Determinación de las configuraciones R y S de las proyecciones de Newman
¿Cómo determinar las configuraciones R y S en las proyecciones de Newman? La clave es poder convertir rápidamente las proyecciones de Newman en diagramas de líneas, y luego utilizar las conocidas reglas del CIP para determinar R/S en los diagramas de líneas.
¿Entonces cómo convertir las proyecciones de Newman en diagramas de líneas? Eso es lo que vamos a cubrir en este artículo.
Table of Contents
- Determining (R) and (S) On Newman Projections: Una buena cosa que saber para un examen de estereoquímica
- La mayoría de la gente está realmente bien en la visualización de las cosas familiares en 3-D. El problema para los principiantes en química orgánica es que las moléculas no son familiares
- Los gatos son familiares. Así que vamos a dibujar la «proyección Newman» de un gato
- La proyección Newman: Las conformaciones eclipsadas y escalonadas
- Las conformaciones eclipsadas y escalonadas se interconvierten mediante una rotación de 60° a lo largo del enlace C-C central
- Cómo convertir una proyección Newman en un diagrama de líneas
- Una hoja de trucos para pasar de un diagrama Newman a uno de líneas: Sólo Hay 4 Plantillas A Considerar
- Determinar La Configuración R y S En Las Proyecciones De Newman: Ejemplo #1
- Determinar la configuración de R y S en las proyecciones de Newman: Ejemplo #2
- Determinación de R y S en un Newman con una conformación eclipsada: Ejemplo #3.
- Conclusión: Determinación de las configuraciones R y S en las proyecciones de Newman
1. Determinación de (R) y (S) en las proyecciones de Newman
En dos posts recientes discutimos cómo utilizar las reglas de Cahn-Ingold-Prelog (CIP) para asignar (R/S) a las configuraciones de los carbonos quirales en una variedad de situaciones, tanto simples como más complejas.
Hasta ahora, todas las preguntas le han pedido que asigne (R/S) en moléculas dibujadas como diagramas de líneas de enlace, como la molécula mostrada abajo a la izquierda.
Esto está bien. Pero de vez en cuando – como en un examen, por ejemplo, pista pista – usted puede encontrar a sí mismo lanzado para un bucle. Por ejemplo, ¿cómo se determina R/S cuando la molécula se dibuja como un Newman? (abajo a la derecha)
El truco es convertir la proyección de Newman al diagrama de línea de enlace y luego asignar R/S.
Este post explica cómo hacerlo.
Este post fue co-escrito con Matt Pierce de Organic Chemistry Solutions. Pregunte a Matt sobre la programación de una sesión de tutoría en línea aquí.
2. La mayoría de las personas son en realidad bastante buenos en la visualización de las cosas familiares en 3-D. El problema para las personas que comienzan la química orgánica es que las moléculas no son familiares
Una cosa común que escucho de los estudiantes acerca de por qué la química orgánica es difícil es que dicen que tienen «un tiempo difícil la visualización de las cosas en 3D».
En realidad no creo que esto es cierto.
Creo que la mayoría de la gente está bien visualizar las cosas en 3D.
El problema es que la visualización de las moléculas no es familiar.
Dada esta hipótesis, tomemos algo que nos resulte familiar y hagamos algunos ejercicios de visualización.
Aquí hay una foto de un gato callejero de Jerusalén hambriento.
¿Podrías visualizar cómo se vería de lado?
Casi seguro, porque estás muy familiarizado con el aspecto de los gatos desde la mayoría de los ángulos.
Si tuvieras que hacer un dibujo (las figuras de palo están bien) probablemente sería algo así:
Nota que nos tomamos algunas libertades. Las patas que miran hacia nosotros están dibujadas como cuñas y las que apuntan hacia fuera son guiones.
3. La «proyección Newman» de un gato
Ahora hagamos el mismo tipo de ejercicio, pero a la inversa.
Tomemos esa figura de palo que acabamos de dibujar y tratemos de imaginar cómo se vería de frente (es decir, mirando desde la izquierda) y de espaldas (mirando desde la derecha).
Por razones que pronto se harán evidentes, vamos a añadir un poco de detalle: vamos a darle al gato unos «calcetines» de colores (naranja y azul).
Como es probable que tengas un muy buen modelo mental tridimensional de un gato, no deberías haber encontrado el ejercicio de esto demasiado difícil.
Es de esperar que hayas obtenido algo como esto, abajo. Para simplificar, he omitido dibujar los ojos
El círculo representa el cuerpo del gato, ya que las caderas delanteras y traseras se bloquean mutuamente.
Tal vez hayas notado esta útil correspondencia:
- Cuando miramos al gato desde la izquierda (es decir, de frente) los grupos dee. vista frontal) los grupos de cuñas (naranja) terminaron en el lado derecho.
- Cuando miramos al gato desde la derecha (es decir, vista posterior) los grupos de cuñas (naranja) terminaron en el lado izquierdo
4. La proyección de Newman: Conformaciones eclipsadas y escalonadas
Por supuesto, todo esto ha sido una forma indirecta de repasar la proyección de Newman, así como un ejercicio para intentar que te des cuenta de que eres mejor para visualizar las moléculas en 3-D de lo que antes podías pensar.
¡Ayuda que los gatos se mapeen en las moléculas muy bien!
Recuerda que las proyecciones de Newman son una forma conveniente de mostrar las conformaciones en las moléculas. Por ejemplo, el gato que acabamos de dibujar estaba en la conformación «eclipsada», en la que la cabeza y la cola se alinean entre sí como las agujas de las horas y los minutos de un reloj que da la medianoche. Las patas delanteras y traseras también están alineadas.
La otra conformación significativa a tener en cuenta es la conformación «escalonada», en la que los tres grupos delanteros están desplazados 60 grados con respecto a los tres grupos traseros.
5. Las conformaciones eclipsada y escalonada se interconvierten mediante una rotación de 60° a lo largo del enlace C-C central
En el ejemplo siguiente, giraremos el carbono posterior 60 grados en el sentido de las agujas del reloj (CW) con respecto al carbono anterior, a lo largo del enlace carbono-carbono central. Una vez hecho esto, observe cómo los hidrógenos verdes se han desplazado de las 12:00 a las 2:00, de las 4:00 a las 6:00 y de las 8:00 a las 10:00, respectivamente.
Cuando miramos esta molécula «escalonada» desde el lado, obtenemos un diagrama de línea de enlace en el que los enlaces en el plano de la página tienen una configuración en zig-zag (abajo a la derecha).
Si miramos este diagrama de línea de enlace «escalonado» desde la izquierda, obtenemos el Newman «escalonado», dibujado arriba a la derecha.
6. Cómo convertir una proyección de Newman en un diagrama de líneas
Entonces, ¿cómo convertimos un diagrama de Newman en un diagrama de líneas de bonos? Esta sección recorrerá todos los pasos.
Lo primero que hay que reconocer es que en los diagramas de línea de enlace sólo hay 4 posibles patrones que seguirán los enlaces en el plano de la página.
Hay dos posibles formas de «zig-zag», que corresponden a la conformación «escalonada», y también hay dos posibles «formas de C» que corresponden a la conformación «eclipsada». .
Si miramos desde la izquierda en cada uno de esos 4 patrones de diagrama de líneas, podemos ver que cada uno genera un patrón de proyección de Newman diferente.
Hay 4 patrones de proyección de Newman:
- frente abajo/atrás,
- frente arriba/atrás,
- frente arriba/atrás,
- y frente abajo/atrás.
Ahora que hemos visto cómo funcionan los patrones en la dirección de avance, vamos a aplicar estos patrones en la dirección inversa.
7. Una hoja de trucos para pasar de un Newman a un diagrama de líneas: Sólo hay 4 plantillas a tener en cuenta
Usando estas plantillas, podemos tomar cualquier proyección de Newman y trabajar hacia atrás para obtener la plantilla de línea de enlace correspondiente, y luego dibujar en los guiones y cuñas.
Aquí están los 4 patrones de proyección de Newman, convertidos en diagramas de línea. (A la derecha, verás cómo se ve cuando se inclina 30°). 
Una cosa importante a tener en cuenta. Como vimos con el gato, cuando miramos desde el lado izquierdo de la molécula:
- todos los grupos de la derecha (R) se convierten en cuñas, y
- todos los grupos de la izquierda (L) se convierten en guiones
Si sigues con la pauta de mirar la molécula desde la perspectiva de la izquierda, entonces todo lo que necesitas recordar es dibujar las cuñas en el lado derecho del diagrama de Newman.
8. Determinación de la configuración R y S en las proyecciones de Newman: Ejemplo #1
Apliquemos esto a algunos ejemplos específicos.
Primero, asignemos R/S a un Newman dibujado en una conformación escalonada con un solo estereocentro.
Este está dibujado como (frente arriba, atrás abajo) así que usaremos la Plantilla #2 de arriba.
En este ejemplo dibujamos la plantilla escalonada (frente arriba, atrás abajo) y luego rellenamos los enlaces. Observe que los grupos a la derecha del Newman (Br y CH3) se unieron a cuñas en el diagrama de líneas.
Debería obtener (R) como configuración.
9. Determinación de la configuración R y S en las proyecciones de Newman: Ejemplo #2
A continuación, volvamos a hacer nuestro ejemplo original (2-bromo-3,4-dimetil pentano).
También está dibujado en la conformación escalonada (frente abajo, atrás arriba). Por lo tanto, aquí utilizaremos la plantilla nº 1.
Usando el mismo método, debería obtener (R) para el estereocentro que contiene Br y (S) para el estereocentro en el carbono #3. Para los detalles de cómo se hizo esto, aquí está la imagen.
10. Determinación de R y S en un Newman con una conformación eclipsada: Ejemplo #3.
¿Y si la molécula está en una conformación eclipsada? Pruebe esto.
Esto sigue el patrón (delante abajo, detrás abajo), así que siga la Plantilla #4
Debería obtener (3R, 4R). Para ver los detalles de cómo se hizo, haga clic aquí.
Conclusión: Determinación de las configuraciones R y S en las proyecciones de Newman
Si puedes visualizar cómo sería un gato de frente y de lado, entonces deberías ser capaz de convertir una proyección de Newman en un diagrama de líneas. Este es el primer paso para determinar la R/S en una proyección de Newman.
Saber que sólo hay unas pocas plantillas lo hace más fácil.
Una vez que lo haga suficientes veces, ni siquiera necesitará las plantillas, y puede que descubra que es más fácil hacerlo en su cabeza.