PROBLEMA 3.11Represente una gráfica, similar a la de la Figura 3.9. de la tensión torsional del 2-mctilpropanorotando alrededor del enlace entre C1 y C2. Muestre el angulo diedro y represente la proyeccionde Newman para cada conformacion alternada y eclipsada.

PROBLEMA 3.12

Represente una gráfica, similar a la de la Figura 3.11, de la energía torsional del 2-metilbutanoRotando alrededor del enlace C2— C3.

Energías relativas sobre el gráfico encima fueron calculadas usando estos valores del texto: 3. 8 kJ/mole (0.9 kcaI/mole) para una interacción CHRCH3 torpe (asombrada); 4. 2 kJ/mole (la l 0 kcaI/mole) para " una h de h " eclipsaron la interacción; 5 .4 kJ/mole (1. 3 kcaI/mole) para una H-CH interacción eclipsada; 1 2.5 kJ/mole (3. 0 kcaI/mole) para un CHRCH eclipsaron la interacción. Estos valores en kJ/mole son notados sobre cada estructura y son sumados para dar el valor de energía sobre el gráfico. Sligh la variación de t entre este gráfico y el que en el texto son debido al rodeo.

PROBLEMA 3.13Dibuje una representación en perspectiva de la conformación mas estable del 3-metilhexano.

Pagina 101 NOMENCLATURA DE CICLOALCANOS

PROBLEMA 3.14Nombre los siguientes compuestos segun las reglas de la IUPAC:

(a) 3-sec-butyl-I,I-dimethylcyc l opentane

(b) 3-cyclopropyl-I,I-dimethylcyclohexane (c) 4-cyc l obutylnonane

PROBLEMA 3.15Represente la estructura y escriba la formula molecular de cada uno de los siguientes compuestos:(a) Ciclododecano (b) Propilciclohexano(c) Ciclopropilciclopentano (d) 3-etil-l,l-dimetilciclohexano

PROBLEMA 3.16¿Cual de los siguientes cicloalcanos es capaz de tener isomeria geometrica (cis-trans)? Representelos isomeros cis y trans.(a) 3-etil-l,l-dimetilciclohexano (b) 1,4-dimetilciclohexano(c) l-etil-3-metilciclopentano (d) l-ciclopropil-2-metilciclohexano

PROBLEMA 3.17Nombre los siguientes cicloalcanos segun las reglas de la IUPAC:

Pegar la imagen del libro 3.17

(a) cis-I-methyl-3-propylcyclobutane (b) tral1s-I-t-butyl-3-ethylcyclohexane (c) trans- l ,2-dimethylcyclopropane

PROBLEMA 3.18El calor de combustion del cis-1,2-dimetilciclopropano es mayor que el del isomero trans. .Queisomero es mas estable? Haga la representacion para explicar esta diferencia de estabilidad.

La combustión del isómero de la cei emite más energía, entonces cei - 1, methylcyclopropane 2-di debe comenzar en una energía más alta que la transacción i somer. La proyección Newman del isómero de la cei muestra que los dos metilos son eclipsados el uno con el otro; en el isómero de transacción, los metilos todavía son eclipsados, pero con el hidrógeno, no cada uno otro-a baja la energía.

PROBLEMA 3.19El trans l,2-dimetilciclobutano es mas estable que el cis-1,2-dimetilciclobutano, pero el cis-1,3-dimetilciclobutano es mas estable que el trans-l,3-dimetilciclobutano. Representelos para explicar estas observaciones. angulos de enlace de 88°conformacion ligeramente

PROBLEMA 3.20El ciclohexano en conformacion de silla dibujado arriba tiene el reposacabezas a la izquierda yel reposapies a la derecha. Dibuje un ciclohexano en conformacion de silla con sus enlaces axialesy ecuatoriales que tenga el reposacabezas a la derecha y el reposapies a la izquierda.

PROBLEMA 3.21Dibuje el 1,2,3,4,5,6-hexametilciclohexano con todos los grupos metilo:

(a) en posiciones axiales b) en posiciones ecuatoriales

PROBLEMA 3.22Represente una proyeccion de Newman. similar a la de la Figura 3.25, a lo largo del enlaceC1 — C6 en la conformacion del metilciclohexano, tal que el metilo este en posicion ecuatorial.Explique por que el grupo metilo esta tambien en disposicion anti con respecto a C5 (utilice losmodelos moleculares como ayuda).

PROBLEMA 3.23La Tabla 3.6 muestra que la diferencia de energia axial-ecuatorial para los grupos metilo, etilo e isopropilo aumenta progresivamente: 1.7, 1.8 y 2.1 kcal/mol (7.1, 7.5 y 8.8 kJ/mol.) El grupo tere^butilo muestra una diferencia de energia de 5.4 kcal/mol (23 kJ/mol), mas del doble que la del grupo isopropilo. Represente las conformaciones axiales del isopropilciclohexano y del terc-butilciclohexano y explique por que el sustituyente re/r-butilo experimenta un incremento tan grande en energía en su disposicion axial con respecto a la que experimente el grupo isopropilo como sustituyente.

El grupo isopropílico puede girar de modo que su hidrógeno esté cerca de la s axial de hidrógeno sobre c arbons 3 y 5, similar al hidrógeno del grupo de metilo, y por lo tanto simi la l ar a un grupo de metilo i energía de n. El grupo de t-butyl, sin embargo, debe señalar un grupo de metilo hacia el hidrógeno sobre las de carbón 3 y 5, dando a interacciones severas diaxial, causando la energía de s thi conformer saltar dramático todo el.

PROBLEMA 3.24Represente la conformacion mas estable de:

(a) etilciclohexano (b) isopropilciclohexano (c) fcrobutilciclohexano

PROBLEMA RESUELTO 3.3(a) Represente las dos conformaciones de silla del c7s-I,2-dimetiIciIohexano y

determine que conformero es mas estable.

(b) Haga lo mismo para el isomero trans.

(c) Prediga que isomero (cis o trans) es mas estable.

SOLUCION(a) Hay dos conformaciones de silla posibles para el isomero cis y estas dos conformacionesse interconvierten a temperatura ambiente. Cada una de estas conformaciones tiene un grupometilo axial y otro ecuatorial, por lo que su energia es la misma.

(b) Hay dos conformaciones de silla del isomero trans que se interconvierten a temperatura

ambiente. Una de ellas tiene los dos grupos metilo axiales y la otra ecuatoriales. La conformacioncon los sustituyentes en posicion diecuatorial es mas estable porque ningun grupometilo ocupa la posicion axial mas impedida.

(c) El isomero trans es mas estable. La conformacion mas estable del isomero trans es la diecuatorial,aproximadamente 1.7 kcal/mol (7.1 kJ/mol) mas baja en energia que cualquierade las conformaciones del isomero cis, teniendo cada una un metilo axial y uno ecuatorial.Recuerde que cis y trans son isomeros distintos, y no se pueden interconvertir medianterotacion en tomo a enlaces sencillos.

PROBLEMA 3.25(a) Represente las dos conformaciones de silla del c.s-l,4-dimetilciclohexano y determine queconformero es mas estable.(b) Haga lo mismo para el isomero trans.(c) Prediga que isomero (cis o trans) es mas estable.

PROBLEMA 3.26

Utilice los resultados del Problema 3.25 para completar la tabla siguiente. Cada entrada muestralas posiciones de dos grupos en las disposiciones que se indican. Por ejemplo, dos grupos adyacentesque estan en disposicion trans (trans-1,2) seran ecuatoriales (e,e) o axiales (a,a).

PROBLEMA RESUELTO 3.4Represente la conformacion mas estable del ira Trans-l-etil-3-metilciclohexano.SOLUCIONPrimero se representan las dos conformaciones

Las dos conformaciones requieren que un grupo sea axial y el otro ecuatorial. El grupoetilo es mas voluminoso que el grupo metilo, por lo que la conformacion con el grupo etiloecuatorial es mas estable. Estas conformaciones de silla estan en equilibrio a temperatura ambiente y predomina la que tiene el grupo etilo en posicion ecuatorial.

PROBLEMA 3.27Represente las dos conformaciones de silla de cada uno de los siguientes ciclohexanos sustituidos.En cada caso, nombre la conformacion que sea mas estable.(a) cis-l-etil-2-metilciclohexano (b) trans-l-etil-2-metilciclohexano(c) cis-l-etil-4-isopropilciclohexano (d) trans-l-etil-4-metilciclohexano

PROBLEMA 3.28Nombre los compuestos siguientes. Recuerde que dos enlaces hacia arriba estan en relacion cis:dos enlaces hacia abajo estan en cis, y un enlace hacia arriba y otro hacia abajo estan en trans.

PROBLEMA 3.29Represente la conformacion mas estable de:(a) cis-1 -f-butil-3-etilciclohexano.(b) trans-1 -f-butil-2-metilciclohexano.(c) trans-1 -f-butil-3-( 1, l-dimetilpropil)ciclohexano.

PROBLEMA 3.30Nombre los compuestos siguientes:

PROBLEMA 3.31Utilice sus modelos moleculares para hacer una interconversion silla-silla en cada anillo de la conl formacion de la ra-decalina mostrada en la Figura 3.29. Represente la conformacion que se obtiene.

PROBLEMA 4.1Represente las estructuras de Lewis de los siguientes radicales libres:(a) radical tf-propilo, CH3 — CH2 — CH2 (b) radical terc -butilo, (CH3)30(c) radical isopropilo (d) atomo de yodo

PROBLEMA 4.3Cada uno de los siguientes mecanismos, propuestos para la cloracion radicalaria del metano, esfalso. Explique como la evidencia experimental permite descartar cada uno de estos mecanismos.

PROBLEMA 4.4La cloracion radicalaria del hexano da rendimientos muy bajos de 1-clorohexano, mientras queel ciclohexano puede ser transformado en clorociclohexano con un rendimiento alto.(a) .Como puede explicar esta diferencia?(b) .Que proporcion de reactivos (ciclohexano y cloro) utilizaria para la sintesis de clorociclohexano

(a) El doce hidrógeno de cyclohexane es todo sobre el equivalente 2 ° c arbons. El reemplazo de cualesquiera de los doce conducirá al mismo producto, c la h lorocyclohexane. la n-Hexane, sin embargo, tiene el hidrógeno en tres posiciones diferentes: sobre carbón - l (equi valent a carbón 6), carbón 2 (equi valent a c arbon-5), y carbón 3 (equi valent a carbón 4). La monocloración de n-hexane producirá una mezcla de los tres isómeros posibles: 1-, 2-, y 3-chlorohexane.

(b) La mejor conversión de cyclohexane a chlorocyclohexane requeriría la proporción de cloro cyclohexanel para ser un número grande. Si la proporción fuera pequeña, como la concentración de chlorocyclohexane aumentó durante la reacción, el cloro comenzaría a substituir a un segundo hidrógeno de chlorocyclohexane, generando productos no deseados. El objetivo es de tener el cloro atacan una molécula de cyclohex ane antes de que esto alguna vez encuentre una molécula de chlorocyclohexane, entonces la concentración de cyclohexane debería ser guardada alta.

PROBLEMA 5.16Para cada grupo de los ejemplos siguientes, haga el modelo de la primera estructura y diga querelacion tiene el resto de las estructuras con la primera. Ejemplos de relacion: mismo compuesto,enantiomero, isomero estructural.

PROBLEMA 5.17Represente una proyeccion de Fischer para cada compuesto. Recuerde que el cruce representa unatomo de carbono asimetrico y la cadena de carbonos deberia estar colocada en la vertical, conla numeracion, segun la IUPAC, de arriba hacia abajo.

PROBLEMA 5.18Para cada proyeccion de Fischer:( 1) Construya un modelo.(2) Represente la imagen especular.(3) Determine si la imagen especulares igual, o diferenie, de la estructura original.(4) Dibuje los planos de simetria especulares que se deducen de las proyecciones de Fischer.