4.38 Qual é mais estável, um ciclohexano trans-1,4 dissubstituído ou seu isômero cis?

Passo 1

O enunciado pergunta qual isômero de ciclohexano 1,4-dissubstituído — o trans ou o cis — é mais estável. O conteúdo envolve análise conformacional de ciclohexanos em cadeira, com foco na preferência de posições axial e equatorial e nas interações 1,3-diaxial.

Passo 2

Em ciclohexanos em conformação de cadeira, cada grupo substituinte prefere a posição \text{equatorial} para minimizar as interações 1,3-diaxial, que custam cerca de \sim7\\ \text{kJ/mol} por substituinte axial. Portanto, quanto mais substituintes puderem ficar em posição \text{equatorial}, mais estável é a conformação.

Passo 3

No is^omero cis- 1,4 os dois substituintes est~ao voltados para o mesmo lado do anel. Nas duas poss’iveis cadeiras, um dos grupos sempre ficar’a em posi\c{c}~ao \text{axial} e o outro em \text{equatorial}. N~ao h’a forma de colocar ambos em \text{equatorial} simultaneamente, logo h’a sempre uma penalidade energ’etica de uma intera\c{c}~ao 1,3-diaxial.

Passo 4

No isômero trans- 1,4 os substituintes estão em faces opostas do anel. Entre as duas conformações de cadeira, existe uma conformação em que ambos os substituintes ficam em posição \text{equatorial}. Nessa conformação não há substituintes axiais, eliminando todas as interações 1,3-diaxial e tornando o arranjo particularmente estável.

Resposta

O isômero trans- 1,4-dissubstituído é mais estável que o cis, pois no trans existe uma conformação com ambos os grupos em posições \text{equatorial}, evitando interações 1,3-diaxial.

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