Depto. Química Orgánica

CICLOHEXANOS CON SUSTITUYENTES 

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15/07/2017
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Cuando el ciclohexano tiene al menos un sustituyente, las dos sillas en equilibrio pueden dejar de estar degeneradas en energía. En general, la conformación con el(los) sustituyente(s) más voluminoso(s) en ecuatorial es más estable, como lo demuestran los datos experimentales.
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Ciclohexanos sustituidos
Si planteamos el equilibrio como se indica, un desplazamiento hacia arriba (conformación ecuatorial) implica un cambio de energía libre positivo, según las ecuaciones mostradas:
RdeltaGº (kcal/mol)RdeltaGº (kcal/mol)
H0.0
F0.3
CH31.8Cl0.5
CH3CH21.8Br0.6
(CH3)2CH2.2I0.5
(CH3)3C>5.0OH0.9
CO2H1.4CH3O0.8
CO2CH31.3NH21.4
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¿Por qué el grupo metilo tiene una energía conformacional de 1.8 kcal/mol?. Recordemos que la interacción gauche entre dos metilos en el butano tenía un coste energético de 0.9 kcal/mol.
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Por ello un grupo metilo en axial es más inestable por un valor de 1.8 kcal/mol. En general, los sustituyentes son menos estables en disposión axial debido a la interacción con los grupos metileno en posiciones 3 y 5. Dependiendo del tamaño del sustituyente la interacción será más o menos severa y el valor de la energía conformacional será más o menos grande.
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En cada caso el equilibrio conformacional estará desplazado hacia la forma silla que menos sustituyentes tenga en axial y/o la que tenga el sustituyente de mayor energía conformacional en disposición ecuatorial.