[Wade L.G.] - Química Orgánica Tomo 1

Los aléanos de cadena abierta (acíclicos) experimentan giros alrededor de sus enlaces sencillos
carbono-carbono, por lo que tienen la libertad de asumir cualquiera de entre un número infinito
de conformaciones. Los alquenos tienen enlaces dobles rígidos que evitan el giro, lo que da
lugar a isómeros cis-trans con orientaciones distintas en los grupos del enlace doble (sección
2-8). Los cicloalcanos se parecen a los alquenos en este aspecto. Un cicloalcano tiene dos caras
distintas. Si dos sustituyentes apuntan hacia la misma cara, son cis. Si apuntan hacia caras
opuestas, son tran s. Estos isómeros geom étricos no pueden convertirse uno en otro sin
romper y volver a formar los enlaces.
La figura 3-13 com para los isómeros cis-trans del 2-buteno con los del 1,2-dimetilciclopentano.
Haga modelos de estos compuestos para convencerse de que el cis y el trans-1,
2 -dimetilciclopentano no pueden convertirse uno en el otro por medio de giros simples alrededor
de los enlaces.
3-12 Estabilidad d e los cicloalcanos. Tensión d e a n illo 1 0 5
3-11
Isomería c i s - t r a n s
en los cicloalcanos
PROBLEMA 3 -1 6
¿Cuál de los siguientes cicloalcanos tiene la capacidad de presentar isomería geométrica (cis-trans)?
Dibuje los isómeros cis y trans.
(a) 3-etil-1,1 -dimetilciclohexano
(c) l-etil-3-metilciclopentano
(b) l-etil-3-metilcicloheptano
(d) l-ciclopropil-2-metilciclohexano
PROBLEMA 3 -1 7
Dé los nombres IUPAC de los siguientes cicloalcanos.
¥ / V (CHj)3
H -C H 3 \ H X i^CH,
(a) H J ___I (b ) \ J ______ / H (C)
CH 2CH 2CH 3 CHjCHj h 3c
H H H,C H
V , V ,
/ \ / \
h 3c c h 3 h c h 3
m -but-2 -eno
/rans-but-2 -eno
cis-1,2 -dimetilciclopentano
H3c 4 h ^ H
H CH3
trans-1,2-dimetilciclopentano
■ FIGURA 3-13
Isomería cis-trans en los cicloalcanos.
Cómo los alquenos, los anillos de los
dcloalcanos están restringidos para un
libre giro. Dos de los sustituyentes de
un cicloalcano deben estar del mismo
lado (cis) o en el lado opuesto (trans)
del anillo.
Aunque todos los cicloalcanos simples (de hasta C 20) han sido sintetizados, la mayoría de los
anillos comunes contienen cinco o seis átomos de carbono. Estudiaremos con detalle la estabilidad
y las conformaciones de estos anillos, ya que nos ayudarán a determinar las propiedades
de muchos compuestos orgánicos importantes.
¿Por qué los anillos de cinco y seis miembros son más comunes que los de otros tamaños?
Adolf von Baeyer fue el primero que intentó explicar las estabilidades relativas de las moléculas
cíclicas, a finales del siglo xix, y en 1905 se le otorgó el Premio Nobel por este trabajo.
Baeyer pensó que los átomos de carbono de los aléanos acíclicos tenían ángulos de enlace de
109.5°. (Ahora explicamos este ángulo de enlace mediante la geometría tetraèdrica de los átomos
de carbono con hibridación sp3).
3-12
Estabilidad de
los cicloalcanos.
Tensión de anillo