Química Orgánica 1 · Molecular shape and stereochemistry
Mezclas estereoquímicas y sus mediciones
Una lección resuelta gratis y 33 problemas de práctica en los que dibujas tú mismo cada flecha curva.
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Práctica gratis de flechas curvas: elige un mecanismo
Toca uno para ver cada flecha curva, paso a paso. En las demos las dibujas tú mismo, sin registrarte.
- Forma un racemato a partir de un alqueno aquiral
- 2-Fenilciclohexanona racémica a través del enol
- 2-Metilciclohexanona racémica por enolización catalizada por base
- Diastereomeric salts from racemic 2-phenylpropanoic acid and (R)-1-phenylethylamine
- Racemic 1-phenylethanol by SN1 hydrolysis
- El intercambio de yoduro invierte el (S)-2-yodooctano a (R)-2-yodooctano
- Resolución de la 1-feniletilamina racémica con ácido tartárico
- De la composición al exceso
- Recuperar una composición a partir del exceso
Ver los 33 problemas de mezclas estereoquímicas y sus mediciones →
Lo que aprenderás
- Convert enantiomer ratios into signed excess and composition.
- Apply specific-rotation conventions with explicit units and matched conditions.
- Distinguish racemic cancellation from meso achirality and absent measurement information.
- Design a chiral measurement and recognize the limits of optical rotation.
Lección gratis
El texto de la lección resuelta. En Arrow Lab, cada paso incluye sus estructuras y sus flechas dibujadas.
Leer la lección gratis (5 partes)
La identidad molecular y la composición de la muestra son preguntas distintas
Convención de Fischer: los enlaces horizontales apuntan hacia el observador y los verticales se alejan de él. Los grupos terminales condensados conservan la conectividad indicada. Las dos estructuras de ácido láctico mostradas son enantiómeros opuestos. Un racemato contiene cantidades iguales de ambos; cada molécula individual sigue siendo quiral aunque sus contribuciones ópticas, al estar apareadas, se cancelen. En cambio, una muestra meso está formada por un estereoisómero molecular aquiral. Una rotación neta de cero por sí sola no distingue entre estas posibilidades, y también puede reflejar la concentración, la sensibilidad del instrumento o un cero específico de cierta longitud de onda. La configuración R/S no predice el signo de la rotación.
Cálculo resuelto del exceso enantiomérico
Para una mezcla que contiene únicamente los enantiómeros R y S de un mismo compuesto, define el ee con signo hacia R como (nR − nS)/(nR + nS). La magnitud suele informarse como porcentaje, nombrando el enantiómero mayoritario. Una mezcla estipulada 80:20 R:S tiene 60% ee a favor de R, no 80% ee. A la inversa, 60% ee significa fracciones (1 + 0.60)/2 = 0.80 y (1 − 0.60)/2 = 0.20. Esta aritmética no describe una mezcla que además contenga otros estereoisómeros, a menos que esos componentes se contabilicen por separado.
La rotación específica exige una convención y una referencia
Usando c en g mL⁻¹ y la longitud de paso l en dm, define [α] = αobs/(lc). Indica siempre la longitud de onda, la temperatura, el disolvente y la convención de concentración. Para un enantiómero puro estipulado con [α] = +40° mL g⁻¹ dm⁻¹, c = 0.10 g mL⁻¹ y l = 1.0 dm dan αobs = +4.0°. Bajo una suposición ideal de aditividad lineal y sin otro soluto ópticamente activo, una mezcla desconocida con αobs = +2.4° en esas mismas condiciones tiene 60% ee hacia ese enantiómero de referencia positivo. Esto no dice nada sobre R/S a menos que se indique la configuración de referencia.
Las mediciones y la resolución tienen límites
Un método cromatográfico aquiral generalmente no distingue un par de enantiómeros. Un método quiral validado puede separarlos; las áreas integradas dan la composición solo si las respuestas del detector y la integración están calibradas de manera adecuada. Áreas de pico desiguales no asignan R/S sin un estándar o una asignación independiente. Al resolver un racemato aislando uno de los enantiómeros, la recuperación teórica de ese enantiómero a partir del racemato original es del 50% si no hay interconversión. La racemización puede modificar ese balance, pero es un proceso adicional, no una mejora invisible de la separación.
Lo que conviene recordar
Mantén separada la quiralidad a nivel molecular de la composición de la mezcla. Nombra el enantiómero mayoritario junto con el ee, incluye las unidades y las condiciones de referencia equivalentes para la rotación, y recurre a una medición quiral calibrada cuando la rotación por sí sola no permita identificar la composición.
Problemas de práctica (33)
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Dibuja el mecanismo 7
Más problemas
- Forma un racemato a partir de un alqueno aquiralExplica por qué la captura de un carbocatión plano aquiral da un alcohol racémico.
Formación y pérdida de un racemato
- 2-Fenilciclohexanona racémica a través del enolDibuja la enolización catalizada por ácido de la (S)-2-fenilciclohexanona y la protonación en carbono del enol aquiral, y explica por qué la cetona recuperada es racémica.
- 2-Metilciclohexanona racémica por enolización catalizada por baseDibuja cómo el hidróxido quita el hidrógeno α del estereocentro de la (R)-2-metilciclohexanona, la estructura contribuyente de carbanión del enolato plano y la reprotonación por agua, y muestra por qué la cetona termina siendo racémica.
- El intercambio de yoduro invierte el (S)-2-yodooctano a (R)-2-yodooctanoDibuja el ataque por el lado opuesto del yoduro sobre el (S)-2-yodooctano que da (R)-2-yodooctano, y explica por qué el intercambio repetido racemiza la muestra al doble de la velocidad de intercambio.
Resolving a racemate
- Diastereomeric salts from racemic 2-phenylpropanoic acid and (R)-1-phenylethylamineDraw the two proton transfers in which each enantiomer of racemic 2-phenylpropanoic acid protonates (R)-1-phenylethylamine, and explain why the two resulting salts are diastereomers that can be separated.
Making and losing a racemate
- Racemic 1-phenylethanol by SN1 hydrolysisDraw the SN1 hydrolysis of a single enantiomer of (1-chloroethyl)benzene and show why the planar benzylic cation gives racemic 1-phenylethanol with zero optical rotation.
Resolución de un racemato
- Resolución de la 1-feniletilamina racémica con ácido tartáricoDibuja cómo cada enantiómero de la 1-feniletilamina racémica toma un protón del ácido (2R,3R)-tartárico, y explica por qué las dos sales de hidrogenotartrato son diastereómeros que cristalizan por separado.
Predice el producto 4
Más problemas
- Cómo contabilizar el rendimiento de una resoluciónAplica el límite de balance de masa al aislar un enantiómero a partir de un racemato sin interconversión.
Exceso enantiomérico y resolución
- Rotación observada de una solución de (S)-carvonaPredice la rotación observada de una solución a partir de su rotación específica, la longitud de la celda y la concentración.
- ¿Es ópticamente activa la cloración en C3 del (S)-2-clorobutano?Predice si los productos de una reacción que crea un estereocentro junto a uno ya existente son ópticamente activos.
Enantiomeric excess and resolution
- How does the ketone lose its activity?Identify the planar intermediate responsible for racemisation of an α-chiral ketone.
Clasificar 1
- ¿Qué cetona se racemiza en base acuosa?Clasifica compuestos quirales según si su estereocentro puede perderse a través de un enolato.
Comparar 3
Más problemas
- ¿Qué establece una lectura de cero?Evita inferir la composición racémica a partir de la inactividad óptica por sí sola.
Enantiomeric excess and resolution
- Optical purity versus enantiomeric excessDistinguish optical purity from enantiomeric excess.
Exceso enantiomérico y resolución
- Ordena muestras de carvona por rotación específicaConvierte proporciones de enantiómeros en exceso enantiomérico y rotación con signo para ordenar las muestras.
Calcular 7
Más problemas
- De la composición al excesoCalcula el exceso enantiomérico sin confundirlo con el porcentaje del enantiómero mayoritario.
- Normalizar un resultado de polarímetroAplica una convención dada de concentración y longitud de camino óptico.
- Combinar dos muestras enriquecidasRealiza un balance de materia de enantiómeros cuando lotes enriquecidos favorecen formas opuestas.
Enantiomeric excess and resolution
- ee after mixing two samplesCombine samples of opposite enrichment into one enantiomeric excess.
- Maximum yield of a classical resolutionState the maximum yield of one enantiomer obtainable by resolving a racemate.
- Enantiomeric excess from rotationCalculate enantiomeric excess from observed and pure specific rotations.
Exceso enantiomérico y resolución
- Porcentaje del enantiómero minoritario tras una racemización parcialCalcula la proporción del enantiómero minoritario a partir de la disminución de la rotación durante una racemización parcial.
Encuentra el error 2
- Interpretar picos de cromatografía quiralConvierte áreas cromatográficas calibradas en exceso sin inventar asignaciones absolutas.
- Rotación baja pero ee alto: encontrar la causaDiagnostica por qué la pureza óptica medida con un polarímetro puede quedar por debajo del ee medido por HPLC quiral.
Interpreta la evidencia 3
Más problemas
- Usar una referencia que correspondaInfiere la composición a partir de la rotación solo cuando se dan la referencia y los supuestos de linealidad.
Exceso enantiomérico y resolución
- Exceso enantiomérico a partir de las áreas de pico de GC quiralInterpreta las áreas de pico de una GC quiral como un exceso enantiomérico.
Enantiomeric excess and resolution
- Reading a lipase resolutionInterpret the outcome of an enzymatic kinetic resolution.
Trabaja hacia atrás 2
- Recuperar una composición a partir del excesoInvierte la definición de ee para obtener ambas fracciones enantioméricas.
- Gramos de racemato para diluir un 95 % de ee a un 50 % de eeRazona hacia atrás desde un ee objetivo hasta la masa de racemato que hay que añadir.
Planea una síntesis 2
- Elegir la evidencia para un enriquecimiento desconocidoPlanifica una medición de ee cuando no se dispone de una referencia de rotación absoluta.
- Elección de un agente de resolución para la 1-feniletilamina racémicaPlanifica una resolución clásica de una amina racémica eligiendo un ácido de resolución adecuado.
Explica por qué 2
- Explicar una muestra inactivaDistingue la aquiralidad intramolecular de la cancelación entre enantiómeros.
- Por qué las sales diastereoméricas se separan y los enantiómeros noExplica por qué las sales diastereoméricas pueden separarse por cristalización mientras que los enantiómeros no.
¿Atascado con mezclas estereoquímicas y sus mediciones? Escanea el problema.
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