-Deuterio-1-hexeno k) 1-Bromo-2-cloropropeno 3. Indique el nombre IUPAC y la designación estereoquímica de cada uno de los siguientes compuestos: a)

C H3

C H2C H 3 C

C H3

C

C H 3C H 2 c)

 b )

C H 2C H 3

Cl CD3

ClCH2 C

f)

(C H 3 ) 2 C H

C

BrCH 2

C CH3

c)

C H 2C H 2C H 3 C

C C H ( C H 3 )2

C

C H 3C H 2

H h)

O C H3

C H 3C C HOCH2

C H 2C H 3

C H3C H 2

C H 2C H 3

d)

C

H g)

C

C H2O H

C H3 C

C H

H

C C O 2H

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4. Dibuje fórmulas con cuñas, en caballete, Fischer y de proyección de Newman para los estereoisómeros de : a) 2,3-Diclorobutano c) Propano  b) Isobutano d) 2,3-Dimetilbutano 5. Dibuje las dos conformaciones silla de cada uno de los siguientes compuestos, indicando la posición axial o ecuatorial en que se encuentre cada grupo metilo. a) trans-1,2-Dimetilciclohexano b) cis-1,2-Dimetilciclohexano c) trans-1,3-Dimetilciclohexano d) cis-1,3-Dimetilciclohexano 6. Aunque pueden representarse dos posibles conformaciones silla para el cis-4terbutilciclohexanol, existe fuerte evidencia de que el compuesto existe casi de forma exclusiva bajo una de dos formas. Prediga la conformación de dicha forma favorable. 7. Un isómero de la decalina es una 2 Kcal/mol más estable que el otro. Tenga en cuenta la conformación de los anillos para predecir cuál es el isómero más estable.

Decalina

8. Indique cuáles de los siguientes compuestos son quirales. Identifique el ó los centros quirales. a) C H 3 C H 2 C H

e) C H   2

C H 2C H 3

CH

OH  b ) C H   6 5

CH

CH3

Cl

CH

CH3

f) B r 

Cl

OH

c) 1-Clorobutano d) 1,3-Dimetilbenceno

g) 3-Cloro-2-butanol h) 4-Bromo-1-clorociclohexeno

9. Asigne una configuración absoluta ( R) ó (S ) a cada una de las siguientes moléculas: Cl

CHO

C H ( C H 3 )2

C

C

C

H

C O 2H CH3

C H3

C F CH3

C  N H 2

C H3

Cl

CH3

C H 2C H 2C H 3

CN

C

C

C

HO

H

H

D

C H ( C H 3 )2 C 2H 5

2

O

H

C 2H 5

C H 2O H

H

Cl

C O 2H

O 2 N

C F

CH

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C

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CH

C H 2C H 3

C

C

H

CH

CHCH3

C

H

CHO

HO

H

CH3

B r 

C O 2H

C O 2H

C

C

COCH3

H

C H 3O 2C

HO

Cl

OH CHO

10. Dibuje una fómula estructural en tres dimensiones para cada uno de los siguientes compuestos: a) Acido ( R)-2-hidroxipropanoico b) ( R)-2,3-Dibromopropanol c) (S )-3-Metil-3-metoxi-4-hexen-2-ona d)  (R)-3-Cianociclopentanona e) Acido ( R)-2-Deuteriopropanoico f) (S )-3-Etilhepta-1-en-5-ino 11. Dibuje fórmulas de Fischer para las configuraciones 2( R),3( R); 2(S ),3( R) y 2( R),3(S ) del 3-fenil-2-butanol. 12. Se cree que el cis-1,4-di-terc-butilciclohexano existe bajo la forma de bote torcido en vez de bajo la forma silla. Dibuje la conformación esperada y discuta por qué no está favorecida la forma silla. 13. Explique la observación experimental de que A  forma enlaces de hidrógeno intramoleculares y B forma tan sólo enlaces de hidrógeno intermoleculares. C ( C H 3 )2

C ( C H 3 )2

HO

HO

HO

HO



B

14. Indique cuáles de los siguiuentes compuestos presentan isomería geométrica. Dibújense las estructuras isoméricas y especifíquese cada una como Z  ó  E . a) 1-Buteno g) 2-Penteno  b) 2-Buteno h) 1-Cloropropeno c) 1,1-Dicloroeteno i) 1-Cloro-2-metil-2-buteno d) 1,2-Dicloroeteno j) 3-Metiil-4-etil-3-hexeno e) 2-Metil-2-buteno k) 2,4-Hexadieno 3

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15. Se tienen dos frascos rotulados "1,2-ciclopentanodiol"; uno contiene un compuesto de  p.f. 30º y el otro de p. f. 55º; ambos son ópticamente inactivos. ¿Cómo podría decidirse, sin dejar lugar a dudas, cuál frasco marcar "cis" y cuál "trans"? 16. Existen varios 1,2,3,4,5,6-hexaclorociclohexanos estereoisómeros. Indíquese la estructura del isómero más estable y muéstrese su conformación preferida. 17. El compuesto siguiente puede resolverse en enantiómeros ópticamente activos H 2 N

N H2

2,2'-D iaminoesp iro 3,3 heptano

Explíquese esto y márquese el centro quiral en la molécula 18. Si se somete el trans-3-cis-4-dibromo-t -butilciclohexano a un calentamiento  prolongado, se convierte en una mezcla en equilibrio (50:50) entre sí y un diastereómero. ¿Cuál podría ser éste? ¿Cómo se explica la estabilidad aproximadamente igual de estos dos diastereoisómeros? 19. La concentración del colesterol disuelto en cloroformo es 6,15 g/100 mL de solución. (a) En un tubo polarimétrico de 5 cm, una porción de esta solución produce una rotación observada de -1.2º. Calcúlese la rotación específica del colesterol. (b) Pronostíquese la rotación observada, si la misma solución se colocara en un tubo de 10 cm. (c) Pronostique la rotación observada, si 10 mL de la solución se diluyen a 20 mL y se colocan en un tubo de 5 cm. 20. Una muestra de un líquido puro en un tubo de 10 cm se coloca en un polarímetro, obteniéndose una lectura de +45º ¿Cómo podría demostrar que [] realmente es +45º y nó -31,5º? ¿O qué es +45º y nó +40,5º ó, por último, +76,5º? 21. Usando fórmulas de proyección, decídanse cuáles de los siguientes compuestos son quirales. Compruébese sus respuestas, empleando fórmulas de esferas y palillos ó modelos. a) 1-Cloropentano e) 2-Cloro-2-metilpentano  b) 2-Cloropentano f) 3-Cloro-2-metilpentano c) 3-Cloropentano g) 4-Cloro-2-metilpentano d) 1-Cloro-2-metilpentano h) 1-Cloro-2-bromopentano 22. Dibújense los enantiómeros, de haberlos, y especifíquese cómo R y S  de : a) 3-Cloro-1-pentano e) Metiletil-n-propilisopropilmetano  b) 3-Cloro-4-metil-1-penteno f) C6H5CHOHCO2H c) HO2C-CH2-CHOH-CO2H g) C6H5CH(NH2)CO2H d) C6H5CH(CH3)NH2 4

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23. Dibújense fórmulas estereoquímicas para todos los estreoisómeros posibles de los compuestos siguientes. Márquense pares enantiómeros activos, si se encuentran separados de todos los demás estereoisómeros. Escójanse varios ejemplos de diastereómeros. a) 1,2-Dibromopropano e) 1,2,34-Tetrabromobutano  b) 3,4-Dibromo-3,4-dimetilhexano f) 2-Bromo-3-clorobutano c) 2,4-Dibromopentano g) 1-Cloro-2-metilbutano d) 2,3,4-Tribromohexano h) 1,3-Dicloro-2-metilbutano 24. Examine cada uno de los grupos siguientes y prediga qué compuestos serán quirales. A) Bifenilos a)

H O 2C

 b )

 N O 2

O 2 N

O 2 N

H O 2C

C O 2H

c)

C O 2H

NO2

O 2 N

C O 2H

O 2 N

C O 2H

B) Paraciclofanos d)

e) C H2

C H2

C H2

C H2

f) C H2

C H2

C H2 H 2O C

CH2

C H2

C H2

C H2

CH2

H 2O C

C O 2H

H 2O C

C) Alenos g) H

H C

Ph

C

h)

H

H C

C CO2H

C

HO2C

i)

H

H C

C Ph

H

C

C Ph

25. ¿Cuáles de los compuestos siguientes pueden resolverse y cuáles nó? ¿Cuáles son compuestos meso verdaderos? a) cis-1,2-ciclohexanodiol d) trans-1,3-ciclohexanodiol  b) trans-1,2-ciclohexanodiol e) cis-1,4-ciclohexanodiol c) cis-1,3-ciclohexanodiol f) trans-1,4-ciclohexanodiol Indíquese cuáles (si hay alguno) existe en forma de a) una sola conformación; b) un par de enantiómeros conformacionales; c) un par de diastereómeros conformacionales; d) un par de enantiómeros (configuracionales) cada uno de los cuales tiene conformación única; 5

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e) un par de enantiómeros (configuracionales), cada uno de los cuales tiene un par de diastereómeros conformacionales; f) ninguna de las respuestas de arriba. (Dése la respuesta correcta). 26. Indica con un asterisco los centros quirales (carbonos asimétricos) de las moléculas siguientes : O H CH3

 N O

 N

H O

H OH

HO

HO

Timidina

Colesterol

H3C

CH3

OH

N

OH

H3C

H

HO

OH

H O

 NH2 HO HO

HO

O

O

H

O

 N

O

Tetraciclina

Licorina

27. Indica la estereoquímica absoluta (configurción R/S ) de los carbonos que se señalan : c

a

O

 b

e

O

H O

CH3O

d

Cl

H

CF3

Cl

d g

OH H2 N

l

h

H  N O

H

COOH

HO

i  N H

H

H

HO  j HO

OH H O

H k 

6