Isomeria Conformacional V2 Parte 1 Prof Dennis

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Isomeria ConformacionalQUI 2014Q. Orgânca IB Prof. D. Russowsky
Isomeria Conformacional
Alcanos, Cicloalcanos e Tensão Anelar 
Isomeria Conformacional
Rotação em torno do 
eixo da ligação s
Carbono-Carbono
Alcanos - Rotação de Lig. s - Isomeria Conformacional
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As Conformações
de Newman
Isomeria Conformacional
Vistas Tridimensionais para o Etano
Representações Tridimencionais para o Etano
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Clássica
Space FilingBall & Stick
Isomeria Conformacional
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1. Conformações
Diferentes arranjos espaciais que uma molécula pode adotar devido à
rotação livre sobre ligações Sigma.
2. Conformação Alternada
A conformação de mais baixa energia, onde os ligações de átomos
adjacentes tem um ângulo de diedro 60o entre si, maximizando a
separação e minimizando repulsões eletrônicas e interações espaciais.
3. Conformação Eclipsada
Conformação de alta energia em que as ligações estão em átomos
adjacentes estão alinhadas (coplanares) umas com as outras formando
ângulo diedro de 0o.
Definições
Isomeria Conformacional
As Projeções de Newman e a Análise Conformacional
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Projeção de Newman
Vista ao longo do eixo da Ligação C-C
Rotâmeros
Isômeros 
Conformacionais
Projeção de Newman
Alternada
Projeção de Newman
Eclipsada
Projeção de Newman
Alternada
A Análise Conformacional para o Etano
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Conformação Alternada para o Etano
Conformação Eclipsada para o Etano
Análise Conformacional para o Etano
Variação da Energia Potencial do Etano como uma função do ângulo de
rotação em torno da ligação carbono-carbono:
Conformações alternadas e eclipsadas para o Etano.
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Análise Conformacional para o Propano
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Conformação Eclipsada
para o PropanoConformação Alternada
para o Propano
Barreiras Rotacionais para o Propano
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Conformação
Alternada
Conformações
Eclipsadas
Análise Conformacional do Butano
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1. Conformação Anti
Descrição dada a dois substituintes em átomos adjacentes, com
ângulos de 180o entre sí.
2. Conformação Syn
Descrição dada a dois substituintes em átomos adjacentes, quando os
ângulos são de 0o em relação ao outro.
3. Conformação Gauche
Descrição dada a dois substituintes ligados a átomos adjacentes,
quando os ângulos são a 60o uns em relação aos outros.
Definições
Análise Conformacional do Butano
Considerando a rotação em torno da ligação C2-C3 do butano, há seis
confôrmeros, I-VI mostrados a seguir:
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Análise Conformacional do Butano
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Projeções de Newman - A Conformação Gauche no Butano 
Projeção de Newman
Clássica
Projeção de Newman
Space Filing
Projeção de Newman
Ball & Stick
Análise Conformacional do Butano
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A Conformação Eclipsada SYN no Butano
Conformação de mais
Alta energia para o Butano
Análise Conformacional do Butano
A energia potencial do butano como uma função do grau de rotação em
torno da ligação C-2--C-3. As letras verdes referem-se às conformers (A-F).
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Análise ConformacionalQUI 2014Q. Orgânca IB Prof. D. Russowsky
Barreiras Energéticas
Tipos de Interações Conformacionais dos Alcanos
Isomeria Conformacional
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Análise Conformacional de Propanos Substituídos
1-Cloropropano (Similar ao Butano)
Conformação Alternada 
ANTI
Conformação Eclipsada 
SYN
Cicloalcanos e Tensão Anelar
A estabilidade de um cicloalcano pode ser prevista determinando a
proximidade dos ângulos internos de ligação da idealidade do ângulo
tetraédrico de 109,5°.
Os ângulos de um triângulo equilátero são de 60º. Os ângulos de ligação no
ciclopropano, são comprimidos a partir do ângulo ideal de 109,5 ° para 60°,
com um desvio de 49,5°.
Este desvio de o ângulo de ligação da idealidade é denominada Tensão
Angular.
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Equilibrio Conformacional de Cicloalcanos e a Tensão Angular
(Tensão Anelar)
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As formas de cicloalcanos: Planar ou não planar?
Tensão Angular: tensão devido à deformação de uma ângulo de ligação a
partir do seu valor ideal (Tensões de Baeyer).
Ângulos Internos dos Polígonos Regulares
Equilibrio Conformacional de Cicloalcanos e a Tensão Angular 
(Tensão Anelar)
Isomeria Conformacional
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Adolf von Baeyer (Século XIX) 
1. Assumiu que os Cicloalcanos são polígonos planares.
2. Distorção dos ângulos de ligação de 109,5o gera uma Tensão Angular
nos Cicloalcanos com anéis menores ou maiores do que o ciclopentano.
3. Baeyer foi incorreto na crença de que Cicloalcanos são planares.
Merece crédito pela ideia da Tensão Angular como fator de
desestabilização.
Equilibrio Conformacional de Cicloalcanos e a Tensão Angular 
(Tensão Anelar)
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CnH2n + O2 nCO2 + (n+1)H2O + heat
cicloalcano mensurável
Equilibrio Conformacional de Cicloalcanos e a Tensão Angular
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Tensão Total
1. Tensão Torcional: Resulta do eclipsamento das ligações.
2. Tensão Van der Waals (Tensão estérica): Resulta da proximidade dos
átomos entre sí.
3. Tensão Angular: Resulta da distorção dos ângulos de ligação dos
valores ideais.
Cicloalcanos e Tensão Anelar
Envelope
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Cicloalcanos e Tensão Anelar
Ciclopropano Ciclobutano Ciclopentano
Envelope
Ciclopropano Ciclobutano Ciclopentano
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EnvelopeEclipsado
Equilibrio Conformacional de Cicloalcanos e a Tensão Angular 
Isomeria Conformacional
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Aneis Pequenos Tensos – Ciclopropano
1. Anel de três membros tem estrutura planar, baixo grau de overlap entre
os orbitais híbridos sp3
2. Tensão Total = Tensão Angular + Tensão Torsional
3. Grupos CH2 adjacentes estão eclipsados Simétrico com ângulos de ligação
C-C-C de 60 °
Equilibrio Conformacional de Cicloalcanos e a Tensão Angular 
(Tensão Anelar)
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Modelo
Banana Bond
Modelo
Bent Bond
Ciclopropano
Planar
Equilibrio Conformacional de Cicloalcanos e a Tensão Angular
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Aneis Pequenos Tensos – Ciclobutano
1. Conformação não planar alivia a tensão angular.
2. Tensão Torçional existe devido ao maior número de átomos de hidrogênio
no anel.
3. Ciclobutano não é planar. Ligeiramente curvado para fora do plano com
um átomo de carbono cerca 25 ° acima do plano.
4. Tensão Angular diminui e Tensão Torcional Aumenta.
Equilibrio Conformacional de Cicloalcanos e a Tensão Angular 
Isomeria Conformacional
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Aneis Médios – Ciclopentano
1. Conformação planar é livre de Tensão Angular de acordo com Baeyer,
porém, a Tensão Torcional é significativa (10 interações H-H eclipsadas).
2. Conformações Envelope e Meia-Cadeira aliviama maior parte das Tensões
Torcionais.
3. Quatro átomos de carbono estão num plano. O quinto átomo de carbono
está acima ou abaixo do plano – (Conf. Tipo Envelope)
Projeção de Newman
Planar Envelope Meia-Cadeira
Equilibrio Conformacional de Cicloalcanos e a Tensão Angular
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O Ciclohexano
As Conformações Cadeira e Barco
Conformações do Ciclohexano Cadeira e Barco
Conformações Cadeira para 
o Cicloexano
(a) formato de Tubo, 
(b) Bolas & Cilindros 
(c) Desenho de Linha ) zig-zag
(d) Modelo espaço-cheio. 
Dois tipos de hidrogênio:
Os que se situam em torno do
perímetro do anel são
Equatoriais (brancos)
Os que estão para cima ou para
baixo, os Axiais (vermelho).
Isomeria Conformacional
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Conformações do Ciclohexano Cadeira
Isomeria Conformacional
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Conformações do Ciclohexano Barco
Análise ConformacionalQUI 2014Q. Orgânca IB Prof. D. Russowsky
De
Barreiras Rotacionais para o Ciclohexano
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Devido a grande estabilidade da conformação Cadeira é estimado que mais 
de 99% das moléculas estejam na conformação Cadeira