Clase 4: Conformaciones de ciclos mono y disustituidos

Transcripción

1 Clase 4: Conformaciones de ciclos mono y disustituidos Departamento de Química Orgánica Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia Universidad de San Carlos de Guatemala

2 Conformaciones del Ciclohexano monosustituido Cuando se sustituye un hidrógeno por una cadena carbonada, se tiene tres posibles confórmeros.

3 Cuál de estos confórmeros es el más estable? Metilo axial = Tensión Torsional (gauche)

4 Cuál de estos confórmeros es el más estable? Metilo Ecuatorial = anti La conformación con el metilo ecuatorial es más estable.

5 ay otro factor a tomar en cuenta: En la conformación axial hay un impedimento estérico y es el 1,3-diaxial y se da por la cercanía de los hidrógenos con el metilo.

6 Otros cicloalcanos disustituidos También presentarán isomería geométrica cuando los sustituyentes estén unidos a carbonos diferentes. Debe analizarse cada isómero por separado, igual que en el caso del ciclohexano. Recuerde que en el caso de ciclos de 3 a 5 carbonos, el anillo se encuentra en una única conformación.

7 Isomería en Ciclos Los ciclos tienen rotación restringida por ello poseen isomería Geométrica: C 3 C3 C 3 C 3 Cis-1,3-dimetilciclopentano Trans-1,3-dimetilciclopentano

8 Los grupos metilo se eclipsan mutuamente. Relación espacial syn Los grupos metilo están en lados opuestos. Relación espacial entre los grupos metilo: anti

9 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.

10 Ejemplo: Quién es el cis y quién es el trans: Cis-1,2-dimetilciclopropano Trans-1,2-dimetilciclopropano

11 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:

12 Podemos representar a los ciclos en forma de cuñas también TRANS TRANS CIS CIS

13 Ejercicio Dibuje la conformación más estable del Cis 1,3- dimetilciclohexano, y represéntelo en su forma más estable.

14 Conformaciones del ciclohexano disustituido Isómero Cis- 1,3- dimetilciclohexano. Más estable Diaxial = desfavorable diequatorial = muy favorable Los sustituyentes voluminosos prefieren las posiciones ecuatoriales

15 Conformaciones del ciclohexano disustituido Isómero Trans-1,3-dimetilciclohexano. Igual energía axial-ecuatorial axial-ecuatorial

16 Conformaciones del ciclohexano disustituido Isómero Cis 1,2- dimetilciclohexano. axial C 3 C 3 Igual energía ecuatorial axial C 3 ecuatorial C 3 axial-ecuatorial axial-ecuatorial

17 Conformaciones del Ciclohexano disustituido Isómero Trans-1,2-dimetilciclohexano. axial axial C 3 C 3 ecuatorial Más estable ecuatorial C 3 C 3 diaxial = Alta Energía diecuatorial = Baja energía

18 Qué pasa con el Trans- 1,4 dimetilciclohexano? El confórmero más estable es cuando los grupos voluminosos están en posiciones ecuatoriales

19 Qué pasa con el Cis- 1,4 dimetilciclohexano? Tienen la misma energía ya que ambos son ecuatorial- axial

20 El siguiente es un isómero del 1,2,4- trimetilciclohexano, dibuje el confórmero de silla más estable y proyecte los enlaces C2-C1 y C4-C5:

21 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 dos interacciones 1,3-diaxial con el hidrógeno.

22 Dibuje la conformación más estable del trans 1- etil-3-metilciclohexano. C 2 C 3 axial Más estable ecuatorial C 3 ecuatorial C 3 axial C 2 C 3 El grupo voluminoso es más estable en la posición ecuatorial.

23 Referencias VQG0Cicloalkanes hkl4 CFV4 McMurry, J. Química Orgánica. 6ª. Edición. Thompson Wade, L.G. Química Orgánica. 5ª. Edición. Carey,F. Química Orgánica. 5ª. Edición.