29 votos

¿Por qué el ciclooctateraeno tiene forma de "bañera" y no de "silla"?

Entiendo que para que el ciclooctatetraeno (COT) "escape" a la horrible perspectiva de convertirse en una molécula antiaromática, debe adoptar una conformación no plana .

enter image description here

Se dice que la conformación de la COT tiene forma de "bañera". Mis fuentes (enlaces aleatorios que arrojó Google) también coinciden en esta conformación particular de "bañera".

Pero, ¿por qué no tiene forma de "silla"?

Siguiendo la misma línea del ciclohexano (no aromático), ¿una conformación de "silla" no reduciría (aunque sea un poco) las repulsiones estéricas debidas al apiñamiento de los átomos de hidrógeno en un lado/cara de la molécula?

O incluso si "evitar los problemas estéricos" no es realmente la gran idea aquí, entonces podría reformular mi pregunta como:

¿Qué impide que el COT asuma una estructura en forma de "silla"?

La estructura de la "silla" que tengo en mente para el COT es algo así:

enter image description here

( No tengo acceso a un dibujante de química orgánica lo suficientemente decente como para tener esto dibujado mejor, lo siento. )

3 votos

Bueno, lo que has dibujado son dobles enlaces cis y trans alternados. Si haces la forma de bañera puedes tener una bonita geometría de doble enlace cis, mientras que si haces la "silla" tienes que ir hacia el trans, por lo que al final los enlaces cis están muy retorcidos.

2 votos

Curiosamente, no encuentro ninguna referencia a cis-trans-cis-trans -COT. He encontrado algunos que afirman la síntesis de mono- trans -Derivados del COT, sin embargo. Ingenuamente, asumo que cis-trans-cis-trans -El COT debe existir. Sin embargo, los dos son, por supuesto, compuestos diferentes (y mono- trans -Los COTs tienden a equilibrarse de nuevo a todos- cis -COT después de ser sintetizado por irradiación).

0 votos

@Jan Si c-t-c-t El COT existe... ¿entonces sabes por qué la gente tiende a quedarse con "bañeras" en lugar de "sillas"? [Las imágenes de Google arrojaron sólo bañeras :/]

22voto

Nick Locking Puntos 419

Se trata de la estructura tridimensional de los dobles enlaces.

Si miramos la forma de la bañera, vemos que todos los ángulos diedros C-C=C-C son de 0°. Los ángulos C=C-C son de 125°, también bastante cercanos al valor óptimo. Todo funciona bien, básicamente no hay tensión en toda la molécula. enter image description here

Intenté construir la forma de silla de todos los cis, pero cada optimización terminaba en la forma de tubo de todos los cis o en la forma de silla de cis-trans-cis-trans. La mejor estructura que se parece a la forma de silla de todos los cis que terminé es esta:

enter image description here

En primer lugar, es bastante plano, por lo que la antiaromaticidad volvería a jugar un papel y los ángulos diedros son también de ~33° para los dobles enlaces anteriores y posteriores, lo que es energéticamente bastante malo e inestable.

El compuesto cis-trans-cis-trans no es definitivamente una monstruosidad. Estoy trabajando mucho con trans-ciclooctenos y no veo por qué esto no debería ser posible si un trans,trans-cicloocta-1,5-dieno es posible.

enter image description here

Aquí tenemos 0° para los ángulos diedros de los enlaces cis y 125° para los trans. Sí, esto está muy lejos del valor óptimo de 180°, pero es bastante similar a lo que se espera de los trans-ciclooctenos (alrededor de 135°). Me parece que sería bastante reactivo e inestable, pero sin duda podría existir. Supongo que no hay una buena manera de producirlo.

Así que en general: todos los ángulos en la forma de bañera están mucho más cerca de los valores óptimos que en cualquiera de las formas de silla y la forma todo cis es bastante plana.

0 votos

¿Te importa una pregunta derivada? Usted mencionó: " ... es bastante plana, por lo que la antiaromaticidad volvería a jugar un papel ... ". Tenía la impresión de que una vez que un anuleno con 4n electrones adopta una conformación no plana, se totalmente pierde su condición de antiaromático. Pero lo que has dicho sugiere que la antiaromaticidad no está tan claramente definida con respecto a la conformación (es decir, la antiaromaticidad del anuleno depende de la grado de la "planitud" de la molécula... en lugar de considerar simplemente si la molécula es plana o no). ¿Ha sido un lapsus? ¿O realmente pretendía eso?

1 votos

Sí, esa era la intención. Las reglas de Hückel, de las que supongo que estás tomando la regla de "tiene que ser plana", son reglas básicas muy simples pero tienden a ser bastante inexactas en algunos casos. La (anti)aromaticidad depende del sistema pi conjugado, por eso normalmente se diría que tiene que ser plana. Sin embargo, si se sale del plano el solapamiento será peor pero sigue estando ahí, seguirá teniendo el carácter aromático o antiaromático, pero no es tan fuerte.

1 votos

¿No hay modo imaginario en el caso "plano"?

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X