Explique cada uma das seguintes afirmativas, incluindo na explicação a definição dos termos em negrito.
Nos ciclohexanos 1,2 e 1,4-dissubstituídos, um dos grupos assume a posição axial e outro a posição equatorial.

Passo 1

O enunciado pede para explicar por que, em ciclohexanos 1,2- e 1,4-dissubstituídos, um dos grupos fica na posição axial e o outro na posição equatorial em cada conformação cadeira. Vamos usar o modelo da conformação cadeira do ciclohexano e as definições geométricas de posições axiais e equatoriais.

Passo 2

Definição de posição axial
Em conformação cadeira do ciclohexano, cada átomo de carbono do anel tem dois substituintes: o que chamamos de axial está aproximadamente perpendicular ao plano médio do anel, apontando alternadamente para cima ou para baixo à medida que percorremos os carbonos 1, 2, 3, ···, 6.

Passo 3

Definição de posição equatorial
O outro substituinte em cada carbono é chamado de equatorial porque se projeta quase paralelamente ao plano médio do anel, estendendo-se em torno do “equador” da cadeira. Essas posições equatoriais também alternam ligeiramente de direção (para dentro ou para fora do anel) de carbono a carbono.

Passo 4

Alternância de orientações
Na conformação cadeira as posições axiais e equatoriais se revezam ciclicamente ao redor do anel. Isso implica:
  • Nos carbonos 1 e 2 (adjacentes) as orientações axiais são opostas: se em C 1 o substituinte axial está para cima, em C 2 o axial estará para baixo, e o mesmo vale para as equatoriais.
  • Nos carbonos 1 e 4 (quatro átomos de distância) também as orientações axiais se alternam: axial em C 4 fica invertido em relação a C 1.
Como consequência, se em C 1 o substituinte estiver em axial, em C 2 (ou em C 4) a posição axial não coincide com a do C 1, forçando o substituinte desses carbonos a ocupar a posição equatorial.

Passo 5

Conclusão
Devido a essa alternância geométrica inerente à conformação cadeira, em qualquer ciclohexano 1,2-dissubstituído ou 1,4-dissubstituído os dois substituintes nunca podem ficar ambos axiais nem ambos equatoriais numa mesma conformação: um ficará axial e o outro equatorial. Ao ocorrer o “ring flip”, cada substituinte troca de axial para equatorial (e vice-versa), mas a alternância entre os pares 1,2 e 1,4 permanece válida.

Resposta

Em qualquer conformação cadeira dos ciclohexanos 1,2- ou 1,4-dissubstituídos, por causa da alternância de orientações axiais e equatoriais ao longo do anel, cada par de substituintes em 1,2 ou em 1,4 apresenta obrigatoriamente um grupo na posição axial e o outro na posição equatorial.

Exercícios relacionados