4.45 Desenhe as duas conformações em cadeira do mentol e diga qual é mais estável.
RHOH

Passo 1

O enunciado pede que a gente desenhe as duas conformações em cadeira do mentol — um ciclanociclohexano substituído por metil, isopropil e hidroxila — e determine qual delas é mais estável. O conteúdo aqui é análise conformacional de ciclanos: vamos identificar as posições axiais e equatoriais, atribuir aos substituintes e comparar energias usando valores de A.

Passo 2

Pela SMILES CC\(1\)CC[C@H](C\text{(C)}C)C(O)C\(1\) identificamos os substituintes:
  • Em C_{1}: grupo metil.
  • Em C_{4}: grupo isopropil.
  • Em C_{5}: grupo hidroxila.
    A estereoquímica indicada por @ fixa o sentido “para fora” ou “para dentro” do anel, mas o que importa para nós é que, ao escolhermos uma conformação cadeira, cada substituinte ficará axial ou equatorial.

Passo 3

Na conformação A (antes do flip) todos os substituintes “para fora” se distribuem assim:
  • Metil em C_{1} \to equatorial
  • Isopropil em C_{4} \to equatorial
  • Hidroxila em C_{5} \to axial
Na conformação B (flip da cadeira) todas as posições invertem:
  • Metil em C_{1} \to axial
  • Isopropil em C_{4} \to axial
  • Hidroxila em C_{5} \to equatorial

Passo 4

Usamos valores de A (penalidade ao ficar axial):
A_{\mathrm{OH}}=0,87\;\mathrm{kcal/mol},\quad A_{\mathrm{Me}}=1,7\;\mathrm{kcal/mol},\quad A_{\mathrm{iPr}}=2,0\;\mathrm{kcal/mol}.
– Conformação A: apenas a hidroxila está axial, energia extra
E_A = 0,87\;\mathrm{kcal/mol}.
– Conformação B: metil e isopropil axiais, energia extra
E_B = 1,7 + 2,0 = 3,7\;\mathrm{kcal/mol}.
Como E_A < E_B, a conformação A é claramente mais estável.

Resposta

A conformação mais estável do mentol é aquela em que o metil ( C_1) e o isopropil ( C_4) estão em posição equatorial e a hidroxila ( C_5) em posição axial. A conformação invertida (flip), com metil e isopropil axiais, é menos estável.

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