LECCIÓN 5. Antonio Galindo Brito 1 ALCANOS Y CICLOALCANOS

Química Orgánica 2º Objetivos

Reconocer

los

diferentes

tipos

de

estructura

de

los

hidrocarburos

saturados

fundamentalmente los lineales, ramificados y los cíclicos, aprendiendo a formularlos a partir de su nombre y a decir su nombre sistemático a partir de su fórmula. Aprender a efectuar el análisis conformacional de los alcanos sencillos haciendo predicciones acerca de la estabilidad relativa de los diferentes confórmeros. Asignar las propiedades químicas que cabe esperar para los alcanos en base a su estructura electrónica hasta llegar a la conclusión de que su reacción característica es la sustitución homolítica (SH).

Conocer las más importantes reacciones químicas de los alcanos (halogenación,

combustión y pirólisis) con especial énfasis en la halogenación. Dominar el mecanismo de las reacciones de halogenación conociendo y formulando las diferentes etapas (iniciación, propagación y finalización) por las que estas reacciones transcurren. Saber describir (formular y nombrar) con precisión

la

estructura de los radicales libres que se forman como intermedios en estas reacciones. Conocer con detalle los diversos factores que influyen sobre la selectividad de las diferentes halogenaciones, los más importantes métodos de síntesis de los alcanos, las fuentes naturales de estos compuestos, así como su importancia industrial y su impacto en el medio ambiente. Formular y nombrar los diferentes clases de hidrocarburos saturados cíclicos y conocer los diferentes tipos de estereoisomería que pueden presentar. Estudiar la estabilidad de los diferentes ciclos en función de su tamaño y los factores que la determinan. Conocer y dibujar con precisión las conformaciones del ciclohexano y de sus derivados mono- y disustituidos.

Química Orgánica 2º

LECCIÓN 5

Antonio Galindo Brito 2

Alcanos o Parafinas. Sus clases Se conocen como alcanos los compuestos constituidos por C híbrido sp3 e H y que sólo contienen enlaces sigma C-C y C-H. Se clasifican en lineales que tienen por fórmula CnH2n+2, ramificados de idéntica composición, cíclicos de fórmula CnH2n, bicíclicos que contienen dos ciclos con una fórmula igual a CnH2n-2, tricíciclicos CnH2n-4, tetracíclicos CnH2n-6, etc,.:

Lineal Ramificado (n-Heptano) (3-Etil-2,4,4-trimetil-hexano)

Biciclico (Biciclo-[4,3,0]-nonano)

Cíclico Biciclico (Ciclohexano) (Biciclo-[4,4,0]-decano)

Tricíciclico Tetracíclico (Perhidrofenantreno) (Ciclopentanopehidrofenantreno)

Recordemos que se puede obtener una imagen del tipo de alcano calculando su grado de insaturación de un alcano CmHn que se define como sigue:

ciclos + insaturaciones = c + i = (2m + 2 – n) /2 ; ciclos = (2m + 2 – n) /2 ; m = nº C; n = nº H; Como para un alcano i = 0, c + i = grado insaturación. Como i = 0, c = grado insaturación. En los casos en que i = c = 0 se trata de un alcano lineal o ramificado. Cuando i=0 y c=1, se trata de un cicloalcano con un solo ciclo.

LECCIÓN 5

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Antonio Galindo Brito 3

Propiedades físicas de los alcanos Compuesto

Fórmula

P. Ebullición

P. Fusión

Propano

CH3CH2CH3

- 42, 1

- 187, 7

Butano

CH3(CH2)2CH3

- 0, 5

- 138, 3

Isobutano

(CH3)2CHCH3

- 11, 7

- 159, 4

Pentano

CH3(CH2)3CH3

36, 1

- 129, 8

Isopentano

(CH3)2CHCH2CH3

27, 8

- 159, 9

Neopentano

(CH3)3CCH3

9, 5

- 16, 5

Hexano

CH3(CH2)4CH3

68, 9

- 95, 3

2,2-dimetilbutano

(CH3)3CCH2CH3

48, 7

- 100, 0

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 4

Análisis conformacional de los alcanos R

R A V

R

V C

C

60º

A R R

A A

V (4)

R

A

R

A

V

R

V

VR

A

R R

60º

A

V R

(5)

60º

V (3)

(2)

60º

A V

V

R

V

V

R

C

C

60º

A (1) AR

A V

60º

RR

60º

V

60º

A V

Sentido del giro

V

A

A V

C

C

A

R

R

V

60º

A R

V (6)

A

A

V (1) A

(2), (4) y (6) son conformaciones eclipsadas; (1), (3) y (5) son conformaciones alternadas.

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 5

Para el caso particular del etano, sólo existen dos tipos de confórmeros, uno de ellos es alternado y el otro eclipsado, siendo el primero el más estable:

HH

H H

H

H

H H

(1) Alternada

60º

H H

H

(2) Eclipsada

H

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 6

Para el butano se pueden escribir seis conformaciones principales de las que tres son alternadas (8), (10) y (12), mientras que las otras tres (7), (9) y (11) son eclipsadas. La conformación alternada (10) se conoce como anti y es la de menor contenido energético, pues los Me están lo más alejados posible. Las alternadas (8) y (12) son equivalentes en energía y además son enantiómeros conformacionales, es decir, enantiómeros que se interconvierten rápidamente. Finalmente, (7) es la conformación de mayor contenido energético, es decir, la menos estable, pues sitúa los grupos Me eclipsados, mientras que las otras dos eclipsadas (9) y (11) son también enantiómeros conformacionales:

H3C CH3 Sentido del giro H

CH3

H CH3 CH3 60º

60º

H H

60º

H

H H

(7)

H

(8)

CH3

H

H H

H H H CH3

60º

60º

60º

H

CH3

(9)

H3C

CH3

H

60º (7)

H (10)

H CH3

H H3C

H (11)

H

H (12)

H H

El perfil energético del análisis conformacional del butano es más complejo que el del etano, porque aquí no todos los grupos son equivalentes ya que cada C posee en lugar de tres H, dos H y un grupo Me.

Química Orgánica 2º.

LECCIÓN 5

Antonio Galindo Brito 7

Debe resaltarse que los isómeros conformacionales o confórmeros, no son entidades diferentes que puedan ser aisladas y caracterizadas, sino que son interconvertibles entre sí por giro (rotación) alrededor de un enlace sencillo, debido a la pequeña diferencia de energía existente entre una y otra conformación.

Reactividad química de los alcanos: reacciones de sustitución homolítica (SH) Los alcanos carecen de grupo funcional y son muy poco reactivos a lo que alude su nombre de parafinas (poca afinidad, poca reactividad). Para hacer reaccionar un alcano debe romperse bien un enlace C-C que es fuerte (80-85 kcal/mol), bien un enlace C-H que es más fuerte (90-100 kcal/mol). Además, como el C tiene todas sus valencias saturadas, el único tipo de reacción posible es el reemplazo de un H por otro átomo o grupo de átomos, es decir, una reacción de sustitución (S). Dado que es más fácil romper un enlace de manera homolítica que heterolítica, se deduce que la reacción típica de los alcanos es la SH.

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º.

Antonio Galindo Brito 8

Los alcanos no reaccionan con los ácidos ni con las bases fuertes, ni con los oxidantes y reductores potentes, de modo que se requieren condiciones muy enérgicas para producir la reacción de un alcano. Sólo vamos a estudiar la combustión, la halogenación y la pirólisis.

Combustión de alcanos

CH4 C 3H 8

+ +

CO2

2 O2

3 CO2

5 O2

+

energía

+ 4 H 2O +

energía

+

2 H 2O

Halogenación de alcanos

CH4 CH3CH3

+ +

Cl2 Br2

luz luz

CH3Cl CH3CH2Br

+ +

HCl HBr

Mecanismo de la halogenación: reacciones homolíticas en cadena La halogenación de alcanos es un proceso no concertado que transcurre a través de los llamados radicales libres, que se forman a partir del alcano por ruptura homolítica de un enlace C-H. Las tres etapas de la halogenación son iniciación, propagación y terminación. En la primera se origina un radical libre, que en la segunda etapa reacciona con el alcano para generar un nuevo radical libre que finalmente, reacciona para dar el producto y generar el mismo radical libre formado en la etapa de propagación. Como la reacción no es eterna, termina cuando se combinan entre sí dos radicales libres que es lo que ocurre en la etapa de finalización. Este tipo de procesos es conocido como reacciones en cadena.

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 9

En la iniciación la molécula de halógeno se rompe por la acción de la luz formando átomos de halógeno que en su capa más externa sólo tienen 7 electrones, por lo que uno está desapareado (radicales libres) :

hν

X2

2X

.

( X = Cl, Br)

En la propagación el átomo de halógeno, (un radical), reacciona con el alcano abstrayéndole un H y formando un radical alquilo. Con el metano se forma el radical metilo, que una vez formado reacciona con una nueva molécula de halógeno, formando haluro de metilo y un nuevo átomo de halógeno, que prosigue el proceso:

+

CH3 - H X

X

+

. X

+

HX

. CH

. CH

3

X - CH3

3

+

X

Para un alcano genérico R – H el proceso sería:

R-H

X

+ X

. X +

HX

. R

+

R

X-R

. +

X

.

.

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 10

Estos procesos se conocen como reacciones en cadena, porque en la etapa de propagación se vuelve a generar el radical que inició la reacción continuando la cadena. Finalmente, en la propagación pueden ocurrir varios procesos alternativos en lo que se combinan dos radicales entre si, tales como:

.

. R

+

. R . X

R-R

R

+

.X

+

.X

R-X

x-X

Selectividad de la halogenación

X

+ Propano

X2

luz

(X = Cl, Br)

X Haluro primario

+

+

HX

Haluro secundario

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 11

Cl

propano

+

Cl2

hν

Br2

hν

propano

Br

H

Cl2

HCl

2-Cloropropano (55%)

Br

+

HBr

2-Bromopropano (97%)

CH3

+

Cl

+

HCl

2-Cloro-2-metilpropano (64%) 1-Cloro-2-metil-propano (36%)

2-metilpropano

H

2-metilpropano

hν

Cl

+

+

1-Bromopropano (3%)

+ H3C

+

1-Cloropropano (45%)

+

H3C

Cl

+

Br2

hν

H3C Br

+

Br

+

HBr

2-Bromo-2-metilpropano (99%) 1-Bromo-2-metil-propano (1%)

En conclusión, la selectividad viene gobernada tanto por el tipo de H como por la naturaleza del halógeno. La selectividad varía en el sentido H terciario > H secundario > H primario y en cuanto al halógeno, Br >> Cl.

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 12

¿Por qué las posiciones terciarias y secundarias son más reactivas que las primarias? ¿Por qué la bromación es mucho más selectiva que la cloración?. Para responder a estas preguntas estudiaremos primero el llamado Postulado de Hammond.

Postulado de Hammond Dos especies que se parecen estructuralmente entre sí deben tener contenidos energéticos similares o dicho de otro modo, dos especies de similar contenido energético deben tener muchas semejanzas estructurales. Estado de transición

Estado de transición

Energía de activación grande

Energía de activación pequeña Energía

Reactivos

Producto (Intermedio)

Reactivos Productos

Reacción exotérmica muy rápida. ET parecido al sustrato

Reacción endotérmica muy lenta. ET parecido al producto o al intermedio

Coordenada de reacción

S-H

ET1

+

S ......... H ......... R

R

S

H

R

* ; ET

2

*

I

+

H-R

S ..... H ..... R

*

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

∆G

ET1 ∆G*1

Antonio Galindo Brito

13

Para la cloración se requieren 58 kcal/mol en la primera etapa y 3,8 kcal /mol la segunda, mientras que para la bromación son de 46 kcal/mol y 18,6 kcal/mol.

ET2

Cl2

∆G*2 Coordenada reacción

Cl

+

H-R

. Br

2 Cl

.

Br2

+

H-R

.

[ Cl .....H .....R ]

R

+

H - Cl

2 Br

.

[ Br .....H .....R]

R

+

H - Br

Cuando existen H primarios, secundarios y terciarios, la cloración conduce a una mezcla compleja de haluros primarios, secundarios y terciarios, mientras que la bromación prácticamente sólo origina el bromuro terciario, tal como vemos para el 2-metilbutano, pues se forma un 90% del 2-bromo-2-metilbutano: (primarios; 41, 66%)

+

Cl2

luz

Cl

+

(secundarios; 35, 18%)

Cl

(terciarios; 23, 15 %)

Cl

+

+

Br

Cl luz

+

2-metil-butano

Br2

Br

+

Br

+

(primarios; 0,51%) (secundario; 9,25%) Br

+ (terciario; 90,24%)

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 14

En la bromación (izquierda), los tres ataques tienen diferentes energías para sus ET (que se parecen a los respectivos radicales) y por ellos presentan diferentes velocidades, siendo la menor velocidad la del ataque sobre la posición terciaria. Para la cloración (derecha), los tres estados de transición son muy similares (se parecen al alcano), así como las velocidades y por ello, los ataques se producen sobre los tres tipos de H originando una mezcla compleja donde no domina claramente ningún producto, aunque existe una cierta preferencia para el ataque sobre el H terciario: ∆G

∆G

Coordenada Reacción

Cl - Cl

hν

. 2 Cl ;

EA = 58 kcal / mol

Br - Br

hν

.

2 Br

EA = 46 kcal / mol

CH3CH2CH2 - H

;

Coordenada Reacción

. + Cl

∆EA = 1 kcal / mol

HCl

+

CH3CH2CH2

.

radical propilo

. HCl

+

CH3CHCH3

radical isopropilo

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 15

(Estabilidad de Radicales) Terciario > Secundario > Primario > Metilo

CH3CH2CH2 - H

+

. Br

+

HBr

CH3CH2CH2

.

. HBr

+

CH3CHCH3

EA = 13 kcal / mol; EA = 10 kcal / mol; ∆EA = 3 kcal / mol

Pirólisis de alcanos La fuente natural más importante de hidrocarburos es el petróleo, que se somete a un proceso de refinado que permite obtener mezclas de alcanos de similar punto de ebullición (PE). Posteriormente, los alcanos de elevada masa molecular se someten al cracking catalítico, que transforma fracciones de PE alto en mezclas de alcanos capaces de ser mezclados con la gasolina. La pirólisis suele realizarse en presencia de hidrógeno, con lo que se obtienen alcanos libres de azufre y nitrógeno:

CH3 - (CH2)12 - CH3

+

H2

calor, SiO2 ó Al2O3

2 CH3 - (CH2)5 - CH3

Cuando el cracking se hace en ausencia de H2 se pueden obtener alquenos junto a alcanos:

+

calor, catalizador

CH3 - (CH2)24 - CH3

+

CH3 - (CH2)14 - CH3

Mezcla de alquenos y alcanos de cadena corta

+

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º.

Antonio Galindo Brito 16

Métodos de preparación de alcanos 1.- Hidrogenación de alquenos y alquinos

+

H2

catalizador hexano

trans-2-hexeno

+

2 H2

catalizador octano

4-octino

2.- Reducción de haluros de alquilo

Zn / HCl Butano

Haluro de 1-butilo

X

+ LiAlH4

(X = Cl, Br, I)

3.- Síntesis de Wurtz Octano

Haluro de 1-butilo

X

2

+

+

2 Na

(X = Cl, Br, I)

4.- Hidrólisis de los reactivos de Grignard R- Mg - X

+

H -OH

Haluro de alquilmagnesio

R-H Alcano

+

HO - Mg - X Haluro de hidroxi magnesio

2 NaCl

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 17

5.- Síntesis de Corey-House

R-X

+

R - Li

2 Li

R2CuLi

+

Haluro de dialquillitio

Ciclalcanos

+ Li - X ; 2

2 R´ - X

R - Li

R - R´

Haluro de alquilo

+

R2CuLi

CuI

+ LiX +

+

LiI

Sales de cobre

Alcano

Son hidrocarburos saturados que contienen un ciclo en su estructura. Cuando hay más de un sustituyente se presentan problemas de estereoisomería cis-trans y de quiralidad:

2

1

1

Me Me

Me

2

Me

cis-1,2-dimetil-ciclopropano Forma meso 1

Me

2

Me

cis-1,2-dimetil-ciclobutano Forma meso

S

S

S

Me 1 2 Me

R

Me

R

1 2 Me

trans-1,2-dimetil-ciclopropano Pareja de enantiómeros S

R

R

Me 1 2 Me Me 1 2 Me trans-1,2-dimetil-ciclobutano Pareja de enantiómeros

3

Me

1

Me cis-1,3-dimetil-ciclobutano Forma meso

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 18

Estructura y tensión de los cicloalcanos Ángulo ciclo = [180º . (n – 2)] / 2 ; (n = nº átomos de C del ciclo)

Hipótesis de Baeyer.-

Ángulos de Enlace en función del tamaño de ciclo plano Tamaño ciclo

Ángulo enlace previsto

Tamaño ciclo

Ángulo enlace previsto

3

60º

8

135º

4

90º

9

140º

5

108º

10

144º

6

120º

11

147,2º

7

128,5º

12

150º

Los ciclos pequeños y grandes presentan una gran desviación del ángulo de enlace tetraédrico por lo que si fuesen planos no podrían prepararse por tener una elevada tensión angular. La teoría de Baeyer es falsa pues si bien los ciclos pequeños son inestables por la tensión angular, en cambio los de tamaño superior son mucho más estables que lo previsto por la teoría de Baeyer. Esto se comprueba por los datos de calores de combustión de los cicloalcanos y por eso vamos a exponer los valores de los calores de combustión de los diferentes cicloalcanos.

Química Orgánica 2º.

LECCIÓN 5

Antonio Galindo Brito 19

Calores de Combustión de Cicloalcanos Tamaño Ciclo

Calor combustión

Calor combustión por CH2

Tensión angular (Q comb./ C – 157,4) . N

3

499, 8

166, 6

(166- 157,4 ) . 3 = 27,6

4

655, 9

164, 0

(164- 157,4 ) . 4 = 26, 4

5

793, 5

158 , 7

(158,7- 157,4 ) . 5 = 6, 5

6

944 , 5

157, 4

0

7

1108

158 , 3

6, 3

8

1269

158, 6

9,6

13

2051

157, 8

5, 2

14

2204

157,4

0

157, 4

0

Alcano de cadena larga

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 20

Clasificación cicloalcanos por tensión angular Ciclos Pequeños (3, 4 y 5 carbonos), con elevada tensión angular, Ciclos Medios ( 5 a 11 carbonos), con valores de pequeños a medianos para la tensión angular y Ciclos Grandes (superiores a 12 carbonos), con valor nulo para la tensión angular. En resumen, la inestabilidad de ciertos cicloalcanos se debe a la suma de tres factores importantes: (a) la tensión torsional debida al eclipsamiento de enlaces C-H (b) la tensión estérica debida al acercamiento de átomos de gran tamaño (c) la tensión angular debida a la desviación entre el ángulo del ciclo y el valor normal del ángulo tetraédrico.

Estructura y conformaciones del ciclopropano H

H

109,5º

HH

ángulo tetraédrico 49,5º

compresión de ángulo

60º

H H

H

+

H2

;

H

H H

H

H C-Pd

C

+

X

HX (X = Cl, Br)

La mayor reactividad química del ciclopropano (se hidrogena y adiciona haluros de hidrógeno con ruptura del ciclo) comparada con la de otros cicloalcanos, se debe a la elevada energía que se libera al romperse el ciclo, unas 27, 6 kcal/mol.

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 21

Estructura y conformación del ciclobutano

19,5º

109,5º

compresión de ángulo

90º

H

H

H

H

HH

no completamente eclipsados

H2

H H

conformación ciclobutano ligeramente doblada con ángulos de enlace de 88,5º

+

Proyección de Newman de un ciclobutano plano

no completamente eclipsados

H

C-Pd

H H

H

H

H

HH

H H

ángulo tetraédrico

;

H H

Proyección de Newman de un ciclobutano no plano

+

HX

(X = Cl, Br)

X

Química Orgánica 2º

LECCIÓN 5

Antonio Galindo Brito 22

Estructura y conformación del ciclopentano

Conformaciones sobre del ciclopentano

Conformaciones semi-silla del ciclopentano

no completamente eclipsados H

H H no completamente Proyección de Newman H eclipsados de un ciclopentano no plano El ciclopentano muestra una baja tensión angular (6,5 kcal/mol) y no se hidrogena ni se abre por la acción de los hidrácidos ni los halógenos, tal como les ocurre al ciclopropano y ciclobutano.

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 23

Estructura y conformación del ciclohexano H

Conformación silla

H H H

H

H

1 2

H H

H H

H

2

5

6

1 eH

H 3

H H 4

a

a

H

a

H

H

e

a

Ha H

5

He H

6

e 2

H

Enlaces ecuatoriales

Enlaces axiales

H

Conformación silla en Proyección de Newman

H

H

H

H

H

1

4

H

CH2

H

H 6 H 5 3

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

CH2

H 3 H a e

a

Eje

4

Ha

a

a e

H

inversión de la H a H conformación silla H H H He e He eH H He H H H e H e e a Ha H eH H a silla invertida H a H silla e H a a e

a

e

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

H 6

e

H

a

H

a eH

a

eH 1

Ha

H

H

e H

H

H

Conformación Bote Simétrica

H

H H

H

H eclipsados

He

3

a

He

H e H

4

a

H eclipsados

H H HH

H eclipsados

Conformación Bote Simétrica en proyección de Newman H más lejanos

H H

H

CH2

H

H

a

CH2

H en asta muy próximos

H

H

ecuatorial axial

HH

H

H

H

2

H H

H

H 6

a

5

H eclipsados

H

e

a

H

H

a inversión de silla

H H

e

e

2 HH a 3 e H

axial ecuatorial

H

1

He H

Hidrógenos en asta

a

H

4

5

H

Antonio Galindo Brito 24

H

H

H H

H H

H H

H

Conformación Bote Simétrica

H

H

H

H

Conformación Bote Torcido

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 25

Conformaciones Semisilla

Semisilla

Semisilla Energía

Bote

1,5 kcal/mol 7 kcal/mol

5,5 kcal/mol

Silla

10 kcal/mol

Bote torcido Conformaciones

Silla invertida

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 26

Ciclohexanos monosustituidos Ha

H

silla

silla invertida

bote

CH3

He a

CH3

CH3 3

CH3

Oblicuo 3

4 2

H

CH3 5 1

H

2

1

H

CH2

H 4

5

6

H

CH2

H

H

6

H 5

Oblicuo

H H

CH3 5

3 1

H

3 6

H 6

4 2

4

CH3

CH2

1

2

H

CH2

H H

H

e

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 27

Diferencias de energías entre las conformaciones axial y ecuatorial de varios ciclohexanos monosustituidos axial

X

a

ecuatorial

Xe

He Ha X

Kcal /mol

kJ/mol

-F

0, 2

0, 8

-CN

0, 2

0, 8

-Cl

0, 5

2, 1

-Br

0, 6

2, 5

-OH

1, 0

4, 1

-COOH

1, 4

5, 9

- CH3

1, 7

7, 1

- CH2CH3

1, 8

7, 5

-CH(CH3)2

2, 1

8, 8

- C(CH3)3

5, 4

23, 0

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 28

Ciclohexanos disustituidos Bu-t

a

Único confórmero

H e

Bu-t e

H a

Ciclohexanos disustituidos a

CH3

a

Bu-terc

Confórmeros idénticos

CH3 CH3

CH3 e

e

;

a

CH3 e

e

Bu-terc CH3 a

El cis-1,2-dimetil-ciclohexano tiene dos confórmeros de idéntica energía:

CH3 a a

CH3 Confórmeros de idéntica energía CH3

H H

e

H CH3

e

H

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 29

El trans-1,2-dimetil-ciclohexano existe en dos confórmeros de diferente energía, pues en uno de ellos los dos sustituyentes están axiales mientras que en el otro se disponen ecuatoriales:

H a

H

CH3

Confórmero diaxial

e

CH3 CH3

H CH3 a

Confórmero diecuatorial

H

e

El cis-1,3-dimetil-ciclohexano existe en dos conformaciones de diferente energía completamente similares al caso anterior:

a CH3 a

H3C

e

CH3

H

e

H Confórmero cis-1,3-diecuatorial

CH3

H

H Confórmero cis-1,3-diaxial

El trans-1,3-dimetilciclohexano existe en dos conformaciones de idéntica energía igual que ocurría con el cis-1,2-dimetil-ciclohexano:

LECCIÓN 5

Química Orgánica 2º

Antonio Galindo Brito 30 a

e

H a CH 3

CH3

H

H

CH3 CH3 e

H

Finalmente, el cis-1,4-dimetil-ciclohexano existe como dos confórmeros de igual energía mientras que el trans-1,4-dimetil-ciclohexano existe como dos confórmeros de diferente energía, uno diaxial y otro diecuatorial:

a CH 3

CH3 a H

e

CH3 H

H

e

;

H3C H

H

CH3 a

e

H

CH3

e

H a CH 3

H3C H