12.9: Conformaciones de Decalina

Se espera que los anillos de seis miembros de decalina, como los del ciclohexano, sean más estables en forma de silla. Sin embargo, existen dos formas posibles en las que se pueden unir dos sillas (Figura 12-21). Los hidrógenos de unión anular pueden estar en el mismo lado de la molécula (cis-decalina) o en lados opuestos (trans-decalina). Cuando los dos anillos se unen a través de dos enlaces de tipo ecuatorial, se produce la trans-decalina, mientras que una unión axial-ecuatorial da cis-decalina. Ambos isómeros son conocidos, y el isómero trans es aproximadamente\(2 \: \text{kcal mol}^{-1}\) más estable que el isómero cis, en gran parte debido a interacciones no enlazadas relativamente desfavorables dentro del área cóncava de cis-decalina (ver Figura 12-22).

Figura 12-21: Conformaciones de silla de las decalinas. Los dos dibujos de la conformación cis representan la misma disposición de átomos pero diferentes perspectivas.

Figura 12-22: Representación de cis-decalina que muestra interacciones no unidas (áreas sombreadas). La numeración del anillo de decalina es la convención actualmente aceptada, que no es lo mismo que el sistema de numeración utilizado generalmente para los sistemas bicíclicos, como se describe en la Sección 12-8.

Es de interés histórico señalar que la teoría de cepas de Baeyer con sus anillos planos predice solo una forma de decalina con los hidrógenos de unión anular en el mismo lado de la molécula (Figura 12-23). El concepto Sachse-Mohr de anillos sin deformación frunciados permite dos isómeros. De hecho, Mohr predijo que los dos isómeros de la decalina deberían existir antes de que W. Hückel (1925) lograra prepararlos. Ambos isómeros se encuentran en el petróleo.

Figura 12-23: Formulación de Baeyer de decalina que, con anillos planos, permite solo la configuración cis en la conjunción de anillos.

En este punto, probablemente será útil construir modelos de cis - y trans - decalinas para apreciar lo siguiente: (a) Los dos compuestos no pueden interconvertir a menos que\(\ce{C-C}\) o\(\ce{C-H}\) los enlaces primero se rompan. (b) La trans-decalina es un sistema relativamente rígido y, a diferencia del ciclohexano, los dos anillos no pueden voltear de una forma de silla a otra. En consecuencia, la orientación del sustituyente se fija en la conformación silla-silla de trans-decalina. c) Las formas de cis-decalina silla-silla son relativamente flexibles, y la inversión de ambos anillos ocurre a la vez con bastante facilidad (la barrera a la inversión es aproximadamente\(14 \: \text{kcal mol}^{-1}\)). Por lo tanto, un sustituyente puede interconvertir entre conformaciones axiales y ecuatoriales (Figura 12-24).

Figura 12-24: Inversión de anillo en cis-decalina, que toma un sustituyente de la posición ecuatorial a la axial. En ambas conformaciones, cada anillo es una forma de silla. Debe verificar este proceso con modelos de bola y palo.

Las ramificaciones del análisis conformacional de sistemas de anillos flexibles y rígidos son de considerable importancia para la comprensión de la estabilidad y reactividad en sistemas policíclicos. Esto se hará cada vez más evidente en discusiones posteriores.

Colaboradores y Atribuciones

• John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."