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• Katherine Campos

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Universidad Tecnológica Metropolitana. Facultad de Ciencias Naturales, Matemática y el Medio Ambiente. Departamento de Química. Química Orgánica II.

Ejercicios capítulo 1

Preparado por: Mitchell Bacho Lemus  

 

EJERCICIOS PROPUESTOS 1.- Defina o explique los siguientes conceptos: a.- Adición electrofílica b.- Regla de Markovnikov c.- Adición tipo Markovnikov d.- Adición tipo anti Markovnikov

e.- Adición syn f.- Adición anti g.- Reacción de hidratación h.- Reacción de hidrohalogenación

i.- Reacción de dihalogenación j.- Reacción de hidrogenación k.- Reacción de oxidación de alquenos.

2.- Clasifique las siguientes reacciones como adición tipo Markovnikov, adición tipo anti Markovnikov, adición anti, adición syn: a.Br

HBr

+

ROOR

Br

b.O

O i-PrOH

+

H2SO4 OMe

OMe

OMe

c.NC

NC HCN

d.-

+

 

e.Br2 CCl4

Br Br

+

Br

Br

 

 

3.- Dadas las siguientes reacciones: i.- Identifique el mecanismo de reacción de adición. Justifique. ii.- Escriba el mecanismo detallado de la reacción. iii.- Dibuje un perfil de energía de la reacción. iv.- Nombre el o los productos de la reacción. Si hay más de uno indique la relación estereoquímica entre ellos. Br2 a.-

d.-

HCN

CCl4

EtOH

b.-

HBr

e.-

H2SO4

ROOR

O

f.-

H2O

c.-

EtOH H2SO4

H2SO4 .

4.- Una de las reacciones típicas de adición a dobles enlaces es aquella en que moléculas del tipo HX (X= F, Cl, Br, CN y I) se adicionan al doble enlace. Para la reacción entre el 1-propeno y el HCl (ácido clorhídrico) responda dibujando las respectivas estructuras: a.- ¿Cuál sería el producto que usted esperaría obtener? b.- ¿Se formará sólo un producto o una mezcla? c.- ¿Son compuestos ópticamente activos? Si lo son ¿cuál es su configuración absoluta? 5.-La reacción del compuesto A con HBr genera una mezcla de dos compuestos isoméricos B y C, de fórmula molecular C7H12Br2. El compuesto B es ópticamente activo mientras que el compuesto C es un compuesto ópticamente inactivo. Con estos datos deduzca las estructuras de B y C. HBr

Br A

 

B +

C

 

6.- Dibuje y nombre el alqueno de partida e indique los reactivos necesarios para la obtención de los siguientes productos:

7.- Se tienen las siguientes reacciones de adición electrofílica: a.- Complete las reacciones. b.- De un mecanismo apropiado para cada una de ellas. c.- Asigne el nombre apropiado a cada uno de los reactantes y productos formados.

H

a.-

HBr

HCl

b.-

H

H

CH3OH

c.-

d.-

H2SO4

Ph e.-

Br2 CCl4 Ph

 

H

                         f.‐   

HBr H2O2

 

8.- Elija el alqueno de partida (I-III) para preparar cada uno de los compuestos (A-F) e indique los reactivos y condiciones de reacción que considere necesarios para cada caso.

9.- Dibuje el producto mayoritario que se obtiene en cada una de las siguientes reacciones:

Br2

a.-

Cl2

b.-

CH3OH

CCl4

10.- Complete las siguientes reacciones: Hl

Hl b.-

a.-

c.-

H2O

d.-

H2SO4

e.-

HBr

f.-

Ph

H2 Pd / C KMnO4 diluido y frio

peróxidos

11.- Cuando el HBr reacciona con el 2-metil-2-buteno se forma preferentemente: 2-bromo-2-metilbutano y no 2-bromo-3-metilbutano. Justifique este hecho mediante mecanismos apropiados. 12.- Proponga un mecanismo detallado para cada etapa de esta reacción, indicando cada intermediario y una estructura para cada uno de los productos que se forman: A, B, C, D, E y F. Además, indique qué producto(s) de la eliminación es (son) mayoritario(s).

 

 

13.- Explique mediante mecanismos apropiados las siguientes aseveraciones: a.- La hidratación con agua en medio ácido de una mezcla formada por 2-metil-1-buteno y 2-metil-2-buteno produce un único alcohol de fórmula molecular C5H12O. b.- Cuando el 3,3,3-trifluoropropeno reacciona con HI se obtiene el 1,1,1-trifluoro-3-yodopropano y no el 1,1,1-trifluoro-2-yodopropano, que es el que predice la regla de Markovnikov.

c.- Cuando el alqueno A se hace reaccionar con bromuro de hidrógeno se obtiene una mezcla constituida por los bromoderivados B y C.

Br

Br HBr

A

+ B minoritario

C mayoritario

d.- Cuando el compuesto A se hace reaccionar con MeOH en presencia de una cantidad catalítica de ácido se obtiene únicamente el compuesto B. El compuesto C no se forma en absoluto.

e.- Cuando se trata el cis-2-buteno con KMnO4 diluido y frio se produce un compuesto ópticamente activo. En cambio, el trans-2-buteno en las mismas condiciones produce dos compuestos ópticamente activos.

 

 

f.- El tratamiento del (S)-3-fenil-3-metilciclopenteno con HBr produce sólo un compuesto que es ópticamente inactivo. 14.- Muchas enzimas catalizan reacciones que son similares a las que se utilizan en síntesis orgánica. Una inmensa mayoría de reacciones catalizadas por enzimas son enantioselectivas. El esquema que se indica a continuación describe la transformación del ácido fumárico en ácido (S)-málico. Esta reacción está catalizada por el enzima fumarasa y forma parte del ciclo del ácido tricarboxílico de la respiración celular. COOD H HOOC

COOH H

ácido fumárico

fumarasa

HOOC

pH = 7,4; H2O

COOH

OD

H

D

H

OH

COOD

ácido (S)-málico

ácido málico deuterado

a.- ¿Qué tipo de reacción cataliza la fumarasa? b.- ¿Es el ácido fumárico de partida un compuesto quiral? ¿Es quiral el ácido málico que se forma en la anterior reacción? c.- ¿Cómo se podría efectuar la transformación anterior en el laboratorio? ¿Sería el ácido málico obtenido quiral? d.- Si la reacción que cataliza la fumarasa se lleva a cabo en D2O, en lugar de en H2O, y en presencia de la enzima se obtiene únicamente el estereoisómero representado en el esquema anterior. ¿La reacción catalizada por la fumarasa es una adición sin o anti? 15.- Qué productos se obtendrán en las siguientes reacciones de hidrogenación. ¿Serán los productos obtenidos ópticamente activos? ¿Por qué?

16.- Proponga un mecanismo que explique las siguientes transformaciones:

17.- Determine los productos que se forman si se trata el (Z)-1,3-pentadieno con ácido clorhídrico.

HCl

 

¿productos?

 

18.- Determine todos los productos de la reacción.

19.- Determine todos los productos de la reacción si el compuesto de la figura se trata con etanol. CH3CH2OH

H2SO4

20.- Complete los siguientes esquemas sintéticos.



 

 

21.  Complete  las  siguientes  reacciones  para  el  alqueno  indicando  la  estereoquímica  del  producto  cuando sea necesario.