[Wade L.G.] - Química Orgánica Tomo 1

116 CAPÍTULO 3 Estructura y estereoquím ica d e los alcanos
PROBLEMA 3 -2 3
La tabla 3-6 muestra que la diferencia de energía axial-ecuatorial de los grupos metilo, etilo e isopropálo
aumenta gradualmente: 7.6,7.9 y 8.8 kJ/mol (1.8,1.9 y 2.1 kcal/mol). El grupo /er-butilo salta
hasta una diferencia de energía de 23 kJ/mol (5.4 kcal/mol), más del doble del valor que corresponde
al grupo isopropilo. Dibuje representaciones de las conformaciones axiales del isopropilciclohexano
y del /er-butilciclohexano, y explique por qué el sustituyeme fór-butilo experimenta un aumento tan
grande en la energía axial, con respecto al grupo isopropilo.
PROBLEMA 3 -2 4
Dibuje la conformación más estable del
(a) etilciclohexano
(c) cis-1 -/er-butil-4- isopropilciclohe xano
(b) 3-isopropil-l,l-dimetilciclohexano
3-15
Conformaciones de
ciclohexanos
disustituidos
La interferencia estérica entre sustituyentes que se encuentran en posiciones axiales es muy
severa cuando hay grupos grandes en dos átomos de carbono que mantienen una relación 1 3 -
diaxial (cis en C1 y C3, o C1 y C5), como en las dos conformaciones de silla del cis -1,3-dimetilciclohexano
que presentamos. La conformación menos estable tiene a ambos grupos
metilo en posiciones axiales. La conformación más estable tiene a los dos grupos metilo en
posiciones ecuatoriales. Observe la fuerte y desfavorable interacción 1,3-diaxial entre los dos
grupos metilo de la conformación diaxial. La molécula puede disminuir esta interferencia
1,3-diaxial si hace una interconversión hacia la conformación diecuatorial. Utilice sus modelos
para comparar las formas diaxial y diecuatorial del cis-1 3 -dimetilciclohexano.
interacción 1,3-diaxial
ecuatorial
ecuatorial
diaxial; muy desfavorable
diecuatorial; mucho más estable
El trans-13-<ümetilciclohexano tiene una interacción 13-diaxial. Cualquiera de sus conformaciones
de silla coloca a un grupo metilo en una posición axial y al otro en una posición
ecuatorial. Estas conformaciones tienen energías iguales y están presentes en cantidades
iguales.
Conformaciones de silla del trans- 1,3-dimetilciclohexano
misma energía
ecuatorial
Ahora podemos comparar las estabilidades relativas de los isómeros cis y trans del
13-dimetilciclohexano. La conformación más estable del isómero cis tiene a los dos grupos
metilo en posiciones ecuatoriales. Cualquier conformación del isómero trans coloca a un grupo
metilo en una posición axial. Por lo tanto, el isómero trans tiene más energía que el isómero
cis, aproximadamente 7.6 kJ/m ol (1.8 kcal/m ol), la diferencia de energía entre los grupos
metilo en posiciones axial y ecuatorial. Recuerde que los isómeros cis y trans no pueden interconvertirse,
y no hay equilibrio entre éstos.