Pregunta 173 · FIR 2022 · Química orgánica, general e inorgánica

Por qué es la correcta y por qué no las otras

La preferencia ecuatorial se mide con el valor A, la diferencia de energía libre entre el confórmero axial y el ecuatorial. Depende del volumen efectivo del sustituyente cerca del anillo. En posición axial, el sustituyente choca con los H axiales de C3 y C5: son las interacciones 1,3-diaxiales. El ter-butilo es muy voluminoso y no puede girar para alejar sus metilos del anillo. Su valor A ronda las 4,9 kcal/mol y el equilibrio está prácticamente desplazado al 100% hacia el ecuatorial. Por eso se usa para «anclar» la conformación del ciclohexano.

Por qué no las otras

• 1. Metilciclohexano: valor A de unos 1,7 kcal/mol, con ~95% ecuatorial a 25 °C. Prefiere el ecuatorial, pero mucho menos que el t-butilo, porque es más pequeño y gira libremente.
• 3. Clorociclohexano: valor A muy bajo, de unos 0,4-0,5 kcal/mol. El Cl es grande, pero el enlace C–Cl es largo y lo aleja del anillo. Así reduce las interacciones 1,3-diaxiales.
• 4. Hidroxiciclohexano (ciclohexanol): valor A de unos 0,9 kcal/mol, que varía con el disolvente por los puentes de H. El OH es pequeño y su preferencia ecuatorial es modesta.

Clave para el FIR: Preferencia ecuatorial = valor A, por las interacciones 1,3-diaxiales. Orden: t-Bu (~5) ≫ i-Pr > Et ≈ Me (1,7) > OH > halógenos (bajos por su enlace C–X largo). El t-butilo bloquea la conformación.