Configuración absoluta
La configuración absoluta se refiere a la disposición espacial de los átomos dentro de una entidad (o grupo) molecular quiral y su descripción estereoquímica resultante . [1] La configuración absoluta suele ser relevante en moléculas orgánicas, donde el carbono está unido a cuatro sustituyentes diferentes . Este tipo de construcción crea dos posibles enantiómeros . La configuración absoluta usa un conjunto de reglas para describir las posiciones relativas de cada enlace alrededor del átomo central quiral. El método de etiquetado más común utiliza los descriptores R o S se basa en las reglas de prioridad de Cahn – Ingold – Prelog. R y S se refieren a Rectus y Sinister , respectivamente, que en latín significan derecha e izquierda.
Las moléculas quirales pueden diferir en sus propiedades químicas, pero son idénticas en sus propiedades físicas, lo que puede dificultar la distinción de enantiómeros. Las configuraciones absolutas para una molécula quiral (en forma pura) se obtienen con mayor frecuencia mediante cristalografía de rayos X , aunque con algunas limitaciones importantes. Todas las moléculas quirales enantioméricamente puras cristalizan en uno de los 65 grupos Sohncke (grupos espaciales quirales). Las técnicas alternativas incluyen la dispersión rotatoria óptica , el dicroísmo circular vibratorio , la espectroscopia ultravioleta-visible , el uso de reactivos de desplazamiento quiral en la RMN de protones y la formación de imágenes de explosión de Coulomb. [2] [3]
Hasta 1951, no fue posible obtener la configuración absoluta de compuestos quirales. [4] En algún momento se decidió que el (+) - gliceraldehído era el enantiómero D- . [ cita requerida ] La configuración de otros compuestos quirales se relacionó entonces con la del (+) - gliceraldehído por secuencias de reacciones químicas . Por ejemplo, la oxidación de (+) - gliceraldehído ( 1 ) con óxido de mercurio da (-) - ácido glicérico ( 2 ), una reacción que no altera el estereocentro. Por tanto, la configuración absoluta del (-) - ácido glicérico debe ser la misma que la del (+) - gliceraldehído. Ácido nítrico[ cita requerida ] oxidación de (+) - isoserina ( 3 ) da (-) - ácido glicérico, estableciendo que (+) - isoserina también tiene la misma configuración absoluta. La (+) - isoserina se puede convertir mediante un proceso de bromación en dos etapas [ cita requerida ] y reducción de zinc para dar (-) - ácido láctico , por lo tanto (-) - ácido láctico también tiene la misma configuración absoluta. Si una reacción diera el enantiómero de una configuración conocida, como lo indica el signo opuesto de rotación óptica, indicaría que la configuración absoluta está invertida.
En 1951, Johannes Martin Bijvoet utilizó por primera vez en cristalografía de rayos X el efecto de dispersión anómala , que ahora se conoce como dispersión resonante , para determinar la configuración absoluta. [5] El compuesto investigado fue (+) - tartrato de rubidio de sodio y de su configuración ( R , R ) se dedujo que la suposición original para (+) - gliceraldehído era correcta.
A pesar del tremendo y único impacto en el acceso a las estructuras moleculares, la cristalografía de rayos X plantea algunos desafíos. El proceso de cristalización de las moléculas diana requiere mucho tiempo y recursos, y no se puede aplicar a sistemas relevantes de interés como muchas biomoléculas (algunas proteínas son una excepción) y catalizadores in situ . Otra limitación importante es que la molécula debe contener átomos "pesados" (por ejemplo, bromo) para mejorar la dispersión. [6] Además, las distorsiones cruciales de la señal surgen de la influencia de los vecinos más cercanos en cualquier estructura cristalina y de los disolventes utilizados durante el proceso de cristalización .
Recientemente, se han introducido técnicas novedosas para investigar directamente la configuración absoluta de moléculas individuales en fase gaseosa, generalmente en combinación con cálculos teóricos de la mecánica cuántica ab initio , superando así algunas de las limitaciones de la cristalografía de rayos X. [7]
