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Análisis Conformacional de los Ciclohexanos Monosustituidos Volver al contenido principal

Análisis Conformacional de los Ciclohexanos Monosustituidos

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.

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.

Se dice que un sustituyente axial está impedido a causa de una repulsión 1,3-diaxial entre él y los otros dos sustituyentes axiales situados en la misma cara del anillo.

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 terc-butilciclohexano existe casi totalmente en la conformación en la que el grupo terc-butilo ocupa la posición ecuatorial.

Energías conformacionales de varios grupos funcionales

 

Copyright 2007, Autores y Colaboradores. Cite/attribute Resource. Escribano, F. C., Escribano, F. C., Cabello, J. V. (2010, May 07). pagina_11. Retrieved April 18, 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/pagina_11.htm. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons License. Creative Commons License