Química da vida: Cicloalcanos

Cicloexano
Atividade 4
O ciclo butano pode dobrar-se para cima ou para baixo, dependendo dos
substituintes presentes. Desenhe os seguintes ciclobutanos nas duas
conformações dobradas que se interconvertem. Indique a conformação mais
estável, se houver, e os tipos de tensões envolvidas.
a) cis-1,2-dimetilciclobutano;
b) trans-1,2-dimetilciclobutano.
Ocicloexano é uma das unidades estruturais mais importantes na Química Orgânica e não
tem tensão angular ou torcional dentro do erro experimental. Se fosse planar, provocaria
tensão torcional devido às 12 interações H-H e tensão angular (ângulo do hexagono
regular é 120°). Para minimizar as interações originadas por uma conformação em coincidência,
a molécula adota uma estrutura não planar, dobrando-se por meio do afastamento do plano,
formado pelos carbonos 1 e 4 em sentidos opostos, resultando na conformação cadeira
(observe a semelhança com o objeto de mesmo nome). Nesse arranjo, não há coincidência entre
os hidrogênios vizinhos, e os ângulos internos do anel tornam-se muito próximos ao ângulo do
tetraedro regular, estruturas (a,b) e a conformação de Newman (c) da Figura 3.
Outro arranjo pode resultar da “dobra” da molécula, um deles é a forma bote, que
ocorre quando na dobra da estrutura os carbono 1 e 4 se afastam do plano no mesmo
sentido. Tal forma é 6,9 kcal/mol menos estável do que conformação cadeira, o que se deve
à tensão resultante da coincidência dos átomos de hidrogênio na base da forma bote. Outro
efeito desestabilizador desse arranjo é a tensão estérica derivada da aproximação entre os
dois hidrogênios internos da forma bote. Essa tensão, quando aparece entre elementos do
mesmo anel, é chamada de tensão transanular (latim, trans, através, e anulus, anel), como
é o caso das estruturas (g) da Figura 3.
A conformação bote do cicloexano é relativamente flexível. A torção de uma das ligações
C-C, em relação à outra, resulta na conformação bote torcido e, dessa forma, miniminiza
a interação transanular da conformação anterior, produzindo estabilização em 1,4 kcal/mol,
como pode ser visto nas estruturas (h), (i) da Figura 3. Essas conformações têm conseqüência
importante no que diz respeito às posições dos substituintes no anel do cicloexano.
Tensão estérica
Tensão originada quando
dois grupos de átomos
volumosos se aproximam
tanto, que suas nuvens
eletrônicas começam a
sofrer forte repulsão.
Tensão transanular
É a tensão estérica entre
grupos de átomos, no
mesmo anel.
Aula 03 Química da Vida 9