¿Los isómeros conformacionales (rotámeros) tienen diferentes propiedades debido a sus diferentes disposiciones espaciales?

Las respuestas anteriores de Vadim Soloshonok y Pete Gannett parecían apuntar a los rotámeros convertidos a diferentes isómeros ópticos por la rotación de enlaces simples, y cómo se compararían sus propiedades. Pero no estoy seguro de que la pregunta original estuviera preguntando sobre eso. Interpreté que la pregunta era más acerca de las propiedades de las diferentes conformaciones de los compuestos con enlaces simples que giran libremente, en el caso más simple, algo así como las conformaciones anti, gauche y eclipsado del butano; o en casos ligeramente más complejos, diversas conformaciones de silla y bote de ciclohexanos sustituidos.

Sí, estos tendrían (en teoría) propiedades diferentes, pero para los compuestos simples de unión simple que rotan libremente, es muy difícil demostrar las diferencias porque las conformaciones se interconvierten tan rápidamente.

Si acepta que el desplazamiento químico de RMN se puede usar como un sustituto de las propiedades químicas, entonces la RMN puede demostrar las diferencias. Un espectro de RMN tomado a una temperatura suficientemente baja para “congelar” la rotación mostrará picos separados para los confórmeros anti y gauche, lo que indica que los mismos átomos de hidrógeno están en diferentes entornos químicos en diferentes rotámeros.

Llevando la complejidad a un extremo, el plegamiento de proteínas es otro ejemplo de isomería conformacional. Y existe una amplia evidencia experimental de que las proteínas mal plegadas tienen propiedades drásticamente diferentes de las plegadas correctamente.

Creo que la pregunta debería ser:
¿Los isómeros conformacionales (rotámeros) tienen diferentes propiedades debido a sus diferentes disposiciones espaciales?
o
¿Los isómeros conformacionales (rotámeros) tienen las mismas propiedades a pesar de sus diferentes disposiciones espaciales?
De todos modos, la respuesta es: los rotámeros son estereoisómeros que poseen diferentes conformaciones. (Si las conformaciones son relativamente estables, llamaron configuraciones), de nuevo todos se llaman estereoisómeros. Cuando diferentes estereoisómeros reaccionan con compuestos que no son capaces de estereoisomerismo, muestran la misma reactividad; pero cuando reaccionan con compuestos que también tienen estereoisómeros, muestran diferente reactividad. Los estereoisómeros se pueden distinguir solo por estereoisómeros.

Sé de al menos una situación en la que esto es cierto, pero es un esfuerzo demostrar que los isómeros de conformación tienen diferentes propiedades. Un ejemplo de lo que estoy hablando es 2, 2′-dinitro-6,6′-dicarboxilbifenilo. El volumen estérico de los grupos y la proximidad entre sí hace que la interconversión conformacional sobre el enlace bifenilo sea muy difícil. Ambos rotámeros son quirales con rotaciones ópticas opuestas, diferentes propiedades. No conozco ningún caso en el que existan diferencias en la propiedad física conocida (p. Ej., Punto de fusión, etc.) entre los rotámeros. Puede haber pero serían difíciles de cuantificar. Las barreras de energía entre los rotámeros suelen ser bastante bajas, por lo que a temperaturas cercanas a la fusión / ebullición, la interconversión sería rápida y verás un promedio.