4.9 : Estereoisomerismo de compostos cíclicos

Nesta lição, exploramos o papel da conformação do anel e sua estabilidade, que determina o arranjo espacial e, consequentemente, a simetria molecular e o estereoisomerismo dos compostos cíclicos. O 1,2-dimetilciclohexano é usado como estudo de caso para avaliar o possível número de estereoisômeros. Aqui, dados os múltiplos (n = 2) centros quirais, existem 2ⁿ = 4 configurações possíveis que não possuem um plano de simetria, já que o esqueleto do anel existe em uma conformação de cadeira não plana. Além disso, o potencial para inversão do anel em um anel de ciclohexano implica que cada uma dessas quatro configurações possíveis poderia existir ainda como uma mistura de duas ou mais conformações.

O efeito da flexibilidade conformacional em um sistema de anel sobre o número de estereoisômeros possíveis é mostrado usando um estudo de caso das configurações cis e trans do 1,2-dimetilciclohexano. Embora as configurações cis sejam moléculas quirais (imagens especulares não sobreponíveis) com os enantiômeros como estereoisômeros distintos em potencial, a rápida inversão do anel à temperatura ambiente torna essas configurações interconversíveis e inseparáveis. Assim, elas representam conformações da mesma molécula. Por outro lado, os isômeros trans são moléculas quirais que não podem ser sobrepostas pela rotação da molécula ou pela inversão do anel e existem como compostos únicos. Isso prova a presença de três estereoisômeros para o exemplo escolhido: o isômero cis e o par de enantiômeros trans.

Isso é ainda elucidado usando outra estrutura de anel com diferença na posição de substituição: 1,3-dimetilciclohexano. A configuração cis é aquiral devido a um plano de simetria molecular. Consequentemente, o sistema com dois centros quirais exibe três estereoisômeros: os dois enantiômeros trans não interconversíveis e uma configuração cis aquiral. Em essência, quando uma estrutura em anel é avaliada, os dois aspectos que precisam ser estudados são a inversão do anel e o plano de simetria para determinar o número possível de estereoisômeros.