Page 81 - Libro Hipertextos Quimica 2

Componente: Procesos físicos

La libertad de rotación aumenta progresivamente a medida que aumenta
el tamaño del anillo, hasta que se alcanza casi la misma movilidad de la a
estructura alifática correspondiente, como es el caso del cicloalcano de 25
carbonos. Esta característica permite la existencia de isómeros cis-trans en
cicloalcanos de bajo peso molecular (3-7 carbonos), como se muestra en la
fi gura 2a, para el dimetilciclopropano.

2.2.1 Conformación y estabilidad
CH H C H
de cicloalcanos — — — — 3 3 — — — —
— H H H — H CH 3
En las últimas décadas del siglo XIX se habían aislado con éxito moléculas — —
H H
cíclicas de cinco y seis carbonos, pero no se conocían anillos mayores, ni
cis trans
menores. Como explicación a esta situación, Adolf von Baeyer (1835–
1917) propuso, en 1885, que: dado que en los alcanos y alquinos alifáticos, b
los ángulos de enlace entre carbonos son 109° y 120°, respectivamente, la
formación de estructuras cíclicas debían suponer una desviación de estos
ángulos y por tanto, los anillos con menos de cinco o más de seis átomos
de carbono debían estar sometidos a demasiada tensión como para existir
como estructuras estables.
Baeyer tenía razón en cuanto que el plegamiento de una molécula en una
forma cíclica implica alteraciones en el valor de los ángulos de enlace y que
esas alteraciones ocasionan una cierta tensión en los enlaces, haciendo a 2 — — H
las moléculas inestables. Sin embargo, los anillos de menos de cinco y de H H — H
1 4 — H
más de seis carbonos sí existen, sólo que no se trata de estructuras planas, H — — H — — 3
H
como suponía Baeyer, sino que presentan deformaciones tridimensionales,
con el fi n de minimizar las tensiones entre enlaces (fi guras 17b, c, d y e).
c
El ciclohexano es una molécula especial dentro de los cicloalcanos, puesto
que la conformación que adoptan los átomos, especialmente en la forma
de silla (fi gura 17d), elimina todas las tensiones, haciendo de la molécula
una estructura especialmente estable. Esto explica su amplia ocurrencia en
la naturaleza, siendo un importante agente farmacéutico. La forma de bote
es menos frecuente debido a su inestabilidad.
La tensión presente en los nodos de enlace entre átomos, ocasiona una gran — H — H
predisposición de estos compuesto a las reacciones donde ocurra apertura H — 2 — 3 H
del ciclo. Experimentalmente se ha encontrado que la facilidad para dar — H 5
reacciones de apertura de ciclo aumenta a medida que se hace mayor la — H H — H
1 — — 4
tensión del mismo lo cual está en proporción inversa al tamaño del ciclo. H H
2.2.2 Nomenclatura d H — — 4 H H H 6 —
—
El nombre principal del hidrocarburo cíclico va precedido del prefi jo H — 5 — — H
ciclo con el nombre y terminación del alcano o alqueno lineal que tenga H— — 2 H — H
3 — H 1 —
el mismo número de carbonos, como hemos estado mencionando hasta
H H
ahora.
Los hidrocarburos cíclicos sustituidos se nombran ordenando los sustitu- e H H 4—
yentes alfabéticamente y teniendo en cuenta que reciban los números más H—— 1 H H H —
bajos posibles. Estos son algunos ejemplos: — 2 — 3 — —
CH 3 CH H— 6 H H 5 — — H
—
— 4 1 — — Br H H
3 2
— — — Figura 17. Representaciones esquemáticas de la forma
Cl l CH 3 adoptada por las moléculas de algunos cicloalcanos
para reducir al máximo la tensión de enlace.
Metilciclopropano 2-cloro-1-metilciclobutano 1-bromo-3-cloro-2-metilciclopentano a) 1,2-dimetilciclopropano, isómeros cis y trans, b) ciclobutano,
c) ciclopentano, d) ciclohexano, forma de silla y e) ciclohexano,
forma de bote.
© Santillana 81

QUIM11-U3(64-97).indd 81 22/12/09 10:02