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				<string>Lección 7: Cicloalcanos</string>
				<language>es</language>
			</title>
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	<misc>
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			<key>Author</key>
			<value>FCE y JVC</value>
		</item>
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			<key>Organisation</key>
			<value>Química Orgánica</value>
		</item>
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			<key>creator</key>
			<value>Creado por Wimba Create, licenciado a Universidad de Sevilla</value>
		</item>
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<pagetitle>Lección 7: Cicloalcanos</pagetitle>
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<para/>


<list type="2" level="1" start="1">
	<item level="1">Estructura y propiedades físicas</item>
	<item level="1">Tensión de anillo.</item>
	<list type="2" level="2" start="1">
		<item level="2">Ciclopropano</item>
		<item level="2">Ciclobutano</item>
		<item level="2">Ciclopentano</item>
	</list>
	<item level="1">Conformaciones del ciclohexano y derivados </item>
	<list type="2" level="2" start="1">
		<item level="2">Factores que influyen en éllas. </item>
		<item level="2">Enlaces ecuatoriales y axiales.</item>
		<item level="2">Análisis conformacional de ciclohexanos monosustituidos</item>
	</list>
	<item level="1">Configuraciones y conformaciones</item>
	<list type="2" level="2" start="1">
		<item level="2">Análisis configuracional y conformacional de ciclopropanos y ciclopentanos</item>
		<item level="2">Análisis configuracional y conformacional de derivados disustituí</item>
</list>


</list>

<para/>

<para/>

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</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Bibliografía</pagetitle>
<section/>

<list type="2" level="1" start="1">
	<item level="1">Francis A. Carey, <i>Química Orgánica</i>, McGraw Hill, 4ª ed. 2006.</item>
	<item level="1">L. G. Wade, Jr., <i>Química Orgánica</i>, Prentice-Hall Hispanoamericana, 5ª ed. 2004</item>
	<item level="1">M. A. Fox y J. K. Whitesell, <i>Química Orgánica</i>, Pearson Educación, 2ª ed. 2000.</item>
</list>

<para/>

<para/>

</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Estructura y Propiedades Físicas</pagetitle>
<section/>
<para  align="left">Muchos compuestos orgánicos son<b> cíclicos</b>: es decir sus átomos están formando un anillo. Por ejemplo, los carbohidratos que ingerimos, los nucleósidos que forman nuestro ADN y ARN, muchos de los antibióticos que utilizamos y otros muchos compuestos.
	En esta lección nos limitaremos a estudiar <b>los cicloalcanos</b> que son los alcanos cuyos átomos de carbono se unen formando un anillo. Su fórmula general es (CH<sub>2</sub>)<sub>n</sub> y se suelen representar como polígonos. Se nombran como los alcanos acíclicos, anteponiendo el prefijo ciclo: 
</para>
<para  align="center"><image alt="" width="477" height="525" class="normal">pic001.gif</image>
</para>
<para  align="left">Los cicloalcanos sustituidos se nombran tomando como base el nombre de cicloalcano y nombrando los grupos alquilo como sustituyentes siguiendo las reglas de la IUPAC.
Si un ciclo va como sustituyente se nombra como cicloalquilo.
</para>
<para  align="center"><image alt="" width="605" height="425" class="normal">pic002.gif</image></para>
<para/>

<para  align="left">Los cicloalcanos sustituidos a diferencia de los alcanos de cadena abierta, pueden presentar isomería geométrica, debido a que los enlaces simples C-C no tienen libre rotación. Pueden existir cicloalcanos <i>cis</i>  y cicloalcanos <i>trans.</i></para>
<para  align="center">
<image alt="" width="435" height="213" class="normal">pic003.gif</image>
</para>
<para  align="left">	<u>Propiedades físicas</u>.- La mayoría de sus propiedades físicas se asemejan a las de los alcanos acíclicos. Son no polares, relativamente inertes, con puntos de fusión y ebullición que depende de su peso molecular. Al ser sus moléculas más simétricas y compactas les permite establecer unas fuerzas de interacción intermoleculares más efectivas y por tanto sus puntos de fusión y ebullición son mayores que los alcanos acíclicos de cadena lineal.
</para>
<para  align="center"><image alt="" width="523" height="695" class="normal">pic004.gif</image></para>
</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Tensión del Anillo</pagetitle>
<section/>
<para  align="left">	</para>
<para  align="left">A finales del siglo XIX (1885) Adolf von Baeyer fue el primero que trató de explicar las estabilidades relativas de las moléculas cíclicas, valiéndole sus trabajos el Premio Nobel de 1905.
	</para>
<para  align="left">Baeyer dedujo que en los alcanos acíclicos los ángulos de enlace eran de 109,5º. Él supuso que los cicloalcanos eran anillos planos. El ángulo de enlace dependerá ahora del tamaño del anillo y esto hace que se observen ángulos muy distintos. Si el ángulo de enlace se diferencia mucho de 109,5º, los orbitales del enlace C-C no alcanza un solapamiento óptimo y el cicloalcano presentará una cierta <u>tensión angular ó tensión de Baeyer.</u><b> <u>La tensión angular</u></b><u> es la tensión que tiene una molécula debido a que uno ó varios de sus angulos de enlace se desvían del valor ideal (109,5º).</u>
	De acuerdo con Baeyer, el ciclopentano debería ser el más estable de todos los cicloalcanos debido a que el ángulo del anillo pentagonal es de 108º, muy cercano al ángulo tetraédrico. Los cicloalcanos superiores al ciclopentano deberían estar más tensionados y ser por tanto menos estables. Sin embargo, cuando en la práctica se compara la estabilidad de los distintos cicloalcanos midiendo sus calores de combustión, (cantidad de calor liberada cuando se quema un compuesto con un exceso de oxigeno en una bomba calorimétrica) no concuerda la realidad con lo predicho por Baeyer.</para>
<para  align="center"></para>
<para/>

<para/>

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<para/>

<para/>

<para  align="center"><image alt="" width="645" height="339" class="normal">pic006.gif</image></para>
<para  align="left">En la siguiente TABLA se recogen los calores de combustión medidos experimentalmente para un grupo de cicloalcanos. La columna más importante es la de los calores de combustión por grupo metileno. El ciclopropano, tiene el calor ce combustión por grupo metileno más alto, lo cual coincide con la teoría de Baeyer de que su energía interna es elevada debido a la tensión angular. El ciclobutano tiene menor tensión angular y el ciclopentano como era de esperar aún tiene menos tensión angular. <u>Sin embargo, al contrario de lo que predice la teoría de las tensiones de Baeyer, el ciclohexano tiene menos calor de combustión por grupo metileno que el ciclopentano</u>. Cada grupo metileno contribuye con un menor incremento a la energía interna del ciclohexano que las unidades de metileno del ciclopentano. <u>Si la distorsión angular fuese mayor en el ciclohexano que en el ciclopentano, se debería de haber observado lo contrario</u>. Además, los calores de combustión por metileno de los anillos superiores son todos muy parecidos y similares a los del ciclohexano. Por tanto podemos concluir que los ángulos de enlace de los cicloalcanos superiores no son muy diferentes de los ángulos de enlace de los alcanos de cadena abierta. La teoría de las tensiones de Baeyer se contradice con el hecho experimental.</para>
<para  align="left">	Esta discordancia entre la teoría de Baeyer y la realidad se debe entre otros factores al hecho de que los cicloalcanos, salvo el ciclopropano, no son anillos planos sino que se pliegan para acercar sus ángulos a 109,5º y minimizar la tensión angular. Además hay que tener en cuenta que la tensión de un anillo es debida no sólo a la tensión angular sino también a otros factores<b>: la tensión torsional, la tensión estérica</b> y <b>las</b> <b>interacciones dipolo-dipolo.
</b>	<b>*<u>La tensión torsional</u></b><u> es la tensión debida al eclipsamiento de los enlaces</u>. Así para el ciclopropano y el ciclobutano se observa que si dibujamos uno de sus enlaces C-C en proyección de Newman, los enlaces están eclipsados. </para>
<para  align="left"><b>	*<u>La tensión estérica ó tensión de van der Waals</u></b><u> se da cuando los átomos se sitúan a distancias inferiores a la suma de sus radios de Van der Waals</u>. (Ejemplos en ciclobutano)</para>
<para  align="left">	<b>*<u>Las interacciones dipolo-dipolo </u></b><u>aparecen cuando los sustituyentes (es decir, átomos ó grupos no enlazados) tienden a adoptar posiciones que reduzcan la repulsión o por el contrario a hacer máxima la atracción</u>. 
 </para>
</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Ciclopropano</pagetitle>
<para/>

<para  align="left">El ciclopropano es el cicloalcano con más tensión por grupo metileno. Hay dos factores que contribuyen a éllo: la tensión angular y la tensión torsional. En primer lugar consideremos la <u>tensión angular</u>. En el ciclopropano los ángulos son de 60º. El solapamiento de los orbitales <i>sp<sup>3</sup></i> de los átomos de C para formar el enlace C-C no es lineal, solapan formando un ángulo de 21º dando lugar a enlaces C-C curvos, por tanto más débiles.</para>
<para  align="center"><image alt="" width="440" height="333" class="normal">pic007.gif</image></para>
<para/>

<para  align="left">	En cuanto a <u>la tensión torsional</u>, concluímos que al ser un anillo plano todos los enlaces son eclipsados lo que implica una gran tensión torsional. De ambos factores, la tensión angular es la predominante.
El ciclopropano es muy reactivo. Las reacciones que provocan la apertura del anillo liberan 27,6 kcal/mol, lo cual supone una fuerza impulsora adicional para este tipo de reacción.</para>
<para/>

</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Ciclobutano</pagetitle>
<para/>

<para  align="left">La tensión del anillo por grupo metileno es de 6,6 kcal/mol, algo menor que en el ciclopropano (9,2 kcal/mol). Mediciones espectroscópicas indican que el ciclobutano no es totalmente plano, sino que está ligeramente flexionado con ángulos de enlace de 88º. Esto provoca un ligero aumento de la tensión angular pero un descenso en la tensión torsional hasta que se alcanza un equilibrio de energía mínima entre los dos efectos opuestos. </para>
<para  align="center"><image alt="" width="361" height="335" class="normal">pic008.gif</image></para>
<para/>

</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Ciclopentano</pagetitle>
<para  align="left">	</para>
<para  align="left">Aunque Baeyer predijo que el ciclopentano debería estar casi libre de tensión los resultados de las mediciones de  los calores de combustión indican que tiene 6,5 kcal/mol. Esto se debe a que aunque el ciclopentano prácticamente no tiene tensión angular, los 10 pares de H vecinos introducen una considerable tensión torsional en la conformación plana, por tanto el ciclopentano adopta una conformación plegada fuera del plano, <u>conformación de sobre</u>, donde hay 4 C aproximadamente en el mismo plano y el 5º C flexionado fuera del plano; de esta forma la mayoría de los H quedan alternados con respecto a sus vecinos. Al adoptar el ciclopentano la conformación de sobre, se establece un equilibrio entre un cierto aumento en la tensión angular y  un decrecimiento de la tensión torsional.</para>
<para  align="center"><image alt="" width="316" height="197" class="normal">pic009.gif</image></para>
</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Conformaciones del Ciclohexano y sus Derivados</pagetitle>
<section/>

<list type="4" level="1" start="1">
	<list type="4" level="2" start="1">
		<item level="2">Factores que Influyen en Ellas </item>
	</list>
	<item level="1">Enlaces Ecuatoriales y Axiales</item>
	<item level="1">Análisis Conformacional de los Ciclohexanos Monosustituidos</item>
	<list type="4" level="2" start="2">
		<item level="2"></item>
</list>


</list>

<para/>

</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Factores que Influyen en Ellas </pagetitle>
<para  align="left">	</para>
<para  align="left">Los factores que determinan la estabilidad de las conformaciones
	<b>*	Tensión angular:</b> desviación del ángulo de 109,5º
<b>	*	Tensión torsional: </b>Recordemos que se daba en alcanos de cadena abierta cuando la conformación no es alternada
	<b>*	Tensión estérica:</b> cuando los átomos se aproximan más de lo que permite sus radios atómicos
	*	<b>Interacciones dipolo-dipolo:</b> los átomos ó grupos no enlazados tienden a adoptar posiciones que reduzcan la repulsión o que haga máxima las atracciones.
	El ciclohexano no presenta tensión de anillo, por tanto no puede ser un hexágono regular plano pues en ese caso el ángulo formado sería de 120º (lo que supondría una tensión angular y los enlaces estarían eclipsados lo que daría lugar a tensión torsional.</para>
<para/>

<para  align="center"><image alt="" width="511" height="349" class="normal">pic010.gif</image></para>
<para/>

<para  align="left">La molécula de ciclohexano logra tener ángulos de enlaces tetraédricos adoptando confor-maciones plegadas. La conformación más estable es la conformación de <b>silla</b>. En ella todos los ángulos entre los enlaces C-C son de 111º y la proyección de Newman muestra que todos los enlaces están en conformación alternada; por tanto en esta conformación el ciclohexano está prácticamente libre de <b>tensión angular</b> y de <b>tensión torsional.</b></para>
<para  align="center"><b><image alt="" width="360" height="299" class="normal">pic011.gif</image></b></para>
<para  align="left">	Podemos pasar de la conformación de silla a otra denominada conformación de<b> bote</b>, sin romper ninguno de los enlaces C-C, simplemente girando alrededor de dichos enlaces, es decir son cambios conformacionales. En esta conformación los ángulos de enlace siguen siendo aproximadamente tetraédricos y evita la tensión angular, pero los enlaces están eclipsados por lo que a diferencia de la conformación de silla, sí presenta <b>tensión angular</b>.</para>
<para  align="center"><image alt="" width="361" height="315" class="normal">pic012.gif</image></para>
<para/>

<para  align="left">	Además se observa que en esta conformación hay <b>tensión estérica ó de van der Waals</b>, debido al acercamiento excesivo de los H "en asta" de los C-3 y C-6 al estar dichos H separados 1,83 <image alt="" width="11" height="15" class="normal">pic013.gif</image>, mientras que la suma de sus radios de van der Waals es de 2,5 <image alt="" width="11" height="15" class="normal">pic014.gif</image>. La conformación de bote es ( 6,9 kcal/mol menos estable que la de silla. La tensión de torsión puede ser reducida mediante la rotación alrededor de los enlaces C-C para dar una conformación ligeramente más estable denominada de <b>bote torcido </b>(con los modelos, se pasa de la conformación de bote a la de bote torcido tomando C-1 y C-2 con la mano derecha y C-4 y C-5 con la izquierda y torcemos la molécula de manera que C-3 y C-6 bajen y C-2 y C-5 suban).  La misma rotación de los enlaces que reduce la tensión de torsión también reduce la tensión de van der Waals al aumentar la distancia entre los dos H "en asta" de 1,83 <image alt="" width="11" height="15" class="normal">pic015.gif</image> a 2,0 <image alt="" width="11" height="15" class="normal">pic016.gif</image>. Esta conformación tiene 5,5 kcal/mol más que la conformación de silla.</para>
<para  align="center"><image alt="" width="457" height="275" class="normal">pic017.gif</image></para>
<para  align="left">	Las distintas conformaciones del ciclohexano sólo están separadas por pequeñas barreras de E, por lo que se encuentran en rápido equilibrio unas con otras, pero en un momento determinado casi todas las moléculas se encuentran en la conformación de silla; no más de una ó dos moléculas por mil se encuentran en las conformaciones de bote ó bote torcido, más altas en energía. Por tanto cuando hagamos el análisis conformacional del ciclohexano, nos ceñiremos exclusivamente al ciclohexano en conformación de silla.
</para>
</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Enlaces Ecuatoriales y Axiales</pagetitle>
<para  align="left">	</para>
<para  align="left">Consideremos la conformación de silla. Las orientaciones espaciales de los 12 H no son idénticas, ya que cada C tiene un enlace ecuatorial y otro axial, y por tanto 6 H ocupan las posiciones axiales con sus enlaces paralelos a un eje de simetría que pasa por el centro del anillo y los otros 6 H se encuentran en las posiciones ecuatoriales a lo largo del ecuador de la molécula.</para>
<para  align="center"><image alt="" width="397" height="419" class="normal">pic018.gif</image></para>
<para  align="left">	El ciclohexano es conformacionalmente móvil. A través de un proceso conocido como interconversión silla-silla o <b>aleteo de anillo</b> una conformación de silla se convierte en otra silla.</para>
<para  align="center"><image alt="" width="501" height="256" class="normal">pic019.gif</image></para>
<para/>

<para  align="left">	La energía de activación para la inversión del anillo de ciclohexano es 10,8 kcal/mol. Es un proceso muy rápido y a 25 ºC aproximadamente la mitad de las moléculas del ciclohexano sufren inversión de anillo cada 10<sup>-5</sup>s. La siguiente figura muestra el diagrama de energía potencial para el proceso. En la primera etapa, la conformación de silla se convierte en un bote torcido el cual después continua hacia la silla invertida. El resultado más importante de la inversión del anillo es que cualquier sustituyente que es axial en la silla original se convierte en ecuatorial después de sufrir la inversión y viceversa.</para>
<para  align="center"><image alt="" width="579" height="381" class="normal">pic020.gif</image></para>
</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Análisis Conformacional de los Ciclohexanos Monosustituidos</pagetitle>
<para  align="left">	</para>
<para  align="left">Vamos a considerar el caso más sencillo, el del metilciclohexano. El carbono porta ahora un grupo que ocupa más espacio que un H, por tanto se podrían dar interacciones de tipo estérico.
	La inversión del anillo en el metilciclohexano difiere de la del ciclohexano en que las dos conformaciones de silla no son equivalentes. En una silla el grupo metilo es axial; en la otra es ecuatorial.</para>
<para/>

<para  align="center"><image alt="" width="387" height="131" class="normal">pic021.gif</image></para>
<para  align="left">	A 25º C se ha establecido que el 95% de las moléculas de metilciclohexano están en la conformación de silla con el grupo metilo en posición ecuatorial y sólo un 5% de las moléculas tienen el metilo en posición axial. La explicación de este hecho es la siguiente: cuando el metilo ocupa una posición axial tiene uno de sus H entre 190 y 200 pm de los H axiales en C-3 y C-5. Esta distancia es menor que la suma de los radios de Van der Waals de los dos hidrógenos (240 pm) y origina tensión estérica ó de Van der Waals en la conformación axial. Cuando el grupo metilo es ecuatorial no experimenta un impedimento significativo por tanto será más estable esta conformación. De hecho la diferencia de energía entre ambas conformaciones es del orden de 1,7 kcal/mol.</para>
<para  align="center"><image alt="" width="648" height="261" class="normal">pic022.gif</image></para>
<para/>

<para  align="left">Se dice que un sustituyente axial está impedido a causa de una <b>repulsión 1,3-diaxial</b> entre él y los otros dos sustituyentes axiales situados en la misma cara del anillo.
	</para>
<para  align="left">En general, podemos concluir que los ciclohexanos monosustituídos existen en dos conformaciones de silla en equilibrio rápido siendo la más estable aquella que tiene el grupo más voluminosos en posición ecuatorial. (Hay excepciones razonables). Las cantidades relativas de las 
dos conformaciones en el equilibrio van a depender del tamaño efectivo del sustituyente (TRANSPARENCIA). Un átomo, como por ejemplo un halógeno, no ocupa mucho espacio por lo que tiene menos preferencia por una orientación ecuatorial que el grupo metilo. Un grupo alquilo cuanto más ramificado, más espacio ocupará y más preferencia tendrá a ocupar la orientación ecuatorial, de tal manera que ocurre que el <i>terc</i>-butilciclohexano existe casi totalmente en la conformación en la que el grupo <i>terc</i>-butilo ocupa la posición ecuatorial.</para>
<para  align="center">Energías conformacionales de varios grupos funcionales</para>
<para  align="center"><image alt="" width="645" height="225" class="normal">pic023.gif</image></para>
<para/>

</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Configuraciones y Conformaciones</pagetitle>
<section/>
<para/>


<list type="2" level="1" start="1">
	<item level="1">Análisis Configuracional y Conformacional de Ciclopropanos y Ciclopentanos</item>
	<item level="1">Análisis Configuracional y Conformacional de Derivados Disustituídos del Ciclohexano</item>
</list>

<para/>

<para/>

</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Análisis Configuracional y Conformacional de Ciclopropanos y Ciclopentanos</pagetitle>
<para  align="left"><b>	</b></para>
<para  align="left">En los derivados monosustituidos de los cicloalcanos, siempre existe un plano de simetría interno, por tanto son aquirales; pero si pasamos a analizar los derivados disustituidos en dos C diferentes, nos encontramos con diferentes situaciones.
	Vamos a empezar analizando el caso del 1,2 dimetil-ciclopropano.</para>
<para  align="left">	Existen dos isómeros geométricos: si ambos sustituyentes quedan al mismo lado decimos que están en <i>cis</i>  uno respecto al otro; cuando están en lados opuestos, decimos que están en <i>trans</i>  uno respecto al otro. Las formas <i>cis</i>  y<i> trans</i>  son <b>estereoisómeras</b>. Los <b>estereoisómeros </b>son isómeros que tienen sus átomos enlazados en el mismo orden, pero difieren en la posición de los átomos en el espacio. Los estereoisómeros del tipo <i>cis  </i>y <i>trans</i>  son isómeros geométricos.
Desde el punto de vista de la isomería óptica, nos encontramos con que el isómero <i>cis </i> aunque tiene dos C* no presenta actividad óptica. Se trata de una forma <u>meso</u> ópticamente inactiva ya que existe un plano de simetría en la molécula (pasa por C-3 perpendicular al anillo). El isómero <i>trans</i> no presenta plano de simetría y existe como dos isómeros ópticos que serán enantiómeros entre sí.</para>
<para/>

<para  align="center"><image alt="" width="645" height="245" class="normal">pic024.gif</image></para>
<para/>

<para  align="left">Analicemos a continuación el 1,2-ciclopentanodiol: Nos encontramos con una situación similar a la del 1,2-dimetilciclopropano; dos isómeros geométricos y desde el punto de vista de la isomería óptica, el isómero <i>cis </i> se trata de una forma <i>meso</i>, ópticamente activo al tener un plano de simetría, mientras que el isómero <i>trans</i>  existe como una pareja de enantiómeros.</para>
<para  align="left"><image alt="" width="645" height="160" class="normal">pic025.gif</image></para>
<para/>

</newpage>

<newpage>
<pagetitle>Análisis Configuracional y Conformacional de Derivados Disustituídos del Ciclohexano</pagetitle>
<para  align="left">	</para>
<para  align="left">Tomaremos como modelos los diferentes dimetilciclohexanos y sólo conformaciones de silla que son las más estables.
<b>	a) 1,4-dimetilciclohexano</b> 
Existen dos isómeros geométricos: el <i>cis</i> - y el <i>trans</i>.-1,4-dimetilciclohexanos. Un método convencional para representarlos es usar la representación de cuñas, tal como muestra la figura. Los grupos metilos se describen como <i>cis</i>  cuando ambos metilos están hacia fuera o hacia dentro en la representación de silla, y como <i>trans</i> si están a distinto lado del plano.</para>
<para/>

<para/>

<para/>

<para  align="center"><image alt="" width="645" height="332" class="normal">pic026.gif</image></para>
<para  align="left">	</para>
<para  align="left">Observando la figura vemos que ambos isómeros son ópticamente inactivos puesto que no hay centros estereogénicos en sus moléculas.
	</para>
<para  align="left">Los calores de combustión respectivos (Tabla 2) indican que el <i>trans-</i>1,4-dimetilciclohexano es 7 kJ/mol (1,6 kcal/mol) más estable que el isómero <i>cis-</i>. No parece acertado pensar que la tensión de van der Waals entre los sustituyentes en <i>cis</i> sea el factor desestabilizante, dado que los grupos metilo están demasiado lejos uno de otro. Para explicar esta diferencia de estabilidad necesitamos examinar cada estereoisómero en su conformación más estable. Hay que tener en cuenta que los dibujos con cuñas no representan las conformaciones por lo que es necesario representarlos espacialmente en conformación de silla.
	El <i>cis-</i>  puede adoptar cualquiera de las dos conformaciones de silla equivalentes, que tienen un grupo metilo axial y otro ecuatorial, ambos por encima del plano con respecto a los hidrógenos. Si ambos metilos estuviesen por debajo, seguirían siendo <i>cis</i>  uno con respecto al otro. Las dos conformaciones están en un rápido equilibrio mediante el aleteo del anillo. El grupo metilo en axial se convierte en ecuatorial y el grupo metilo ecuatorial en axial, pero el cambio o aleteo del anillo no altera la relación <i>cis</i> entre los sustituyentes.
	En el <i>trans-</i>1,4-dimetilciclohexano las dos conformaciones de silla no son equivalentes; una tiene los dos metilos en axial y la otra en ecuatorial. Una regla general es que cualquier sustituyente es más estable en una orientación ecuatorial que en una axial. La silla más estable por tanto es la que tiene los dos metilos en posición ecuatorial y es la conformación adoptada por la mayoría de las moléculas del isómero <i>trans-</i> en el equilibrio. </para>
<para  align="left">	Resumen: el 1,4-dimetilciclohexano se presente como un par de diastereoisómeros cis, trans O.I. El diastereómero cis se trata de un confórmero a-e. El diastereómero trans se puede adoptar dos conformaciones a-a y e-e estando el equilibrio entre ambas muy desplazado hacia la forma e-e.
<b>	b) 1,2-Dimetilciclohexano</b>
	Existen dos isómeros geométricos el <i>cis-</i> y el <i>trans-</i>dimetil ciclohexano.
	El estereoisómero <i>cis</i> se presenta como una pareja de enantiómeros que no son superponibles pero sí interconvertibles por giro en torno a enlaces simples; <u>se trata de conformaciones enantioméricas.</u> Cada enantiómero tiene dos conformaciones de silla equivalentes, cada una conteniendo un grupo metilo axial y otro ecuatorial. Este isómero <i>cis </i> es una molécula quiral pero que se racemiza por cambio de conformación, por tanto no se considera un "compuesto meso" sino mas bien una mezcla racémica.</para>
<para  align="left">	El isómero <i>trans </i> existe como una pareja de enantiómeros configuracionales (<i>RR</i>,<i>SS</i>). A su vez cada uno de ellos existe en dos conformaciones de silla no equivalentes, siendo la más estable la que tiene los dos grupos metilo en ecuatorial. </para>
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<para  align="center"><image alt="" width="645" height="269" class="normal">pic027.gif</image></para>
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<para  align="left">Como en los 1,4-dimetilciclohexanos, la diferencia de energía entre el estereoisómero <i>trans</i>  y el <i>cis</i> de los derivados 1,2-dimetilciclohexanos es de 6 kJ/mol (1,5 kcal/mol). Esta diferencia de energía se atribuye a la tensión asociada con la presencia de un grupo metilo axial en el isómero <i>cis.</i>

 Resumen, en derivados 1,2:
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<para  align="left"><image alt="" width="587" height="113" class="normal">pic028.gif</image>

	<b>c) 1,3-Dimetilciclohexano
	</b>Existen como una pareja de diastereoisómeros geométricos<b> </b><i>cis</i>  y <i>trans</i>.
	A diferencia de los 1,2- y 1,4-dimetilciclohexanos donde el estereoisómero <i>trans-</i> es más estable que el <i>cis-</i>, vemos que el <i>cis-</i>1,3-dimetilciclohexano es 7 kJ/mol (1,7 kcal/mol) más estable que el isómero <i>trans-</i>
La conformación más estable del isómero <i>cis</i> tiene ambos grupos metilos ecuatoriales.</para>
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<para  align="center"><image alt="" width="645" height="277" class="normal">pic029.gif</image></para>
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<para  align="left">	</para>
<para  align="left">El isómero <i>cis- </i>es una forma <b>meso</b>, ópticamente inactiva pues hay un plano de simetría que pasa por C-2 y C-5. Existe en dos conformaciones de distinta estabilidad, una diecuatorial y otra diaxial.
	</para>
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<paneltext>
<para  align="left">Las dos conformaciones de silla del <i>trans</i> son equivalentes entre sí, ya que ambas tienen un grupo metilo en axial y otro en ecuatorial. El isómero <i>trans-</i> existe como una pareja de enantiómeros configuracionales, pero en una sola conformación.

Resumen: </para>

<list type="2" level="1" start="1">
	<item level="1">El 1,3-dimetilciclohexano se encuentra como un par de diastereoisómeros <i>cis</i>-,<i>-trans</i>.</item>
	<item level="1">El diastereoisómero <i>cis</i>  es opticamente inactivo aunque presente dos centros quirales; es una mesoforma que se encuentra en equilibrio conformacional, entre dos confórmeros energéticamente diferentes, predominando en el equilibrio el confórmero e-e.</item>
</list>

<para  align="left">El diastereoisómero <i>trans </i> se presenta como un par de enantiómeros y cada uno de éllos se encuentra como un confórmero e-a.</para>
</paneltext>

<list type="2" level="1" start="3">
	<item level="1"></item>
</list>

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<para  align="left">Si se trata de un derivado disustituido del ciclohexano con dos sustituyentes distintos, la conformación más estable será la silla que tenga el sustituyente más voluminoso en la orientación ecuatorial. Esto es mucho mas patente cuando uno de los grupos es muy voluminoso como el grupo <i>terc</i>-butilo. Por tanto, la conformación más estable del <i>cis</i> 1-<i>terc</i>-butil-2-metilciclohexano tiene el grupo <i>terc</i>-butilo en ecuatorial y el grupo metilo en axial.</para>
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<para  align="center"><image alt="" width="628" height="169" class="normal">pic030.gif</image></para>
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<para  align="left">	Los anillos de derivados de ciclohexano con grupos <i>terc</i>-butilo son ejemplos de moléculas conformacionalmente rígidas. Un grupo <i>terc</i>-butilo tiene tan pronunciada preferencia por la orientación ecuatorial, que el equilibrio está fuertemente desplazado a favor de dichas conformaciones. Sin embargo, esto no significa que la inversión del anillo no se dé, sino que en un instante determinado sólo una pequeñísima fracción de moléculas existe en conformaciones que tengan el grupo <i>terc</i>-butilo en axial. </para>
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</courseGenie>

Copyright 2007, Autores y Colaboradores. Cite/attribute Resource. Escribano, F. C., Escribano, F. C., Cabello, J. V. (2010, May 07). leccion_7_nuevo. Retrieved October 24, 2014, from ocwus Web site: http://ocwus.us.es/quimica-organica/quimica-organica-i/temas/3_conformaciones_de_alcanos_y_ciclo_alcanos/leccion_7_nuevo/leccion_7_nuevo.xml. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons License. Creative Commons License