Preliminares
Los hidrógenos axiales y ecuatoriales se denotan de la siguiente manera:
- ¿El calor humano participa en algo dentro del cuerpo a nivel molecular? ¿Es el calor fundamental para el cuerpo en algún proceso como una excitación molecular?
- ¿Por qué la energía potencial interna de las moléculas disminuye a medida que las partículas se acercan entre sí?
- Cuando la temperatura de un gas disminuye, ¿la distancia entre las moléculas de gas permanece muy separada?
- ¿Cuál es el efecto de la proporción de alcohol en soluciones de agua sobre la solubilidad de las moléculas orgánicas?
- ¿Por qué las microondas solo calientan moléculas polares?
Primero consideramos los ciclohexanos monosustituidos .
Para un ciclohexano monosustituido como se muestra a continuación, el sustituyente puede ser ecuatorial (superior) o axial (inferior). De hecho, la estructura se equilibra entre los dos estados.
En casi todos los casos, el conformador con el sustituyente axial tendrá mayor energía (menos estable), por lo tanto, habrá menos de la forma axial presente en el equilibrio. Para el metilciclohexano, la relación de conformadores axiales: ecuatoriales es de aproximadamente 20: 1 a 25 grados C.
Hay 2 razones para la mayor energía del conformador axial:
- 1,3 interacciones diaxiales
Como puede ver en el diagrama anterior, hay repulsiones significativas entre el metilo y los átomos axiales de H que apuntan en la misma dirección. De hecho, cuanto más voluminoso sea el sustituyente (p. Ej., T-butilo), mayor será la repulsión y menor la relación axial: conformación ecuatorial. - Conformación del enlace C-metilo
En la conformación ecuatorial, el enlace C-metilo es anti-periplanar a 2 enlaces CC; en la conformación axial, el enlace C-metilo es gauche (sinclinal) que es menos estable.
¿Qué pasa con los ciclohexanos multisustituidos ?
En este caso, solo dibuje la representación de la silla e intente:
- Maximizar el número de sustituyentes ecuatoriales
- Asegúrese de que los sustituyentes muy voluminosos sean ecuatoriales.
La decisión que se favorece realmente depende de la identidad de los sustituyentes y del grado de interacciones 1,3-diaxiales. El siguiente diagrama de Clayden et. Todos da algunos ejemplos de cómo se toma la decisión.
Ahora pasamos a los ciclohexanos con grupos de bloqueo .
La primera instancia de un grupo de bloqueo es t-butilo . En presencia de la mayoría de los otros sustituyentes, el t-butilo es ecuatorial. En otras palabras, ‘bloquea’ el ciclohexano en una determinada conformación una vez que está presente. Tenemos que resolver las conformaciones de los otros sustituyentes en función de la condición de que el t-butilo sea ecuatorial. Nuevamente, debo reconocer a Clayden por sus maravillosos diagramas:
También tenemos decalinas, es decir, dos anillos de ciclohexano fusionados en un enlace CC. Hay trans y cis-decalina.
Observe cómo la transdecalina no puede realizar un giro de anillo. Dada la estereoquímica de cualquier sustituyente en la transdecalina, su conformación es fija. En cuanto a la cis-decalina, es posible interconvertir entre estados para alcanzar la conformación más estable, que debe determinar en función de las reglas discutidas anteriormente.
Ciertamente, podría desafiarse a sí mismo al mirar los esteroides (que contienen múltiples ciclohexanos fusionados juntos en uniones trans y ocasionalmente cis). Los esteroides nunca cambian de anillo debido a las uniones trans, como tales, son compuestos notablemente estables.
