Diastereoselectividad: definición, mecanismo y ejemplo

La escalera doble

Imagínese una casa con una escalera doble que conduce a ella. Un grupo de personas necesita entrar a la casa y puede tomar cualquiera de las escaleras. La mayoría de las veces se utilizan ambas escaleras, pero a veces sucede algo que hace que una escalera sea preferida a otra.

En una reacción química, cuando se prefiere una escalera (o diastereoisómero) sobre otra, se trata de una reacción diastereoselectiva . Existen varios métodos diferentes mediante los cuales puede ocurrir una reacción diastereoselectivamente.

Hidrógeno en el mismo lado

Mirando nuestra escalera, digamos que afuera estaba lloviendo y compartías un paraguas con tu amigo. En este caso, aunque podría elegir escaleras opuestas, probablemente elija las mismas escaleras, porque ustedes dos están atados con el paraguas. Esto es similar al método diastereoselectivo por el cual los átomos de hidrógeno se colocan en el mismo lado de un enlace.

El producto preferido está marcado en rojo

Podemos agregar hidrógeno a un doble enlace, reduciéndolo a un enlace simple. Al usar un catalizador metálico con los átomos de hidrógeno recubiertos, los átomos de hidrógeno se pueden agregar al doble enlace. Sin embargo, dado que los átomos de hidrógeno se recubren sobre la superficie del metal, no tienen libertad para girar alrededor de la molécula para agregarlos a cualquier lado de la molécula. Por lo tanto, deben agregarse al mismo lado de la molécula. Esto significa que aunque, teóricamente, hay dos diastereómeros posibles, típicamente solo se crea uno en la reacción.

El hidrógeno está unido entre sí, por lo que necesita atacar a la molécula del mismo lado.

Bromo en lados opuestos

Ahora, echemos un vistazo a la escalera. Digamos que un lado estaba completamente bloqueado por otra persona y que no se movían en ninguna parte. Probablemente tomaría la escalera opuesta. Este es el caso de la adición de bromo a los lados opuestos de una molécula.

El bromo se puede agregar en el mismo lado o en lados opuestos, pero se prefieren los lados opuestos

Cuando el bromo reacciona, el primer bromo forma un enlace con ambos átomos de carbono, bloqueando completamente este lado de la molécula del ataque. Entonces, el segundo bromo debe atacar desde el lado opuesto. Esto significa que se selecciona principalmente el diastereoisómero con los bromos en dos lados opuestos.

Podemos ver que el primer bromo bloquea la parte superior del ataque, por lo que el segundo bromo debe agregarse a la parte inferior.

Atracción el uno al otro

Ahora, imaginemos que su estrella de cine favorita estaba sentada a la mitad de una de las escaleras. Lo más probable es que no desaproveches la oportunidad de ir a saludar a tu ídolo, por lo que preferirás elegir esa escalera sobre la otra. Esta es la situación cuando se agrega una cadena de carbono a una molécula. Técnicamente, puede agregarse a cualquier lado, pero elige preferentemente el lado que ya tiene una cadena de carbono, porque es atraído por otras cadenas de carbono.

Se prefiere el diastereoisómero que pone el grupo etilo en el mismo lado que el grupo metilo.

En este ejemplo, la molécula comienza con un grupo metilo apuntando hacia afuera. El grupo etilo también se agrega preferentemente desde el lado frontal, porque es atraído por el grupo metilo, por lo que está en ese lado cuando ocurre la reacción.

Resumen de la lección

Las reacciones diastereoselectivas ocurren cuando un diastereoisómero ocurre con más frecuencia que otro en una reacción. Esto puede ocurrir debido a que dos átomos están conectados entre sí. O puede ocurrir debido a que algo bloquea un lado para que no sea atacado. O puede ocurrir porque el reactivo es atraído por una molécula en el lado al que ataca.