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Clase 4: Unidad 1.2.3
Conformaciones del ciclohexano y
otros ciclos mono y disustituídos
Departamento de Química Orgánica
Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia
Universidad de San Carlos de Guatemala
Retroalimentémonos:
• Para Baeyer el ciclo menos tensionado era el
ciclopentano.
Pero la realidad es
otra…
Es decir:
No hay tensiones angulares ni estéricas, es tan
estable como una conformación alternada de
cadena larga.
Por qué el Ciclohexano es un anillo libre de tensiones
•La única forma que no posea tensión torsional es que sus
enlaces sean todos alternados.
• La única forma que el ciclohexano no posea tensión
angular es que todos sus enlaces sean iguales a 109.5o.
A qué se puede deber esto…
¿Cómo sería la estructura de la anterior
proyección de Newman?
Entonces la conformación más estable
es la de SILLA
El confórmero más estable, por no tener tensiones, es el
que se debe aprender a dibujar.
Por si no lo creen:
Sí… Es una Silla…
Cómo se dibuja el ciclohexano en su
conformación de silla:
Dibuje dos líneas paralelas una abajo y otra arriba un poco
inclinadas.
Conecte los carbonos más bajos con una “V” hacia arriba.
Conecte los dos carbonos más altos con una “V” hacia abajo.
Posiciones Axiales y Ecuatoriales
• Existen 6 posiciones Axiales y 6 posiciones Ecuatoriales
Cómo se dibuja las posiciones en el ciclohexano en su
conformación de silla:
En cada carbono hay una posición axial y una ecuatorial,
cada posición ecuatorial está alternada alrededor del anillo, y
se dibuja la de carbono 1 hacia arriba, la siguiente hacia
abajo, la siguiente hacia arriba y así sucesivamente
Cómo se dibuja las posiciones en el ciclohexano en su
conformación de silla:
Para las posiciones Ecuatoriales (enlaces en rojo con “bolas”
azules) Se dibujan así: en el carbono donde haya un enlace
axial apuntando hacia arriba, se dibuja un enlace ecuatorial
apuntando hacia abajo y cuando se encuentre un enlace axial
apuntando hacia abajo se dibuja un enlace ecuatorial hacia
arriba
Cómo se dibuja las posiciones en el ciclohexano en su
conformación de silla:
¿Sólo existirá la conformación de silla?
Existe el confórmero de bote o de barca, la proyección de
Newman del confórmero de Bote del ciclohexano y el de
bola y palos, muestra enlaces eclipsados.
Más acerca del confórmero de bote
Escuela de Vacaciones
Interconversión entre confórmeros
Cuando un confórmero de silla se invierte, entonces los enlaces
axiales en un confórmero de silla pasan a un enlace ecuatorial en
la otra y los enlaces ecuatoriales en un confórmero de silla pasan
a enlaces axiales en el otro confórmero. Conservan la dirección.
Análisis conformacional del ciclohexano
Escuela de Vacaciones
Ambos se interconvierten
Escuela de Vacaciones
Ejercicios
¿Cuál es el orden decreciente de estabilidad para los
siguientes confórmeros?
a) Silla > Semisilla > Bote retorcido
b) Silla > Bote retorcido > Semisilla
c) Bote retorcido > Semisilla > Silla
d) Semisilla > Bote retorcido > Silla
Ejercicios
Axiales
Posiciones____________
Ecuatoriales
Posiciones____________
Un ejercicio más
• Clasifique los grupos como hacia arriba o
hacia abajo. Y enlaces axiales o ecuatoriales:
Conformaciones del Ciclohexano monosubstituido
Cuando se sustituye un hidrógeno por una cadena carbonada, se
tiene tres posibles confórmeros.
Cuál de estos confórmeros es el más estable?
Metilo axial = Tensión Torsional (gauche)
Cuál de estos confórmeros es el más estable?
Metilo Ecuatorial = anti
La conformación con el metilo ecuatorial es
más estable.
Hay otro factor a tomar en cuenta:
En la conformación axial hay un impedimento estérico
a tomar en cuenta y es el 1,3-diaxial y se da por la
cercanía de los hidrógenos con el metilo.
Isomería en Ciclos
• Los ciclos tienen rotación restringida por ello
poseen isomería Geométrica:
CH3
CH3
CH3
CH3
CIS-1,3-dimetilciclopentano
TRANS-1,3-dimetilciclopentano
Entonces:
• Trans: significa de lados opuestos, es decir los
sustituyentes están del lado opuesto.
• Cis: significa vecinos, o del mismo lado, es
decir los sustituyentes están del mismo lado
del plano.
• OJO. No se puede hablar de isomería
geométrica si dos sustituyentes están en el
mismo carbono.
Ejemplo:
• Quién es el cis y quién es el trans:
CIS-1,2-dimetilciclopropano
TRANS-1,2-dimetilciclopropano
Representación de
Cuñas
• Se puede colocar de una forma plana, se dibuja un hexágono y
luego se coloca cuñas rellenas para sustituyentes hacia arriba y
cuñas discontinuas para sustituyentes hacia abajo:
Otra forma de Verlo:
• Podemos representar a los ciclos en forma de cuñas
también
TRANS
CIS
TRANS
CIS
Ejercicio
• Dibuje la conformación más estable del Cis 1,3dimetilciclohexano, y represéntelo en su forma más
estable.
Conformaciones del Ciclohexano disustituido
Isómero Cis- 1,3- dimetil ciclohexano.
Más
estable
Diaxial = desfavorable
diequatorial = muy favorable
Los sustituyentes voluminosos prefieren las
posiciones ecuatoriales
Conformaciones del Ciclohexano disustituido
Isómero Trans- 1,3- dimetil ciclohexano.
Misma energía
axial-ecuatorial
axial-ecuatorial
Conformaciones del Ciclohexano disustituido
Isómero Cis 1,2- dimetilciclohexano.
axial CH3
H
Igual energía
CH3
H
ecuatorial
axial-ecuatorial
axial
CH3
ecuatorial
CH3
H
H
axial-ecuatorial
Conformaciones del Ciclohexano disustituido
Isómero Trans- 1,2- dimetilciclohexano.
axial CH3
Más estable
H
H
axial CH3
diaxial = Alta
Energía
H
ecuatorial
ecuatorial CH3
CH3
H
diecuatorial =
Baja energía
Qué pasa con el Trans- 1,4 dimetilciclohexano?
Lo más estable es tener a los grupos
voluminosos en posiciones ecuatoriales
Qué pasa con el Cis- 1,4 dimetilciclohexano?
Tienen la misma energía ya que ambos son
ecuatorial- axial
Ejercicio de Pizarra
• El siguiente es un isómero del 1,2,4trimetilciclohexano, dibuja el confórmero de
silla más estable:
Cuál es el isómero más estable del 1,2
dimetilciclohexano, el cis o el trans? Explique.
El isómero trans es más estable porque:
• Se
puede
dar
la
conformación
diecuatorial donde no hay interacción
1,3-diaxial.
• El isómero Cis tiene un metilo que posee
un impedimento 1,3-diaxial
Dibuje la conformación más estable del trans 1etil-3-metilciclohexano.
CH2CH3
H
CH3
H
ecuatorial
axial
Más estable
ecuatorial
H
CH3
axial
CH2CH3
H
El grupo voluminoso es más estable en la posición
ecuatorial.
Un poco de Aplicación
• La conformación más estable puede ayudar a
encontrar la estructura de un fármaco:
Forma, geometría y funcionalidad química precisas y complementarias!
Referencias
• http://www.youtube.com/watch?v=cdSxAdO
VQG0Cicloalkanes
• http://www.youtube.com/watch?v=hs5N4xl
hKL4
• http://www.youtube.com/watch?v=YqXHMis
CFV4
• McMurry, J. Química Orgánica. 6ª. Edición.
Thompson. 2004
• Wade, L.G. Química Orgánica. 5ª. Edición.
• Carey,F. Química Orgánica. 5ª. Edición.