Escreva as duas conformações em cadeira de cada um dos seguintes compostos e indique qual seria a conformação mais estável.
Cis-1-terc-butil-4-metil-ciclo-hexano
Cis-1-terc-butil-4-metil-ciclo-hexano
Passo 1
O enunciado pede para desenhar as duas conformações em cadeira do cis-.)
Passo 2
Em uma cadeira de ciclohexano os substituintes em carbono
alternam entre axial-para-cima e equatorial-para-baixo, e em carbono
entre axial-para-baixo e equatorial-para-cima. Como é cis, os dois grupos ficam do mesmo “lado do plano”: ou ambos para cima, ou ambos para baixo.
- Se ficarem “para cima”:
-tBu axial-cima e -Me equatorial-cima. - Se ficarem “para baixo”:
-tBu equatorial-baixo e -Me axial-baixo.
Passo 3
Conformação I (substituintes “para cima”):
- No carbono
o terc-butil está em posição axial-cima. - No carbono
o metil está em posição equatorial-cima.
Este arranjo satisfaz o cis (ambos para cima), mas o terc-butil axial gera fortes interações-diaxial (~ kcal/mol de penalidade).
Passo 4
Conformação II (substituintes “para baixo”, que é a imagem do flip da cadeira):
- No carbono
o terc-butil está em posição equatorial-baixo. - No carbono
o metil está em posição axial-baixo.
Aqui o terc-butil fica em equatorial (praticamente sem penalidade), e o metil axial sofre só ~kcal/mol de -diaxial.
Passo 5
Comparando energias relativas:
- Conformação I: penalidade
kcal (t-Bu axial) kcal (Me equatorial) kcal - Conformação II: penalidade
kcal (t-Bu equatorial) kcal (Me axial) kcal
Logo, a conformação II é muito mais estável, pois evita a grande penalidade do terc-butil axial.
Resposta
Conformação I:
-tert-butil axial-cima e
-metil equatorial-cima.
Conformação II: -tert-butil equatorial-baixo e
-metil axial-baixo.
A conformação mais estável é a II (com o terc-butil em equatorial).
Conformação II:
A conformação mais estável é a II (com o terc-butil em equatorial).