Aula 9 11 analise conformacional

1. 1

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1

COMPOSTOS ORGÂNICOS:
ALCANOS E CICLOALCANOS
ANÁLISE CONFORMACIONAL

2. 2

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2

ÍNDICE
ANÁLISE CONFORMACIONAL
- Alcanos símples
- Estrutura dos cicloalcanos – Tensão angular
- Análise conformacional do cicloexano
- Compostos do cicloexano substituido:
hidrogênios axiais e equatoriais

3. 3

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3

-Estruturas resultantes de uma símples
rotação em torno de uma ligação símples C-C.

-Podem apresentar diferentes energias. A
estrutura (conformação) de menor energia é a
mais estável.

- Moléculas estão constantemente girando e
passando através de diferentes confôrmeros.
ANÁLISE CONFORMACIONAL

4. 4

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4

ANÁLISE CONFORMACIONAL
INFLUÊNCIA NA ESTABILIDADE: FATOR ESTÉRICO
(PROXIMIDADE DE GRUPOS).
QUANTO MAIOR A DISTÂNCIA ENTRE GRUPAMENTOS
VOLUMOSOS, MENOR O IMPEDIMENTO E A INTERAÇÃO
ESTÉRICA E MAIOR É A ESTABILIDADE.

5. 5

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5

ANÁLISE CONFORMACIONAL: PROJEÇÃO DE NEWMAN
H
H
H
H
H H
Projeção de Newman

6. 6

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6

ANÁLISE CONFORMACIONAL: CONFÔRMEROS
- PARA A FORMAÇÃO DOS CONFÔRMEROS DEIXA -SE FIXO UM
DOS CARBONOS E GIRA -SE O OUTRO EM ÂNGULOS DE 60 em 60
º.
B
A 60
o B
A 60
o B
A 60
o B
A 60
o B
A 60
o B
A 60
o
CONFÔRMEROS
eclipsada

7. 7

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7

ANÁLISE CONFORMACIONAL: ETANO
H
H
H
H
H H H
H
H H
H
H

8. 8

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8
ECLIPSADAS
ALTERNADAS
ANÁLISE CONFORMACIONAL: ETANO
-ECLIPSADAS: 0
o
entre os substituintes próximos: maior energia (menos estável).
-ALTERNADAS: 60
º
entre os substituintes próximos: menor energia (mais estável).

9. 9

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9

•Tensão torsional: resistência a rotação
(proximidade de grupos).
•Para etano, apenas 3.0 kcal/mol
ANÁLISE CONFORMACIONAL ETANO: ENERGIA

10. 10

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10

ANÁLISE CONFORMACIONAL: PROPANO
H
CH
3
H
H
H H

11. 11

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11

ANÁLISE CONFORMACIONAL: PROPANO H
CH
3 60
o H
CH
3 60
o H
CH
3 60
o H
CH
3 60
o H
CH
3 60
o H
CH
3 60
o
CONFÔRMEROS

12. 12

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12

Aumento na tensão torsional devido ao grupo mais
Impedido metila (comparado com etano).
ANÁLISE CONFORMACIONAL PROPANO: ENERGIA

13. 13

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13

ANÁLISE CONFORMACIONAL: BUTANO
H
CH
3
H
CH
3
H H

14. 14

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14

•Maior energia tem os grupos metilas eclipsados.
•Alta tensão estérica
•Ângulo entre as metilas = 0
o

Totalmente eclipsada
ANÁLISE CONFORMACIONAL BUTANO (1)

15. 15

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15

•Menor energia entre as metilas anti (mais
afastadas).
•Menor tensão estérica
•Ângulo entre as metilas = 180
O

anti
ANÁLISE CONFORMACIONAL BUTANO (2)

16. 16

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16

•Grupos metilas eclipsados com Hidrogênio
•Maior energia (tensão estérica) que a anti
•Ângulo entre as metilas = 120
o

eclipsada
ANÁLISE CONFORMACIONAL BUTANO (3)

17. 17

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17

•Conformação Gauche é uma conformação
alternada não anti
•Metilas mais próximas que na conformação anti
•Ângulo entre as metilas = 60
o

gauche
ANÁLISE CONFORMACIONAL BUTANO (4)

18. 18

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18

ANÁLISE CONFORMACIONAL PROPANO: ENERGIA

19. 19

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19

Exercício
• Desenhe projeção de Newman para a conformação mais
e menos estável do butano.

20. 20

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20

ANÁLISE CONFORMACIONAL: CICLOALCANOS

21. 21

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21


•Tensão angular: Em determinados anéis o ângulo
de ligação tem tendência a apresentar valor menor
do ângulo ideal para a hibridização sp
3
(109.5
o
).
Esta diferença corresponde a tensão angular.

•Medida pela calor de combustão.

•Analisa-se as demais tensões de alcanos acíclicos.

ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
ESTABILIDADE

22. 22

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22

Calor de combustão
Alcano + O
2  CO
2 + H
2O
Long-chain
157.4 157.4
166.6 164.0
158.7 158.6
158.3

23. 23

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23

•Alta tensão angular devido ao ângulo de ligação (60
o
)
•Muito reativo, ligação fraca
•A sobreposição de orbitais não é efetiva
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOPROPANO

24. 24

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24

Tensão torsional devido a proximidade dos hidrogênios
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOPROPANO

25. 25

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25

•Tensão angular (90
o
)
•Tensão torsional aliviada devido a distorção do
anel.
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOBUTANO

26. 26

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26

•Estrutura distorcida (não-planar) – 108
o

•Distorção diminui a tensão angular e a tensão torsional.
=>
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM
CICLOALCANOS: CICLOPENTANO

27. 27

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27

•Dados de combustão indica que o sistema
não é tensionado
•Na conformação cadeira, todos os
ângulos são de 109,5
o
e os H estão
alternados.
•Não há tensão angular e nem tensão
torsional.


ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOEXANO

28. 28

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28

ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOEXANO – CONFORMAÇÃO CADEIRA
=>

29. 29

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29

=>
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOEXANO – CONFORMAÇÃO BOTE (Barco)

30. 30

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30

=>
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOEXANO – ENERGIAS

31. 31

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31

ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOEXANO – ENERGIAS

32. 32

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32

Desenhando as conformações para o
cicloexano

33. 33

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33

M e W
Erros comuns
Colocando Hs equatoriais
Colocando os Hs axiais

34. 34

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34

=>
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOEXANO – H Axiais e Equatoriais

35. 35

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35

=>
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOEXANO – MONOSUBSTITUÍDO

36. 36

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36

ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOALCANOS:
CICLOEXANO – MONOSUBSTITUÍDO
Posição equatorial com menor tensão estérica:
mais estável para substituintes volumosos.
Interação
estérica
1,3 diaxial
é grande

37. 37

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37

Quanto maior o volume estérico do substituinte, maior será a
preferência pela posição equatorial

38. 38

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38

ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO
DISUBSTITUÍDO E
A
A
E
E
AA
E
1,31,2
1
2
1
2
3
E
A
1,4
E
A
Exercício 1:
Qual a reação cis/trans
entre os hidrogênios
equatoriais nos
cicloexanos 1,2; 1,3 e
1,4? Fazer o mesmo
para o axiais!
Exercício 2:
Qual a reação cis/trans
entre os hidrogênios
equatoriais-axiais nos
cicloexanos 1,2; 1,3 e
1,4? Fazer o mesmo
para o axiais!

39. 39

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39
E
A
A
E
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM
CICLOEXANO 1,2-DISUBSTITUÍDO
SUBSTITUINTES VOLUMOSOS OCUPANDO POSIÇÃO
EQUATORIAL (MENOR TENSÃO ESTÉRICA) MAIS ESTÁVEL.

40. 40

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40
CH
3
H
CH
3
H
H
CH
3
H
CH
3
180
o
1,2 - TRANS
1,2 - CIS
H
CH
3
CH
3
H
CH
3
H
H
CH
3
180
o
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,2 -
DISUBSTITUÍDO (IGUAIS)

41. 41

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41
H
H
H
H
180
o
1,2 - TRANS
1,2 - CIS
H
H
H
H
180
o
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,2 -
DISUBSTITUÍDO (DIFERENTES)

42. 42

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42
E
AA
E
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,3 -
DISUBSTITUÍDO

43. 43

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43
H
H
180
o
1,3 - TRANS
1,3 - CIS
H
H
180
o
H
H
H
H
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,3 -
DISUBSTITUÍDO (IGUAIS)

44. 44

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44
H
H
180
o
1,3 - TRANS
1,3 - CIS
H
H
180
o
H
H
H
H
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,3 -
DISUBSTITUÍDO (DIFERENTES)

45. 45

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45

ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOEXANO 1,4 -DISUBSTITUÍDO E
A
1,4
E
A

46. 46

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46

ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOHEXANO 1,4 -
DISUBSTITUÍDO (IGUAIS)

47. 47

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47
H
H
180
o
1,4 - TRANS
1,4 - CIS
H
H
180
o
H
H
H
H
ANÁLISE CONFORMACIONAL EM CICLOHEXANO 1,4 -
DISUBSTITUÍDO (DIFERENTES)

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Exercício:

Escrever a estrutura da conformação mais
estável e menos estável do estereoisômero do
1-tert-butil-3-metilcicloexano!