Compuestos con Varios Centros Quirales
dirigimos nuestra atención junto a moléculas que tienen más de un stereocenter. Comenzaremos con un azúcar común de cuatro carbonos llamado D-erythrose.
una nota sobre la nomenclatura del azúcar: los bioquímicos utilizan un sistema especial para referirse a la estereoquímica de las moléculas de azúcar, empleando nombres de origen histórico además de los designadores ‘D’ y ‘L’., Aprenderá sobre este sistema si toma una clase de Bioquímica. Usaremos las designaciones D / L aquí para referirnos a diferentes azúcares, pero no nos preocuparemos por aprender el sistema.
como puede ver, D-erythrose es una molécula quiral: C2 y C3 son estereocentros, los cuales tienen la configuración R. Además, debe hacer un modelo para convencerse de que es imposible encontrar un plano de simetría a través de la molécula, independientemente de la conformación. ¿La D-eritrosa tiene un enantiómero? Por supuesto que lo hace – si es una molécula quiral, debe., El enantiómero de erythrose es su imagen especular, y se llama l-erythrose (una vez más, debe usar modelos para convencerse de que estas imágenes especulares de erythrose no son superponibles).
Observe que ambos centros quirales en L-erythrose ambos tienen la S de configuración. En un par de enantiómeros, todos los centros quirales son de la configuración opuesta.
¿qué sucede si dibujamos un estereoisómero de eritrosa en el que la configuración es S en C2 y R en C3?, Este estereoisómero, que es un azúcar llamado D-treosa, no es una imagen especular de la eritrosa. La D-treosa es un diastereómero tanto de la D-eritrosa como de la L-eritrosa.
la definición de diastereómeros es simple: si dos moléculas son estereoisómeros (misma fórmula molecular, misma conectividad, diferente disposición de átomos en el espacio) pero no son enantiómeros, entonces son diastereómeros por defecto. En términos prácticos, esto significa que al menos uno – pero no todos – de los centros quirales son opuestos en un par de diastereómeros., Por definición, dos moléculas que son diastereómeros no son imágenes especulares entre sí.
L-threose, el enantiómero de D-threose, tiene la configuración R en C2 y la configuración S en C3. La L-treosa es un diastereómero de ambos enantiómeros de eritrosa.
en general, una estructura con n estereocentros tendrá 2N estereoisómeros diferentes. (No estamos considerando, por el momento, la estereoquímica de los dobles enlaces – que vendrá más adelante)., Por ejemplo, consideremos la molécula de glucosa en su forma de cadena abierta (recordemos que muchas moléculas de azúcar pueden existir en una forma de cadena abierta o cíclica). Hay dos enantiómeros de glucosa, llamados d-glucosa y L-glucosa. El D-enantiómero es el azúcar común que nuestros cuerpos utilizan para obtener energía. Tiene n = 4 estereocentros, por lo tanto hay 2N = 24 = 16 estereoisómeros posibles (incluyendo la propia d-glucosa).,
En la L-glucosa, todos los estereocentros están invertidos a la D-glucosa. Eso deja 14 diastereómeros de D-glucosa: estas son moléculas en las que al menos uno, pero no todos, de los estereocentros están invertidos en relación con D-glucosa. Uno de estos 14 diastereómeros, un azúcar llamado D-galactosa, se muestra arriba: en D-galactosa, uno de los cuatro estereocentros se invierte en relación con la d-glucosa., Los diastereómeros que difieren en un solo estereocentro (de dos o más) se llaman epímeros. Por lo tanto, la d-glucosa y la D-galactosa se pueden referir como epímeros, así como diastereómeros.
Ejemplo 3.10
Dibuja la estructura de L-galactosa, el enantiómero de la D-galactosa.
Solución
Ejemplo 3.11
Dibuja la estructura de los dos diastereoisómeros de D-glucosa. Uno debería ser un epímero.,
Solución
en total, hay 210 = 1024 estereoisómeros en la familia erythronolide B: 1022 de estos son diastereómeros de la estructura anterior, uno es el enantiómero de la estructura arriba, y la última es la estructura arriba.,
sabemos que los enantiómeros tienen propiedades físicas idénticas y grados iguales pero opuestos de rotación específica. Los diastereómeros, al menos en teoría, tienen propiedades físicas diferentes-estipulamos ‘en teoría’ porque a veces las propiedades físicas de dos o más diastereómeros son tan similares que es muy difícil separarlos. Además, las rotaciones específicas de los diastereómeros no están relacionadas-podrían ser el mismo signo o signos opuestos, y similares en magnitud o muy diferentes.