Como desenhar cadeiras
A maior parte das estruturas mostradas nesta página foram desenhadas com o programa livre ISIS/Draw. Eu postei um guia para ajudá-lo a começar com o ISIS/Draw. ISIS/Draw fornece um modelo hexagonal simples de ciclohexano (6 anéis) na barra de ferramentas através do topo. Ele fornece modelos para várias estruturas de cadeiras com 6 anéis no menu Templates; escolha Rings. Existem gabaritos para cadeiras simples, sem substitutos (por exemplo, Fig 1B), e para cadeiras que mostram todos os substitutos (por exemplo, Fig 2B). Em ambos os casos, você pode adicionar, apagar ou alterar as coisas como desejar. Vários tipos de ligações estéreo (calços e barras) estão disponíveis clicando no botão de ferramenta do lado esquerdo que se encontra logo abaixo do botão de ligação C-C normal. Pode ter uma cunha mostrada nele, mas isto irá variar dependendo de como tem sido usado. Para escolher um tipo de ligação estéreo, clique no botão e mantenha o clique do mouse; um novo menu aparecerá à direita do botão.
O programa de desenho livre Symyx Draw, o sucessor do ISIS/Draw, fornece modelos e ferramentas semelhantes. Uma estrutura básica da cadeira é fornecida na barra de modelos padrão que é mostrada. Mais opções estão disponíveis, escolhendo o modelo Anéis. Veja minha página Symyx Draw para um guia geral para começar com este programa.
O programa de desenho livre ChemSketch fornece modelos e ferramentas similares. Para encontrar os templates especiais para cadeiras, vá ao menu Templates, escolha Janela de Templates, e depois escolha “Anéis” no menu suspenso perto do canto superior esquerdo. Veja a minha página ChemSketch para um guia geral para começar com este programa.
Se você quiser desenhar estruturas de cadeiras à mão (e se você está indo em química orgânica, você deve)… Tenha cuidado. Os zigs e zags precisos, e os ângulos dos substitutos são todos importantes. Seu livro didático pode lhe oferecer algumas dicas de como desenhar cadeiras. Um pequeno item no Journal of Chemical Education oferece um belo truque, mostrando como a cadeira pode ser pensada como sendo constituída por um M e um W. O artigo é V Dragojlovic, Um método para desenhar o anel de ciclohexano e seus substitutos. J Chem Educ 78:923, 7/01. (Agradeço a M Farooq Wahab, Chemistry, Univ Karachi, por sugerir que este artigo seja anotado aqui.)
Além de desenhar a cadeira básica, os pontos-chave para adicionar substitutos são:
- Axial groups alternate up and down, and are shown “vertical”.
- Os grupos equatoriais são aproximadamente horizontais, mas na verdade um pouco distorcidos a partir disso, de modo que o ângulo do grupo axial é um pouco mais que um ângulo reto — refletindo o ângulo de ligação comum de 109 graus.
- Como advertido anteriormente, é geralmente mais fácil desenhar e ver o que está acontecendo nos quatro cantos da cadeira do que nas duas posições intermediárias. Tente usar os cantos o máximo possível.
Porque as ligações axiais são paralelas umas às outras, os substitutos maiores que o hidrogênio geralmente sofrem maior apinhamento estéreo quando são orientados axial em vez de equatorial. Consequentemente, os ciclo-hexanos substituídos adotarão preferencialmente conformações em que os substitutos maiores assumam orientação equatorial.
Quando o grupo metilo na estrutura acima ocupa uma posição axial, ele sofre apinhamento estéril pelos dois hidrogênios axiais localizados no mesmo lado do anel.
A conformação em que o grupo metilo é equatorial é mais estável e, portanto, o equilíbrio está nessa direção