Desenhe um diagrama de energia versus ângulo de torção para os confôrmeros do 1-cloro-2-hidróxi-etano e determine o confôrmero mais estável, explicando o porquê de sua escolha. Obs.: Pode-se fazer analogia a questão resolvida 8.

Passo 1

O enunciado pede que a gente faça a análise conformacional do 1-cloro-2-hidroxi-etano (C H_{2}Cl–C H_{2}OH), traçando um diagrama de energia em função do ângulo de torção em torno da ligação C–C e identificando qual conformer é o mais estável. O conteúdo envolvido é análise de conformações de alcanos substituídos: vamos usar conceitos de energia torsional (eclipsamentos), repulsão de dipolos e possível interação de hidrogênio intramolecular.

Passo 2

Definimos como \varphi o ângulo diedro \mathrm{Cl}–C–C–O, medido de 0\circ a 360\circ ao girar o radical –C H_{2}OH em torno da ligação C–C. Os principais conformeres são:
\bullet\varphi=0\circ (sin-periplanar ou “syn”), com Cl e OH eclipsados;
\bullet\varphi\approx 60\circ e \varphi\approx 300\circ (gauche), com Cl e OH defasados 60\circ;
\bullet\varphi=180\circ (anti-periplanar), com Cl e OH defasados 180\circ.

Passo 3

Analisando qualitativamente a energia de cada conformer:
  • Em \varphi=0\circ, Cl e OH ficam eclipsados, gerando máxima energia por eclipsamento de ligações C–H/C–H e forte repulsão entre os dipolos C–Cl e C–O.
  • Em \varphi=180\circ, os dipolos ficam antiparalelos, o que ajuda a diminuir energia (valeu do diagrama), mas não há interação de H intramolecular, logo é um mínimo local mais alto que o dos conformers gauche.
  • Em \varphi\approx 60\circ (e 300\circ), além de reduzir eclipsamentos, há possibilidade de interação fraca de hidrogênio intramolecular entre o H do –OH e o átomo de Cl, estabilizando ainda mais essas conformações (efeito gauche).

Passo 4

O diagrama qualitativo de E versus \varphi fica assim (eixo horizontal: \varphi de 0\circ a 360\circ; eixo vertical: energia crescente):
E
^ /\ /\ /\
| / \ / \ / \
| ____ / _/ _/ ____
| / _/
±---------------------------------------> \varphi 0\circ 60\circ 120\circ 180\circ 240\circ 300\circ 360\circ
Descrição do diagrama:
  • Pico em \varphi=0\circ (sin, energia máxima).
  • Vales profundos em \varphi\approx 60\circ e \varphi\approx 300\circ (gauche, energia mínima global).
  • Vale raso em \varphi=180\circ (anti, mínimo local).
  • Picos menores em \varphi\approx 120\circ e \varphi\approx 240\circ (eclipses parcialmente substituídos).

Passo 5

Comparando os vales, a energia é mais baixa para os conformers gauche ( \varphi\approx 60\circ e 300\circ) do que para o anti ( \varphi=180\circ). A estabilização extra vem da interação fraca de hidrogênio intramolecular O–H \cdot\cdot\cdotCl e da redução de eclipsamentos, superando o benefício de dipolos antiparalelos no anti.

Resposta

O conformer mais estável é o gauche ( \varphi\approx 60\circ ou \varphi\approx 300\circ), devido à interação de hidrogênio intramolecular entre o hidrogênio do grupo –OH e o átomo de Cl, além da menor energia torsional.

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