Stereoisomeri e attività ottica

Armando ha scritto:

Salve Professoressa, le invio questo  messaggio in quanto  ho dei dubbi su questo  esercizio.  “Rappresentare gli stereoisomeri che si ottengono  per la monobromurazione radicalica sul C-1, sul C-2 e sul C-4 del (3R)-3-bromoesano. Stabilire le relazioni  stereochimiche  ed indicare quale prodotto  è attivo o inattivo e se la miscela  dei prodotti di reazione  mostra  attività  ottica”. Sarebbe così gentile da svolgerlo spiegandone i passaggi ? La ringrazio  anticipatamente.

Questa è la risposta:

Per comprendere come si comporteranno i vari composti bromurati citati, occorre che tu abbia bene in mente il concetto di enantiomero, diastereosomero e forma meso.

Inoltre devi avere preso confidenza con la convenzione adottata per identificare l’isomero R o S di un composto organico che presenta un centro streogeno (o chirale).

Cominciamo dal composto di partenza

(3R) 3-bromoesano

Questo ha formula di struttura mostrata in figura:

Si tratta del composto R perché tra i 3 gruppi rimasti dopo avere posto dietro il piano del foglio l’atomo di idrogeno, a priorità più bassa, la rotazione per spostarsi dal gruppo a più alta priorità (Br) verso quelli progressivamente a più bassa priorità (CH₂-CH₂-CH₃ e poi CH₂-CH₃) avviene in senso orario.

Ora vediamo cosa accade inserendo il Bromo in C1 poi C2 e infine C4

Bromurazione sul C-1

Il bromo viene sostituito a H per monobromurazione radicalica su un carbonio primario 1 che ha 2 atomi di idrogeno uguali. Questo esclude che C1 sia un secondo centro stereogeno, quindi il composto rimane attivo otticamente solo a causa del centro stereogeno in C3

Bromurazione sul C-2

In questo caso la bromurazione introduce un secondo centro stereogeno e si ottengono due isomeri non enantiomeri. Infatti le due molecole non sono speculari. Siamo in presenza di due diastereoisomeri.

Il potere rotatorio di ciascuno sarà indipendente, il valore assoluto sarà diverso e in direzione opposta rispetto all’altro.

Infine la monobromurazione sul C-4 realizza due diastereoisomeri, di cui uno è una forma meso, cioè una struttura che presenta un piano di simmetria interno, che di per sé non ha attività ottica. La miscela dei due presenta solo l’attività ottica dovuta al diastereoisomero 3R,4S.