• Author / Uploaded
• ChuyTurrubiates

• Categories
• Alcohol
• Química Orgánica
• Química Física
• Ciencias fisicas
• Ciencia

Citation preview

7.30) defina los siguientes conceptos: a) isómero con doble enlace: isómeros constitucionales que difieren solo en la posición de un doble enlace. Los isómeros de los dobles enlaces se hidrogenan para dar lugar al mismo alcano, b) eliminación de zaytzeff: eliminación que da lugar al producto zaytzeff. c) elemento de instauración: hecho estructural que produce la disminución de dos átomos de hidrogeno en la formula molecular, Un doble enlace o anillo, son elementos de instauración, un triple enlace son dos elementos de instauración. d) producto de Hofmann: alquenos menos sustituidos obteniendo una reacción de eliminación. e) violación de la regla de bredt: un compuesto biciclo planteado estable no puede tener un doble enlace en la posición cabeza de puente a menos que uno de los anillos contenga ocho átomos de carbono como mínimo. f) hidrogenación: adición de hidrogeno a una molécula. La hidrogenación más frecuente es la adición de H2 en un doble enlace en presencia de un catalizador. g) deshidrogenación: eliminación de hidrogeno (H2) de un compuesto, generalmente en presencia de un catalizador. h) deshidrohalogenacion: eliminación de un haluro de hidrogeno (HX) de un compuesto, generalmente promovida por una base. i) deshidratación: eliminación de agua de un compuesto que generalmente esta catalizado por ácidos. j) deshalogenación: eliminación de un halógeno (X2) de un compuesto. k) diahluro germinal: compuesto con dos átomos de halógeno en el mismo átomo de carbono. l) diahluro vecinal: compuesto con dos halógenos en átomos de carbono adyacentes. m) heteroatomo: cualquier átomo diferente del carbono o del hidrogeno. n) polímero: sustancia de masa molecular alta obtenida a partir de la unión de muchas moléculas pequeñas llamadas monómera.

7.31 Represente una estructura para cada compuesto. (a) 3-metil-l-penteno CH2=CH-CH (CH3)-CH2-CH3 (b) 3,4-dibromo-l-buteno CH3

Br

C=C CH2

Br

(c) 1,3-cic1ohexadieno

(d) (Z)-3-metil-2-Peteno CH3CH2

CH3 C=C

CH3

H

(e) vinilciclopropano

(f) (Z)-2-bromo-2-penteno Br

H C=C

CH3-CH2 CH3 (g) (3Z, 6E)-1 ,3,6-octatrieno

Problema 32

Diga el nombre correcto de cada compuesto.

a) 2-etil 1-penteno b)3-etil 2-penteno c) 7-metilOcta-1,3,6-trieno d)4-propil 3-hexeno e) 1-ciclohexano 1,3 ciclohexdieno 7.33 Nombre cada estructura como E, Z o ninguna de las dos.

(a) E (b) (b) ninguna de las dos ya que hay 2 grupos metil en un solo carbón (c) (c) Z (d) (d) Z

Problema 7.34 a) Represente y nombre los cinco isómeros de fórmula molecular C 3H5F.

b) El colesterol. C27H46O, sólo tiene un enlace pi. ¿Qué más se puede decir de esta estructura? R= Al contener un enlace pi ( π) ellos que es el sigma

(σ )

por ende tiene un enlace entre

el cual es el que une los dos carbonos.

Al contener un enlace pi el colesterol no necesita un carbono, ya que el enlace pi es un enlace doble, y lo utiliza para tener estabilidad en las moléculas. 7.35- formule y nombre todos lo isómeros del 3-metil-2,4-hexano a) utilizando la nomenclatura cis y trans b) utilizando la nomenclatura (E) – (Z)

7.36 Detennine qué compuesto presenta isomería cis-lmns. Formule e identifique usando la nomenclatura cis-trans o E-Z. según convenga. a) I-penteno no tiene isómeros geometricos b) 2-penteno

c)

3-hexeno

d) e)

l,l-dibromopropano no tiene isómeros geometricos 1,2-dibromopropano

los isómeros

f) 2.4-hexadieno

37 Para cada alqueno, indique la dirección del momento dipolar. Para cada par, determine qué compuesto tiene el mayor momento dipolar. a) Cis-l,2-difluoroeteno o trans-l ,2-difluoroeteno.

b)

Cis-l,2-dibromoeteno o trans-2,3-dibromo-2-buteno.

c)

Cís- o trans-l,2-dibromo-l ,2-dicloroeteno.

d) Cis-I,2-dibromo-l,2-dicloroeteno o cis-l,2-dicloroeteno. 7.38 prediga los productos de las siguientes reacciones. Cuando sea posible más de un producto, prediga cuál será el mayoritario.

7.39 Escriba una ecuación para cada una de las siguientes reacciones:

7:40Explique cómo prepararía ciclopentano a partir de cada uno de los compuestos siguientes: a)

trans-l,2-dibromociclopentano

NaI

b)

ciclopentanol

H2SO4 150°

c)

bromuro de ciclopentilo

d)

ciclopentano (no por deshidrogenación)

NaOH

1 2 3

Br2 luz NaOH calor d

7.41 Prediga los productos que se forman por la deshidrohalogenación de los siguiente compuestos. promovida por hidróxido de sodio. En cada caso, prediga cuál será el producto mayoritario. a) l-bromobutano

b)

2-clorobutano

c)

3-bromopentano

d)

l-bromo-l-metilciclohexano

e)

l-bromo-2-metilciclohexano

42 ¿Qué haluros experimentan deshidrohalogenación para obtener los siguientes alquenos puros? a)

l-buteno

b)

isobutileno

c)

2-penteno

d)

metilenciclohexano

e)

4-metilciclohexeno

7.43 En la deshidrohalogenación de los haluros de alquilo, una base fuerte como el terc-butóxido generalmente da lugar a los mejores resultados en los mecanismos E2. (a) Explique por qué una base fuerte como el terc-butóxido no puede deshidratar un alcohol a través del mecanismo E2.

Hay dos razones por las que los alcoholes no deshidratan con una base fuerte . El abandono potencial grupo, hidróxido, reduce directamente una base fuerte y por lo tanto un grupo saliente terrible. En segundo lugar, la base fuerte desprotona la -OH rápido que puede ocurrir en cualquier otra reacción , el consumo de la base y haciendo que el dejando grupo aniónicos y por lo tanto aún peor.

(b) Explique por qué un ácido fuerte, usado en la deshidratación de un alcohol, no es efectivo en la deshidrohalogenación

de un haluro de alquilo.

( b ) Un haluro ya es un grupo saliente decente. Desde haluros son bases muy débiles, el halógeno átomo no es fácilmente protonado , e incluso si lo fuera, el grupo saliente no es significativamente mejorada 7.44.- Prediga los productos mayoritarios de la deshidratación de los siguientes alcoholes:

a) 2-pentanol

b) 1-metilciclopentanol

c) 2-metilciclohexanol

7.45 La deshidratación del 2-metilciclopentanol da lugar a una mezcla de tres alquenos. Proponga mecanismos para que se lleve a cabo la obtención de estos tres productos

7.46 Prediga los productos de deshidrohalogenación que se obtienen cuando los haluros de alquilo siguientes se calientan en una disolución alcohólica de KOH. Cuando se obtenga más de un producto, prediga los productos mayoritarios y minoritarios. a) (CH3)2CH-C(CH3)2 CH3

b) (CH3)2CH-CH-

Br Mayor Menor

c) (CH3)2 C-CH2-CH3

Br

Mayor Menor d) Br

CH3

Cl CH3

Mayor Menor

D

7.47.Las eliminaciones el de los haluros de alquilo no suelen ser útiles en síntesis, porque dan mezclas de productos de sustitución y eliminación. Explique porque la de deshidratación del ciclohexanol, catalizada por ácido sulfúrico, produce un buen rendimiento de ciclohexeno a pesar de que la reacción tenga lugar atraves de un mecanismo. (Sugerencia: ¿Cuáles son los nucleófilos en la mezcla de reacción?, ¿Qué productos se forman si esos nucleófilos atacan al carbocatión?, ¿Qué otras reacciones pueden experimentar estos productos de sustitución?

R= Los alcoholes son malos electrófilos, porque el grupo hidroxilo es un mal grupo saliente. El grupo hidroxilo se puede convertir en un buen grupo saliente ya sea por tosilación o por protonación. La deshidratación necesita de un catalizador ácido para protonar el grupo hidroxilo del alcohol y convertirlo entonces en un buen grupo saliente. Con frecuencia se utiliza ácido sulfúrico y el ácido fosfórico concentrado para tal fin. En esta reacción se establece un equilibrio entre los reactivos y los productos. Es necesario eliminar uno o más de los productos a medida que se formen. Esto se puede hacer ya sea destilando los productos de la mezcla de reacción o por adición de un agente deshidratante para eliminar el agua. El alqueno hierve a menor temperatura que el alcohol (debido a la presencia de puentes de hidrógeno) y dicho alqueno se destila y se elimina de la mezcla de productos desplazando así el equilibrio a la derecha.

¿Cuáles son los nucleófilos en la mezcla de reacción? R= La reacción SN1 es una reacción de sustitución en química orgánica. "SN" indica que es una sustitución nucleofílica y el "1" representa el hecho de que la etapa limitante esunimolecular.1 2 La reacción involucra un intermediario carbocatión y es observada comúnmente en reacciones de halogenuros de alquilo secundarios o terciarios, o bajo condiciones fuertemente acídicas, con alcoholes secundarios y terciarios. Con los halogenuros de alquilo primarios, sucede la reacción SN2, alternativa. Entre los químicos inorgánicos, la reacción SN1 es conocida frecuentemente como el mecanismo disociativo. Mecanismo Un ejemplo de una reacción que tiene lugar con un mecanismo de reacción SN1 es la hidrólisis del bromuro de tert-butilo con agua, formando alcohol tert-butílico:

Esta reacción SN1 tiene lugar en tres etapas: 

Formación de un carbocatión de tert-butilo, por la separación de un grupo saliente (un anión bromuro) del átomo de carbono: esta etapa es lenta y es reversible.



Ataque nucleofílico: el carbocatión reacciona con el nucleófilo. Si el nucleófilo es una molécula neutra (por ejemplo, un disolvente), se requiere un tercer paso para completar la reacción. Cuando el disolvente es agua, el intermediario es un ion oxonio. Esta etapa de reacción es rápida.



Deprotonación: La eliminación de un protón en el nucleófilo protonado por el agua actuando como base conduce a la formación del alcohol y un ion hidronio. Esta etapa de la reacción es rápida.

48 La siguiente reacción se conoce como reordenamiento pinaeolínico. La reacción comienza con una ionización promovida por un ácido para dar lugar a un carbocatión. Este carbocatión experimenta una transposición de metilo para formar un catión más estable estabilizado por resonancia. La pérdida de un protón da lugar al producto observado. Proponga un mecanismo para el reordenamiento pinacolínico.

H3C CH3

H2O4, CALOR

CH3-C - C –CH3 HO

OH

PINACOL

O

CH3

CH3- C- C- CH3 CH3 PINACOLONA

Mecanismo para el reordenamiento pinacolinico El grupo OH, "roba" un H del ácido sulfúrico para formar H20 (+); Un excelente grupo saliente, el cual mediante el segundo paso es liberado del alcano como H20 y así formar el carbonación. Luego se realiza una trasposición de un grupo metiluro :CH3 (-) hacia la carga positiva del carbonación; de esta forma, el carbonación ahora pasa a estar sobre el grupo OH

restante.

Finalmente el bisulfato HS04 (-) que es la base conjugada del ácido sulfúrico producto del primer paso de esta reacción genera lo siguiente: 1) extrae el H del grupo OH 2) los electrones del H forman el doble enlace entre el O y el C formando así la cetona para dar la Pinacolona.

7.49- Proponga un mecanismo para explicar la formación de dos productos en la reacción siguiente.

CH2Br

NBs, hv

+ Br

En la reacción se puede observar una molécula de metileno ciclohexano junto a un grupo exocílico (el cual se tiene fuera del anillo), la molécula anterior se hace reaccionar con N-Bromosuccinimida para formar bromociclohexano junto a un grupo exocíclico, más 2-ciclohexeno-3- Bromometil. 7.50 Un químico hizo reaccionar (2S,3R)-3-bromo-2,3-difenilpentano con una solución de etóxido de sodio (NaOCH2CH3) en etanol. Los productos fueron dos alquenos: A (mezcla cis-trans) y B (un isómero puro). En las mismas condiciones, la reacción del (2S,3S)-3-bromo-2,3-difenilpentano dio dos alquenos, A (mezcla cis-trans) y C. La hidrogenación catalítica de los tres alquenos (A, B y C) dio 2,3-difenilpentano. Determine las estructuras de A, B y C, proponga ecuaciones para su formación y explique la estereoespecificidad de estas reacciones.

7.51 La diferencia de energía entre el cis- y el trans-2-buteno es de aproximadamente 1 kcal/mol, sin embargo, el isómero trans deI 4,4-dimetil-2-

penteno es 3.8 kcal/mol más estable que el isómero cis. Explique esta gran diferencia.