STEREOCHIMICA 1

Analisi e gestione dei rischi naturali ed antropici – Chimica II – A.A. 2004/05
STEREOCHIMICA 1
1) Nascita della stereochimica: 1874 Van’t Hoff (1901 primo Nobel per la Chimica) e Le
Bell. Con il carbonio tetraedrico si spiegano i seguenti dati:
− i composti come CH3X e CH2XY esistono in un’unica forma
− i composti come CHXYZ esistono sotto forma di coppia di enantiomeri.
1) Ciò è in accordo con il gran numero di isomeri (es. 75 C10H22 e 366.319 C20H42)
1) Inquadramento dell’isomeria
COMPOSTI CON FORMULA CxHyOzNp……. sono:
IDENTICI ISOMERI
ISOMERI STRUTTURALI
- Isomeria di catena
- Isomeri di posizione
STEREOISOMERI
ENANTIOMERI DIASTEREOISOMERI
4) Isomeria conformazionale (etano, simmetria della densità elettronica e libera
rotazione attorno al legame σ)
4) Isomeria configurazionale (es. per difficoltà di libera rotazione attorno al doppio
legame: isomeria cis/trans o E/Z)
4) Rappresentazione delle molecole
R
R'
R
R'
2-butene
cis-, E trans-, Z
N
N
H
OH
immine
sin-, anti- o E, Z a seconda della natura di R e R'
ossime
R
R'
R
R'
N
N
H
OH
sin-, anti- o E, Z a seconda della natura di R e R'
1

Proiezioni di Neuman
(posizioni anti gauche,
eclissate)
Proiezioni a stecchetti
Proiezioni tridimensionali
Proiezioni di Fischer
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B
A
B
A
BA
anti gauche eclissata
4) Le molecole tendono ad assumere le conformazioni a più bassa energia in funzione
di:
i. Tensione angolare (valore geometrico dell’angolo di legame nei sistemi ciclici)
i. Tensione torsionale (repulsione tra orbitali)
i. Tensione di van der Waals (ingombro sterico)
4) Analisi conformazionale di sistemi lineari
2

Butano (5,3
kcal/mole)
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Etano (3 kcal/mole) Butano (5,3 kcal/mole
Esacloroetano (12 kcal/mole)
2-Cloro-etanolo
(configurazione
eclissata per il
legame idrogeno)
O H
4) Sistemi ciclici: angoli di legame, stabilità e conformazioni preferite
Cl
3

Ciclopropano
(banana bond)
Ciclobutano
(conformazione
a V)
Ciclopentano
(conformazione
a busta)
Cicloesano
(nella
inversione
sedia S1 a
sedia S2 tutti
gli idrogeni
assiali
diventano
equatoriali e
tutti gli
equatoriali
diventano
assiali)
Ciclodecano (al
minimo della
stabilità
termodinamica
dei grandi cicli)
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o
o
o
o
conform. a barca
o
o
conform. a sedia
o
S1 S2
H
H
H
H
H
H
o
o
o
4

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10) Analisi della bisostituzione nei sistemi ciclici
1,1 (geminale)
Ciclopropani 1,2 – cis
1,2 - trans
1,1 (geminale)
1,2 – cis
Ciclobutani 1,2 – trans
1,3 – cis
1,3 – trans
1,1 (geminale)
1,2 – cis
Ciclopentani 1,2 – trans
1,3 – cis
1,3 – trans
1,1 (geminale)
1,2 cis – S1(e,a), S2(a,e)
1,2 trans – S1(e,e e), S2(a,a)
Cicloesani 1,3 cis – S1(e,e), S2(a,a)
1,3 trans – S1(e,a), S2(a,e)
1,4 cis – S1(e,a), S2(a,e)
1,4 trans – S1(e,e), S2(a,a)
Nei derivati del cicloesano, oltra alla analisi delle diverse configurazioni cis- e transbisogna
tenere conto dell’equilibrio fra le conformazioni a sedia S1 e S2 a causa del
quale tutte le posizioni assiali diventano equatoriali e tutte le posizioni equatoriali
diventano assiali.
ISOMERI CONFIGURAZIONALI
ISOMERI CONFORMAZIONALI
Definizioni
Isomeri che non si interconvertono
facilmente l’uno nell’altro
Isomeri che, a temperatura ambiente, si
interconvertono facilmente l’uno nell’altro
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