Si definiscono ISOMERI i composti
chimici che presentano identica
formula bruta (e quindi medesima
massa molecolare), ma diverse
caratteristiche chimiche e/o fisiche.
Gli isomeri costituzionali differiscono per l’ordine con cui sono
legati i loro atomi (concatenamento) e presentano pertanto
diversa formula di struttura
STEREOISOMERIA
Descrive gli isomeri che differiscono per la disposizione degli atomi nello spazio
L'ISOMERIA CONFORMAZIONALE è una forma di isomeria spaziale (stereoisomeria)
in cui gli isomeri sono convertibili l’uno nell’altro senza rompere legami, ma
attraverso rotazioni attorno al legame semplice C-C. Non sono fisicamente separabili
L'ISOMERIA CONFIGURAZIONALE è una forma di isomeria spaziale in cui gli isomeri
possono essere trasformati l’uno nell’altro solo rompendo legami chimici e scambiando
di posizione i gruppi legati ad un atomo di carbonio. Sono fisicamente separabili
STEREOISOMERIA CONFIGURAZIONALE
LA CHIRALITA’ E’ UNA CONDIZIONE NECESSARIA PER LA
PRESENZA DI ENANTIOMERI
MOLECOLE CHIRALI: non sono sovrapponibili alle loro immagini
speculari (non possiedono piani o centri di simmetria)
Il clorobromofluorometano è
una molecola chirale: le due
strutture sono immagini
speculari non sovrapponibili
(enantiomeri)
STEREOISOMERIA CONFIGURAZIONALE
Un C asimmetrico, cioè legato a quattro atomi o gruppi diversi è
un CENTRO CHIRALE anche denominato STEREOCENTRO.
Una molecola con uno stereocentro è
chirale.
ENANTIOMERI
Isomeri ottici dell’acido lattico.
Il centro di asimmetria è
rappresentato dal carbonio
asimmetrico.
Un antipode ottico risulta l’immagine
speculare dell’altro.
Es. di diastereoisomeria: Isomeria cis-trans
• Cis: i due gruppi uguali sono dalla stessa parte rispetto al
piano che passa per i due carboni legati dal doppio legame.
• Trans: i due gruppi uguali sono da parti opposte rispetto
allo stesso piano.
Gli stereoisomeri cis-trans hanno proprietà fisiche diverse
ATTIVITA’ OTTICA
•
Le proprietà chimiche e fisiche degli
enantiomeri coincidono tutte eccetto
l’attività ottica cioè fanno ruotare di
angoli opposti la direzione di
polarizzazione di un fascio di luce
polarizzata che vi passa attraverso.
ATTIVITA’ OTTICA
Le sorgenti più comuni (sole, lampadine)
emettono onde in cui il piano di
polarizzazione è orientato in modo casuale
attorno alla direzione di propagazione: la
radiazione è non polarizzata.
ATTIVITA’ OTTICA
Polarizzazione Lineare
Se tutte le onde che costituiscono la radiazione
hanno la stessa direzione di oscillazione del
campo
elettrico
(stesso
piano
di
polarizzazione), la radiazione è polarizzata
linearmente.
ATTIVITA’ OTTICA
Polarizzazione Lineare
Polarizzazione lineare
lungo l’asse y
Polarizzazione lineare
lungo l’asse x
In queste e nelle successive
animazioni viene mostrato il solo
campo
elettrico;
il
campo
magnetico è perpendicolare a
quello elettrico e alla direzione di
propagazione dell’onda
ATTIVITA’ OTTICA
Polarizzatore
ATTIVITA’ OTTICA
Una sostanza risulta OTTICAMENTE ATTIVA
se è in grado di ruotare il piano della luce polarizzata
affinché la sostanza sia otticamente attiva, le sue molecole
devono presentare una asimmetria nella loro struttura, tale
da ruotare il piano di polarizzazione della luce.
In particolare le sostanze otticamente attive sono connesse
ad una determinata proprietà delle
molecole: la chiralità
es. aminoacidi
ATTIVITA’ OTTICA
polarimetro
Le proprietà di molti farmaci dipendono dalla loro stereochimica
O
O
NHCH3
NHCH3
Cl
S-chetamina
S-chetammina
anestetico
Cl
R-chetammina
R-chetamina
allucinogeno
La Talidomide, data dalla miscela dei due possibili isomeri configurazionali, è
stata usata come anti-nausea per le donne in gravidanza nel periodo 1957 –
1961
• Uno solo dei due stereoisomeri è però efficace in tal senso
• L’altro stereoisomero ha causato più di 10.000 nascite di bambini deformi
La biochimica è condizionata dalla naturale predominanza di determinati
stereoisomeri per biomolecole quali carboidrati, amminoacidi e acidi
nucleici.
L-alanina