Hidrogenación del careno
El careno es un producto natural que se extrae de la resina de algunas coníferas. Tiene la estructura que se indica:
Uno de los grupos metilo unidos al anillo de ciclopropano «tapa» una de las caras del doble enlace (en verde). Solo la cara opuesta al ciclopropano puede acercarse a la superficie del catalizador sin impedimento, así que la hidrogenación se produce únicamente por esa cara y da el cis-carano. Este producto es relativamente inestable, porque tiene una interacción entre los dos metilos indicados.
El trans-carano, más estable porque carece de esa interacción, no llega a formarse: la aproximación del careno al catalizador por la otra cara está fuertemente impedida por uno de los metilos del ciclopropano.
El diagrama cualitativo de energía de la reacción es este:
- Camino A: energía de activación razonable, porque el careno se acerca al catalizador por la cara menos impedida. Conduce al isómero cis, menos estable.
- Camino B: energía de activación tan alta que la reacción transcurre a una velocidad insignificante, aunque conduciría al producto trans, más estable.
El control de la reacción es cinético: el modo de aproximación de la olefina al catalizador, y no la estabilidad de los productos, condiciona el curso estereoquímico del proceso.
La fusión del ciclopropano con el anillo de seis eslabones crea dos estereocentros de configuración fija, de modo que las dos caras del doble enlace tienen entornos estéricos muy diferentes. En el careno la diferencia es tan grande, y la molécula tan rígida, que el hidrógeno se adiciona por una sola cara: es un caso de selectividad facial total.