En artículos anteriores hemos visto que dos moléculas aparentemente distintas, si se pueden interconvertir mediante giros o rotaciones se denominan confórmeros. Lo hemos visto aplicado para alcanos y para cicloalcanos.
Una molécula puede presentar muchas conformaciones posibles. Pero no con todas estas conformaciones está igual de "cómoda". Con una conformación alomejor está más cómoda y con otras menos cómoda.
Recordemos que las moléculas son como las personas, a lo largo del día no estamos siempre en la misma postura, nos movemos y vamos cambiando de postura: con los brazos levantados, con los brazos hacia abajo, tumbados, sentados, agachados ... Hay ciertas posturas que nos son más cómodas que otras. Si a todas las posturas que tenemos a lo largo del día les pusiéramos una nota del uno al diez, siendo el 1 el grado de menor comodidad y 10 el grado de mayor comodidad y las representásemos en un gráfico estaríamos haciendo nuestro propio análisis conformacional.
En la gráfica se muestran las distintas posturas de una persona a lo largo del día frente al grado de comodidad, los datos son los de la siguiente tabla:
Postura
|
Grado de comodidad
|
Tumbado
|
10
|
Sentado
|
8
|
De pie
|
6
|
Tumbado
|
10
|
De puntillas
|
1
|
Sentado
|
8
|
Agachado
|
2
|
Tumbado
|
10
|
Evidentemente no se representan todas las posturas de la persona, sino las que nos interesan para el estudio.
Observamos que aunque la conformación más cómoda de esa persona sea la conformación "estar tumbado" la persona no se pasa todo el día tumbada. Tampoco se mantiene todo el día en conformaciones cómodas, ya que por necesidades tiene que adoptar otra conformación para poder alcanzar ciertos objetivos. Por ejemplo, tiene que ponerse de puntillas para alcanzar un objeto que no es capaz de coger. Tiene que agacharse porque se le desató el cordón y debe atarlo para evitar caerse.
Cuando se trata de moléculas, la idea es la misma. En el caso de alcanos, lo que hacemos son giros en torno a un enlace carbono carbono, pero no hacemos el análisis conformacional grado a grado, lo que hacemos son giros de 60 grados y representar el análisis conformacional de 0 a 360 grados. En vez de poner nota del 1 al 10, lo que se hace es dar una medida energética que está tabulada. Esa medida energética nos da el grado de incomodidad.Cuanta más energía tiene un confórmero más incómodo está. Cuanta menor energía tiene un confórmero más cómodo está.
La gráfica anterior muestra el análisis conformacional del etano. Los datos representados son los siguientes:
Ángulo torsión
|
E(kcal/mol)
|
0
|
0
|
60
|
2,9
|
120
|
0
|
180
|
2,9
|
240
|
0
|
300
|
2,9
|
360
|
0
|
Los máximos representan cuando este se encuentra en conformación alternada y los mínimos cuando este se encuentra en conformación eclipsada.
La gráfica anterior representa el caso del butano. Los datos representados son los siguientes:
Ángulo
torsión
|
E(kcal/mol)
|
0
|
0
|
60
|
3,6
|
120
|
0,9
|
180
|
4,9
|
240
|
0,9
|
300
|
3,6
|
360
|
0
|
En este caso los máximos siguen representando conformaciones eclipsadas y los mínimos conformaciones alternadas, pero no todas esas conformaciones son igual de incómodas.
La gráfica anterior representa el análisis conformacional del ciclohexano. Los datos representados son los siguientes:
Coordenada de interconversión
|
E
|
Silla
|
0
|
Bote
|
6,9
|
Silla
|
0
|
Se puede observar que el ciclohexano en conformación silla está menos incómodo que en conformación bote.
Las moléculas al igual que las personas no siempre están en su conformación más estable. Es más, están siempre girando, interconvertiéndose en sus confórmeros. En algunos casos tienen que adoptar la conformación más incómoda para poder reaccionar. Cuando hablamos de una conformación en concreto estamos suponiendo que congelamos la molécula, es decir que hemos alcanzado el 0 absoluto de temperatura y que no vamos a dejar que esa molécula gire.
Ahora bien, he usado los términos comodidad e incomodidad para que podáis entender la idea de en que consiste el análisis conformacional. Pero químicamente no se habla en esos términos, se habla en términos de estabilidad.
Cuando una molécula está en su conformación menos incómoda, se dice que está en la conformación más estable y cuando está en la conformación más incómoda se dice que es la conformación menos estable.
En artículos posteriores hablaré más detalladamente del análisis conformacional, este artículo no es más que una introducción, y explicaré como se sabe si una conformación es la más estable o no sin tener que recurrir a datos energéticos.
Descubrirlaquimica. Estudiante de química en la USC
