Lección 7: CICLOALCANOS · 2007. 3. 23. · 2.Tensión de anillo. Estabilidad relativa de cicloalcanos. 3. Conformaciones de cicloalcanosy factores que influyen en ellas 3.1....

1.Estructura y propiedades físicas.

2.Tensión de anillo. Estabilidad relativa de cicloalcanos.

3. Conformaciones de cicloalcanos y factores que

influyen en ellas

3.1. Ciclopropano ciclobutano y ciclopentano.

3.2. Conformaciones del ciclohexano y derivados.

3.2. Enlaces ecuatoriales y axiales en el ciclohexano.

4. Configuraciones y conformaciones.

5. Cicloalcanos policíclicos.

Lección 7: CICLOALCANOS

Son poco polares y sus propiedades físicas son similares a las de los alcanos acíclicos

ramificados. Tienen p.e. y p.f. más altos y densidades mayores que los correspondientes

alcanos acíclicos lineales, debido probablemente a su mayor rigidez y simetría que

permiten unas fuerzas intermoleculares de atracción (London) más efectivas.

Puntos de ebullición Puntos de fusión

Densidad

Estructura# y propiedades físicas

# Para estructura, ver Lección 3

Estereoisomería. Isomería geométrica

C C

H3C-H2C

H3C

CH3

H

C C

H3C

H3C-H2C

CH3

H

(Z)-3-metilpent-2-eno (E)-3-metilpent-2-eno

H3C

CH3

H

H

H3C

H

H

CH312

12

cis-1,2-dimetilciclopentano trans-1,2-dimetilciclopentano

CH3

H

Br

H

Br

H H

CH3

cis-1-bromo-3-metilciclohexano cis-1-bromo-3-metilciclohexano

axial-axial ecuatorial-ecuatorial

En sistemas cíclicos:

En dobles enlaces:

Lección 5

Tensión de anillo. Estabilidad relativa de cicloalcanos

T

TENSION DE ANILLO = Tensión angular + tensión torsional

Tensión angular es la desestabilización

debida a la compresión del ángulo

tetraédrico (109.5º) hasta el requerido

para la formación del ciclo que se da en

los carbonos sp3 de los cicloalcanos

Tensión torsional se debe a la

repulsión de los pares de electrones

σ de enlaces que están eclipsadosHH

HH

H

H

Tensión estérica se debe a las

fuerzas de Van der Waals

repulsivas que se dan entre

átomos que se ven forzados a

acercarse más de lo que

permiten sus radios atómicos

CH3

H

H

H

CH3

H

Tensión torsional y tensión estérica

Lección 5

Ciclopropano

Ciclobutano

Ciclopentano

Ciclohexano1

2

3

4

CH3H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

HH

H

H

H

H

CH3

H

H

H

H

H

1C4

4C1

1

234

56

123

4 56

CH3 ecuatorial CH3 axial

∆E = 1.8 Kcal/mol

1-Metilciclohexano: dos conformaciones de distinta energía

1Derivados del ciclohexano

Derivados del ciclohexano 2

Configuraciones y conformaciones

Los derivados monosustituídos de

cualquier cicloalcano siempre

poseen un plano de simetría interno

Son aquirales

No presentan tampoco isomería

geométrica

Derivados disustituídos de cicloalcanos:

S S R R R S

Ejemplo:

1

Ciclohexano 1,1-disustituído

Derivados disustituídos de ciclohexano:

Los ciclohexanos 1,1-disustituidos no tienen isómeros configuracionales. Su equilibrio

conformacional será degenerado si R y R' son iguales. Si son diferentes, predominará

la forma silla que tenga en ecuatorial el sustituyente más voluminoso.

Los ciclohexanos (1,2), (1,3) y (1,4) disustituidos tienen 2 isómeros

configuracionales: cis y trans.

Cada uno de ellos posee dos conformaciones silla en equilibrio:

En cada caso el equilibrio conformacional estará desplazado hacia la

forma silla que menos sustituyentes tenga en axial y/o la que tenga el

sustituyente de mayor energía conformacional en disposición

ecuatorial.

2

Estudiemos ahora cada uno de ellos:

Isómero 1,2 cis

Par de enantiómeros

Si R = R’ = CH3

R

R'

R

R'

CH3

CH3

CH3

CH3S

R

R

S

Enantiómeros conformacionales

Isómero 1,2 trans

R

R'

R

R'

Par de enantiómeros

Si R = R’ = CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

S

S

R

R

Par de enantiómeros

Ciclohexano 1,2-disustituído 3

Isómero 1,3 cis

Par de enantiómeros

Si R = R’ = CH3

Meso (aquiral)

Isómero 1,3 trans

Par de enantiómeros

Si R = R’ = CH3

Par de enantiómeros

Ciclohexano 1,3-disustituído 4

R R

R' R'

CH3 CH3

S

R

R

S

CH3CH3

σ

R R

R' R'

CH3 CH3

S

R

R

S

CH3CH3

Ciclohexano 1,4-disustituído

Isómero 1,4 cis

Isómero 1,4 trans

No hay C*. Hay

plano de simetría

interno

aquiral

aquiral

5

Cicloalcanos policíclicos