Enantiómero

Moléculas quirales:imagen especular no superponible de las manos. A la derecha, unaminoácidonaturallevógiro(-)= el plano de la luz polarizada rota hacia la izquierda, y en la mano izquierda uno dextrógiro (+).

Dos enantiómeros o isómeros ópticos de uncompuesto orgánicoconcarbonos asimétricos,laglucosa

Enquímica,losenantiómeros(delgriego'ἐνάντιος', enántios, "opuesto", y 'μέρος', méros, "parte" o "porción" ), también llamadosisómeros ópticos,son una clase deestereoisómerostales que en la pareja de compuestos la molécula de uno es imagen especular de la molécula del otro y no son superponibles. Cada uno de ellos tiene, en su nombre, la letra correspondiente:R(del latínrectus,derecho) oS(del latínsinister,izquierdo).​ Los compuestos enantiopuros son muestras que poseen, dentro de los límites de detección, solo una de las dos moléculas quirales.​

Propiedades

Las dos formas enantiómeras tienen las mismaspropiedades físicasexcepto la interacción con laluz polarizadaen un plano. Puede ser que unisómerodesvíe el plano de polarización hacia la derecha, mientras el otro isómero lo desvíe en la dirección contraria; sin embargo, esta propiedad óptica no está relacionada en absoluto con el tipo de enantiómero, es decir, si la molécula es un enantiómero D o L, sino con el carácterlevógiroodextrógirode la molécula; pudiendo ser L-dextrógiro o L-levógiro o un D-dextrógiro o D-levógiro.

Los dos enantiómeros de latalidomida:la (R)-(+)-talidomida es sedante y no teratógena; su isómero óptico, la (S)-(–)-talidomida presenta acciónteratógena.​

También tienen las mismaspropiedades químicas,excepto si reaccionan con otras moléculas quirales. De hecho, los enantiómeros son moléculasquirales.Por eso, presentan actividad biológica muy diferente ya que la mayoría de las moléculas presentes en los seres vivos son quirales. Por ejemplo, la R(-)adrenalina es más potente que la S(+)adrenalina.​

La mezcla en cantidades equimolares de cada enantiómero en una disolución se denominamezcla racémica,o racemato. Las mezclas racémicas son ópticamente inactivas debido a que los efectos polarizantes de cada enantiómero se anulan con los del enantiómero complementario. Si un enantiómero (R) polariza la luz 20º hacia la derecha, el enantiómero (S) la polarizará 20º hacia la izquierda.

Se obtienen mezclas racémicas como producto de algunas reacciones químicas. Son especialmente frecuentes en los casos que presentan intermediarios de geometría plana, cuando la probabilidad de que un reactivochoquecon la molécula por un lado es igual a la probabilidad de que choque por el otro. En el caso de reactivos orgánicos, un carbono puede adoptar geometría plana si tienehibridación sp²o si se trata de uncarbocatión.En el siguiente caso se ilustra la reacción de un carbocatión plano con aniones bromuro, para dar [(2R)-2-bromobutan-2-il]benceno y [(2S)-2-bromobutan-2-il]benceno en cantidades idénticas:

El producto es, por tanto, una mezcla racémica. Los mecanismos de reacciónE1yS_N1producen intermediarios catiónicos, lo que suele dar lugar a racematos. No suele ser de interés sintético, pues si nos interesa un solo enantiómero tendríamos que descartar la mitad de los productos obtenidos.

Polarímetropara medidas derotación específica.

Características

Las moléculas que contienen unestereocentro(carbono asimétrico,centro esterogénico o centro quiral) siempre son ópticamente activas (quirales). Aunque esto no es cierto necesariamente para algunas moléculas con más de un estereocentro. Este es el caso de las formasmeso. Los enantiómeros tienen las mismas propiedades químicas y físicas, a excepción de su respuesta ante la luz polarizada (actividad óptica). Por ello se los denominaisómeros ópticos.

Las moléculas aquirales, sin estereocentros, son ópticamente inactivas.

La rotación específica de la luz polarizada, que se mide por medio de unpolarímetro,es una propiedad física característica de la estructura de cada enantiómero, de su concentración y del disolvente empleado en la medición.

${\left[\alpha \right]}_{D}^{25^{\circ }}$

La medida de la rotación específica indica la composición enantiomérica del producto.

Enantiómero	Rotación específica	Imagen	Enantiómero	Rotación específica
(-)-2-Bromobutano	-23.1º		(+)-2-Bromobutano	+23.1º
Ácido (-)-2-aminopropanoico (L)-(–)-Alanina	-8.5º		Ácido (+)-2-aminopropanoico (D)-(+)-Alanina	+8.5º
Ácido (+)-2-hidroxipropanoico Ácido (+)-láctico	+3.8º		Ácido (-)-2-hidroxipropanoico Ácido (–)-láctico	-3.8º
(R)-(+)-Limoneno	+94.º		(S)-(–)-Limoneno	-94.º

Representación

En la proyección de Fischer, losenlaceshorizontales apuntan hacia delante y los enlaces verticales apuntan hacia atrás.

Por comodidad, los enantiómeros se suelen representar mediante laproyección de Fischer.Ésta consiste en imaginar que se observa lamoléculade tal manera que dos de los enlaces (representados horizontalmente) están hacia adelante y los otros dos (representados verticalmente) hacia atrás. De esta forma se constituye una especie de cruz, con el carbono asimétrico en el centro, mostrándose como la intersección de las líneas. Los grupos que se encuentren en la línea horizontal (X, Z) están hacia delante, y los verticales (W, Y) en la parte de atrás.

Nomenclaturas

Formas dextro y levo

Enantiómeros.

Un enantiómero que rota el plano de la luz polarizada hacia la derecha (en el sentido de las agujas del reloj), se dice que esdextrorrotatorio,dextrógiroo unaforma dextro,y suele colocársele al nombre de este una letra "de" minúscula (d), o un signo positivo (+). Si lo hace hacia la izquierda, eslevorrotatorio,levógiroo unaforma levo,y suele colocársele como prefijo al nombre una letra "ele" minúscula (l), o un signo negativo (–​). La única forma de saber si es el enantiómero l o el d es experimentalmente.

Nomenclatura D-L

Se parte de laproyección de Fischer:se proyecta la molécula sobre el plano del papel con las siguientes condiciones:

1. Lacadena carbonadase sitúa en vertical, con los grupos que la integran en dirección a la parte posterior del plano.
2. La cadena se orienta con la parte másoxidadahacia arriba y la másreducidahacia abajo.
3. Los sustituyentes que no integran la cadena carbonada quedan horizontales y están dirigidos hacia la parte anterior del plano.​

Cuando se aplica este convenio, llamamosisómero Dal que presenta el grupo funcional a la derecha desde el punto de vista del observador, y llamamosisómero Lal que lo tiene hacia la izquierda.

• en laspentosasyhexosas,se considera grupo funcional al grupo OH del penúltimo carbono (por ser el carbono asimétrico más alejado del grupo aldehído o cetona)
• en losaminoácidosse considera grupo funcional algrupo amino(NH₂) del segundo carbono (carbono a,también llamadocarbono α)

Nomenclatura R-S

Ejemplo de aplicación de lasreglas de Cahn-Ingold-Prelog.

Una forma no experimental para nombrarlos es la que sigue lasreglas de Prelog-Ingold-Cahn:Consiste en numerar a los grupos o átomos enlazados al carbono asimétrico, de acuerdo a su prioridad (el número 1 al más importante y el 4 al de menor importancia), si según el orden de las manecillas del reloj (sin contar al de menor importancia) este sigue su misma dirección se coloca una erre mayúscula (R), mientras que si es en sentido contrario a las agujas del reloj una ese minúscula (s). En el caso de que el grupo o átomo con menor prioridad se encuentre adelante según la proyección de Fisher (en la horizontal), se considera que se está viendo desde atrás de la molécula, por lo que se considera al revés. En otras palabras si según Prelog-Ingold-Cahn, es R se debe considerar como S. En el caso en que exista más de un carbono asimétrico debe colocarse junto a la letra R o S, el número del carbono correspondiente.

La prioridad del átomo es definida en primera instancia por su número atómico o peso atómico en orden creciente (normalmente el de menor prioridad resulta ser un hidrógeno), y en segunda instancia por el número atómico de los átomos a los que está enlazado, considerando dobles enlaces como si estuviera unido a dos de esos átomos y de manera análoga los triples enlaces como si estuviera unido a tres de esos átomos. No existe ninguna relación entre si resulta ser el enantiómero R o S o si el plano de luz polarizada es desviada a la izquierda o a la derecha. Existen indistintamente enantiómeros R que desvían a la izquierda o a la derecha y con el S lo mismo. La razón es que Levo o Dextro se determina experimentalmente y la R y S es un criterio con normas teóricas impuestas artificialmente.

Separación de enantiómeros

La separación de enantiómeros presentes en una mezcla racémica se denominaresolución.Los métodos de resolución más utilizados son:

• Laresolución químicaconsiste en la separación de los enantioméros mediante la conversión de la mezcla racémica en una mezcla de diastereoisómeros. Para ello, la mezcla de enantiómeros se hace reaccionar con un compuesto quiral, denominadoagente de resolución,de modo que los enantiómeros se transforman endiasteroisómeros,los cuales se pueden separar mediantedestilación,cristalizaciónocromatografía.Una vez separados, se procede a la eliminación del agente de resolución para obtener cada uno de los enantiómeros puros.

• Laresolución cromatográficase basa en la utilización de técnicas decromatografíaempleando como fase estacionaria un compuestoquiral.La separación se sustenta en la diferente interacción de ambos enantiómeros con la fase estacionaria quiral. El enantiómero que forma complejos más estables con la fase estacionaria quiral se mueve más lentamente que el enantiómero que forma complejos menos estables; como resultado, eluyen a diferentes velocidades y se separan a lo largo de la columna.

Véase también

• Isomería.
• Quiralidad.
• Diastereoisómero.
• Nomenclatura D-L.
• Configuración absoluta R-S.

Referencias

• Datos:Q494483
• Multimedia:Enantiomers/Q494483