Desajuste del plano de simetría frente a la definición del Libro de Oro para un carbono pseudochiral

Question

Aquí está el pentano-2,3,4-triol:

A primera vista, sin decidir las configuraciones en cada carbono quiral, podemos ver claramente que esta molécula tiene un plano de simetría perpendicular al plano del papel y que pasa por el $\ce{-OH}$ y $\ce{-H}$ en el tercer átomo de carbono.

Sin embargo, si luego nos sentamos a calcular la configuración R/S en los carbonos 2 y 4, encontramos que son R y S respectivamente. Por lo tanto, siguiendo la definición de carbono pseudochiral, dada en Libro de Oro como:

un átomo de carbono coordinado tetraédricamente unido a cuatro entidades diferentes, dos y sólo dos de las cuales tienen la misma constitución pero sentido de quiralidad opuesto.

deducimos que el tercer carbono es efectivamente pseudociral. Esto lo confirma ChemSketch, que genera el nombre del compuesto anterior como "(2R,3s,4S)-pentano-2,3,4-triol".

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Así, hemos observado que utilizando el plano de simetría para comprobar la quiralidad, acabamos declarando que el 3er carbono es aciral, lo que hace que la molécula sea ópticamente inactiva. Sin embargo, si utilizamos la definición del Libro de Oro, acabamos declarando que el 3er carbono es pseudociral, lo que hace que la molécula sea ópticamente activa.

Otro hecho que confirma que la molécula es ópticamente activa es que existen dos isómeros, de dos configuraciones opuestas del átomo de carbono central - (2R,3s,4S)-pentano-2,3,4-triol y (2R,3r,4S)-pentano-2,3,4-triol. Estas son sus estructuras:

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He examinado aquí varias cuestiones sobre la pseudochiralidad, pero no he podido resolver este enigma. Creo que estoy utilizando un dato erróneo o una inferencia equivocada, pero sea lo que sea, soy incapaz de entenderlo, y por eso necesito ayuda para resolver el enigma.

Answer 1

El Definición del Libro de Oro para un mesocompuesto es

el miembro o miembros acirales de un conjunto de diastereoisómeros que también incluye uno o más miembros quirales.

Así, un mesocompuesto tiene subconjuntos quirales. Aquí tendríamos tres de estos subconjuntos:

1. Carbono más a la izquierda (2R)
2. El más central (pseudochiral 3S)
3. El carbono más a la derecha (4S)

Aunque el carbono más central es pseudociral, el plano de simetría sigue existiendo. El compuesto sigue siendo meso, aciral.

La nomenclatura sólo sirve para nombrar un compuesto.

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Las dos moléculas siguientes son diastereómeros, no enantiómeros.

Answer 2

En los ejemplos que he visto, se utiliza una (r) o (s) pequeña para el carbono pseudociral en lugar de (R) o (S). Por ejemplo, véase esta sección en Wikipedia. Eso significa que no se trata de un estereocentro real. Pero tenemos que asignar algo porque hay estereoquímica intrínseca porque tiene estereoquímica relativa con los dos sustituyentes enantioméricos, y cambiar el centro produce diastereómeros. Como has señalado, la razón por la que es un pseudocentro es porque no puede ser un centro estereogénico completo por simetría.

Answer 3

(2R,3s,4S)-Pentan-2,3,4-triol es un mesocompuesto debido al plano de simetría. C2 y C4 son quirotópicos y estereogénicos. De ahí la designación R/S. El C3 es ACIROTÓPICO y estereogénico (pseudoasimétrico). De ahí la "s" minúscula (C ₃ -OH>C ₂ -R>C ₄ -S>H, que son las prioridades del PIC). La inversión de C3 conduce a un nuevo meso diastereómero (2R,3r,4S) que tiene la misma quirotopicidad y estereogenicidad en los tres centros que el triol original. Para invocar los enantiómeros se necesita el par (2R,4R) y (2S,4S). El C3 en cada uno de estos enantiómeros no tiene designación (no estereogénico y quirotópico) porque la inversión devuelve el mismo enantiómero. Para una discusión de la estereogenicidad y la quirotopía en lugar de la "pseudoasimetría", véase Mislow, K. y Siegel, J., J. Am. Chem. Soc. , 1984 , 106 , 3319 .

Answer 4

Los centros pseudoasimétricos son estereogénicos pero aciritópicos. Ahora, el tercer carbono es un centro pseudoasimétrico. Tiene estereogenicidad sólo cuando los dos grupos son diferentes en la configuración. Nótese que he utilizado la palabra estereogenicidad, y no quiralidad, porque cualquiera que sea la configuración de los dos $\ce{CH(OH)CH3}$ grupo puede ser el 3er carbono no induce actividad óptica o quiralidad en la molécula. Por eso es un pseudo Sin embargo, asimétrico centro (En el sentido de que tiene 4 grupos diferentes).

Así que la configuración que has dado es obviamente meso, pero en conjunto si ignoras la estereoquímica en la estructura entonces para este compuesto tienes 4 isómeros: 2 ópticamente activos y dos meso (estos dos compuestos meso surgen del 3er carbono que es estereogénico)