Efecte estérico
El efecte estérico (o efecte de l'orientació) és un efecte descrit en la química orgànica causat per l'influència del volum d'un grup funcional d'una molècula en el curs d'una reacció química, en la conformació o en les interaccions intermoleculars d'una molècula. El terme va ser utilisat per primera volta en 1894 per Viktor Meyer, que ho va falcar en observar que algunes reaccions són molt llentes quan en l'àrea de la reacció hi ha grans àtoms o grups. Cal tindre en conte que, per a que es produïxca una reacció entre dos molècules, estes deuen colisionar de manera que la seua orientació relativa siga la correcta.[1]
Este fenomen també s'observa quan un sustituyente unit influïx en àtoms o grups dins de la cadena principal, alterant certes propietats del compost, incloent la seua volatilitat i punt d'ebullició.[2]
Classes d'efectes estéricos
[editar | editar còdic]Impediment estérico
[editar | editar còdic]
L'efecte es produïx quan el volum ocupat per un grup funcional o àtom en una molècula impedix que una atra part de la mateixa reaccione. Un eixemple conegut de l'impediment estérico és la conversió de cetones en una reacció de Grignard. Si s'usa vaig donar-terc-butil cetona en la reacció, la reacció es ralentisa degut a que els grups terc-butil omplin molt espai, de tal manera que es pot introduir un màxim d'un grup metilo, inclús els residus més grans ya no reaccionen en absolut. La raó d'açò és que l'estat de transició de la reacció està en un nivell d'energia molt alt, ya que els residus voluminosos es mouen molt prop un de l'atre i hi ha una repulsió electrostàtica de les capes d'electrons. Per lo tant, termodinámicament, es requerix una energia d'activació més alta per a que tinga lloc una reacció, que no es conseguix o a penes es conseguix en les condicions de reacció habituals. Açò està associat en una inhibició cinètica: si la reacció continua, es retarda per impediment estérico:
Encara que l'efecte estérico siga un problema de tant en tant, també pot ser una ferramenta molt útil: a sovint és utilisat pels químics per a modificar el comportament d'una molècula en una reacció química o detindre esta (protecció estérica). L'impediment estérico, com ya es va mencionar, també s'atribuïx a la velocitat a la que es duen les reaccions, per eixemple, a les reaccions de substitució nucleofílica alifática (bimolecular i unimolecular).[3]
Un atre efecte observable és la prevenció de la rotació al voltant d'un enllaç senzill dins d'una molècula. Per eixemple, la molècula 1,1'-bi-2-naftol (BINOL) sempre està present en una conformació retortillada per l'impediment estérico dels àtoms d'hidrogen entre els dos anells (no mostrats). És de destacar que l'impediment estérico impedix el canvi de la conformació de la mà dreta a l'esquerra, per lo que estes molècules són quirales, a pesar de que no tenen un centre quiral atòmic. Este fenomen es diu quiralidad axial.
Repulsió estérica
[editar | editar còdic]Es produïx quan un grup d'una molècula és aparentment debilitat o protegit per grups funcionals menys carregats (o en càrrega elèctrica oposta), incloent solucions d'ions (Repulsió de Debye). En alguns casos, l'àtom a interaccionar deurà buscar llocs menys protegits, lo que permet controlar quàn i en quina direcció es produirà l'interacció molecular.
Atracció estérica
[editar | editar còdic]Es produïx quan les molècules tenen formes o geometria optimisades per a les seues interaccions, en este cas, les molècules en reaccionar entre sí, la majoria de les voltes, és específica i selectiva.
Mides de l'efecte estérico
[editar | editar còdic]Valors A
[editar | editar còdic]Els valors A proporcionen una mida del gros dels sustituyentes. Són valors numèrics utilisats en la determinació de l'orientació més estable dels àtoms en una molècula (anàlisis conformacional), aixina com una representació general del volum estérico. Els valors As deriven de les medicions d'energia de les diferents conformació de ciclohexano d'un químic ciclohexano monosustituido.[4][5][6] La mida en que un sustituyente favorix la posició equatorial dona una mida del seu volum.
| Sustituyente | Valor-A |
|---|---|
| H | 0 |
| CH3 | 1,74 |
| CH2CH3 | 1,75 |
| CH(CH3)2 | 2,15 |
| C(CH3)3 | >4 |
Ànguls cònics
[editar | editar còdic]
| Lligant | Àngul (°) |
|---|---|
| PH3 | 87 |
| P(OCH3)3 | 107 |
| P(CH3)3 | 118 |
| P(CH2CH3)3 | 132 |
| P(C6H5)3 | 145 |
| P(cyclo-C6H11)3 | 179 |
| P(t-Bu)3 | 182 |
| P(2,4,6-Em3C6H2)3 | 212 |
Els ànguls cònics dels ligandos són medides del tamany dels ligandos en química de coordinació. Es definix com l'àngul sòlit format en el metal en el vèrtiç i els àtoms d'hidrogen en el perímetro del con (vore figura).
Temperatura sostre
[editar | editar còdic]La temperatura sostre () és una mida de les propietats estéricas dels monòmers que comprenen un polímero. és la temperatura a on la velocitat de polimerisació i despolimerización són iguals. Els monòmers impedits estéricamente donen polímero en baixa , que generalment no són útils.
| Monòmer | Temperatura sostre (°C)[7] | Estructura | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 1,3-butadieno | 585 | CH2=CHCH=CH2 | |||
| etileno | 610 | CH2=CH2 | |||
| isobutileno | 175 | CH2=CMe2 | |||
| isopreno | 466 | CH2=C(Em)CH=CH2 | |||
| metacrilato de metilo | 198 | - | α-metilestireno | 66 | PhC(Em)=CH2 |
| estireno | 395 | PhCH=CH2 | |||
| tetrafluoroetileno | 1100 | CF2=CF2 |
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Gillespie: op. cit., pág. 812.
- ↑ Química Orgànica I (2004)
- ↑ Wade: op. cit., pág. 226.
- ↑ Muller, P (1994). “Glossary of terms used in physical organic chemistry (IUPAC Recommendations 1994)”. Pure and Applied Chemistry 66 (5): 1077–1184. doi:.
- ↑ E.L. Eliel, S.H. Wilen and L.N. Mander, Stereochemistry of Organic Compounds, Wiley, New York (1994). ISBN 81-224-0570-3
- ↑ (1967) Topics in Stereochemistry, first edició, New York: John Wiley & Sons,Inc., p. 199.
- ↑ Stevens, Malcolm P. (1999). «6», Polymer Chemistry an Introduction, 3a edició, Nova York: Oxford University Press, pp. 193–194. ISBN 978-0-19-512444-6.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Efecto estérico» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.