Questão:
Isômero conformacional mais estável de 3-metoxiciclohexan-1-ol
Pink
2016-12-29 12:35:15 UTC
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Entre os seguintes, o isômero mais estável é?

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Estou ciente do fato que os substituintes equatoriais são mais estáveis ​​do que os substituintes axiais, mas não pudemos aplicar isso aqui. No entanto, a chave de resposta fornece a resposta como d) em que ambos os substituintes estão em posição axial.

Observe que não há espaço entre os prefixos substituintes (3-metoxi) e o composto original (ciclohexan-1-ol). Além disso, (b) e (c) são diastereômeros, não conformadores diferentes, de (a) e (d). De qualquer forma, a resposta em três palavras é "ligação de hidrogênio intramolecular".
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Não * impedimento * estérico, mas * repulsões * estéricas. A palavra "obstáculo" significa que algo está sendo bloqueado, como um nucleófilo que entra em uma reação SN2. Nada está atacando nada aqui e, conseqüentemente, nada está sendo bloqueado aqui. Portanto, a palavra "obstáculo" não se aplica. De qualquer forma, a questão realmente se resume a se as repulsões estéricas desestabilizadoras são maiores ou se a ligação H intramolecular estabilizadora é maior. A resposta é que você provavelmente precisa de um computador para resolver isso, mas, neste caso, o H-bond é mais importante.
Além disso, (b) e (c) são o mesmo isômero / conformador ...?
@orthocresol sim b) ec) são os mesmos conformes. Deve ter sido impresso incorretamente no livro. Desculpe por isso.
@orthocresol Talvez, a pergunta originalmente pretendida era sobre todas as combinações: (1R, 3S) -, (1S, 3S) -, (1S, 3R) - e (1R, 3R) -3-metoxiciclohexan-1-ol. No entanto, agora existem dois isômeros (1S, 3S) e o isômero (1R, 3R) está faltando.
As perguntas no título e no corpo do texto não são estritamente idênticas. A questão é sobre o mais estável dos estereoisômeros mostrados de 3-metoxiciclohexan-1-ol com qualquer possível conformação de ciclohexano, ou é a questão sobre o mais estável dos isômeros mostrados com precisamente a conformação de ciclohexano mostrada?
Dois respostas:
Klaus-Dieter Warzecha
2016-12-29 13:16:21 UTC
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Às vezes, a regra prática intuitiva que favorece conformações com substituintes $ \ ce {OH} $ em posições equatoriais falha miseravelmente.

conformers of a geranyl acetate cyclization product

Para 1 , um produto de ciclização do acetato de geranila, pode-se supor que a conformação favorecida na solução e no cristal é 1eq . No entanto, este não é o caso! Tanto a espectroscopia de NMR quanto a cristalografia de raios X indicam que 1ax é a conformação real.

No caso de 1 , o motivo mais provavelmente não é uma ligação de hidrogênio intramolecular (estabilizadora) que formaria um anel de sete membros, mas a interação estérica dos grupos metil. A interação desfavorável dos grupos metil 1,3-diaxial em 1eq é evitada no conformador com o grupo axial $ \ ce {OH} $.

Então por que é esse o caso? Tem algo a ver com uma ligação de hidrogênio 1,3-diaxial do grupo hidroxila e carbonila éster?
Jan
2016-12-30 05:12:06 UTC
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Eu diria que a resposta à pergunta depende fortemente do solvente usado.

Caso ninguém ainda não veja: na orientação (d), o composto pode formar um hidrogênio intramolecular ligação do grupo hidroxilo ao grupo metoxilo. Isto é especialmente favorável em solventes que não podem participar na ligação de hidrogênio, e. diclorometano.

Dissolver a mesma molécula em metanol, entretanto, pode mudar toda a história. A ligação de hidrogênio intramolecular é favorecida na ausência de outros doadores ou aceitadores de ligação de hidrogênio, mas em um solvente de ligação de hidrogênio não há absolutamente nenhuma escassez de doadores e aceitadores e pode-se presumir que todos os locais que podem participar da ligação de hidrogênio de alguma forma são saturado com ligações de hidrogênio. Neste ponto, a interação estérica provavelmente se torna mais importante e eu assumiria que a molécula assume preferencialmente uma configuração diequatorial.



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