UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUIMICAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE FARMACIA Y BIOQUIMICA

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA BÁSICA Y APLICADA

“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

PRÁCTICA

Asignatura: Química Orgánica I

Profesor responsable: Luis Miguel Félix Veliz

Número de mesa: 5

Integrantes:

Ayala García, Paola

Chuco Vásquez, Nathaly Cinthia

Munarriz Castillo, Jaime

Paucar Asto, Yeni

Año de estudios: Segundo

Semestre académico: 2012 – I

INTRODUCCION

Los alcoholes, ROH, son compuestos que deben sus propiedades químicas a los

grupos hidroxilo (-OH) unidos covalentemente a su cadena carbonada (-R). Los

alcoholes pueden tener uno, dos o tres grupos hidroxilo enlazados a un mismo

carbono (carbono α), por lo que se clasifican en alcoholes primarios, secundarios y

terciarios, respectivamente (Morrison y Boyd, 1998). En el laboratorio los alcoholes

son quizá el grupo de compuestos más empleado como reactivos en síntesis.

Una de las reacciones más importante de los alcoholes es aquella en la cual estos

compuestos reaccionan con halogenuros de hidrogeno (HCl, HI, etc.) mediante una

reacción de sustitución nucleofílica para producir halogenuros de alquilo y agua:

Reacción general de alcoholes con halogenuros de alquilo.

La conversión de alcoholes en cloruros de alquilo se puede efectuar por varios

procedimientos. Con alcoholes primarios y secundarios se usan frecuentemente

cloruro de tionilo y haluros de fósforo; también se pueden obtener calentando el

alcohol con ácido clorhídrico concentrado y cloruro de zinc anhidro. Los alcoholes

terciarios se convierten a haluros de alquilo con ácido clorhídrico solo y en algunos

casos sin calentamiento.

Por todo lo anterior, la reacción de alcohol terbutílico (2-metil-2-propanol) con el ácido

clorhídrico produce cloruro de terbutilo (2-cloro-2-metilpropano) y agua:

MARCO TEORICO

En una reacción de sustitución podemos distinguir cuatro partes:

Sustrato. Recibe este nombre la molécula en la cual tiene lugar la sustitución. Reactivo o grupo entrante. Es el átomo o grupo de átomos que ataca al sustrato. Grupo saliente. Es el átomo o grupo de átomos que es expulsado del sustrato. Producto. Es el resultado de la sustitución del grupo saliente por el nucleófilo.

Cuando el reactivo es un nucleófiIico se produce una sustitución nucleofílica.

Ejemplo:

El ataque se produce en el carbono indicado por la flecha azul puesto que el Br es más electronegativo que el C, por lo que el Br "tira" de los electrones del enlace (adquiriendo una carga parcial negativa) y llevándose dichos electrones al producirse el ataque del nucleófilo.

El nucleófilo puede tener carga negativa o neutra. El sustrato puede ser neutro o tener carga positiva. Existen pues cuatro posibilidades:

1. Nu:- + R-L ----> Nu-R + :L-

2. Nu: + R-L ----> [Nu-R]+ + :L-

3. Nu:- + R-L + ----> Nu-R + :L4. Nu: + R-L+ ----> [Nu-R]+ + :L

Si el nucleófilo es negativo, el producto es neutro.

Si el nucleófilo es neutro, el producto es positivo.

Estas reacciones pueden tener lugar según dos mecanismos diferentes:

Sustitución nucleofílica mono molecular (SN1):

En este caso la reacción procede por etapas, disociándose primero los compuestos en sus iones y reaccionando después estos iones entre sí. Se produce por medio de carbocationes.

Sustitución nucleofílica bimolecular (SN2).

En este caso la reacción transcurre en una sola etapa, produciéndose simultáneamente el ataque del reactivo y la expulsión del grupo saliente. En este caso, si el ataque tiene lugar sobre un carbono quiral se produce una inversión en la configuración,

aunque puede no pasar de R a S o viceversa, puesto que el sustituyente puede alterar el orden de prioridades.

Reacciones de eliminación.

Estas reacciones pueden ser de dos tipos:

Eliminación monomolecular (E1). En este caso la reacción transcurre en dos etapas, para dar lugar a un carbocatión en una primera etapa y a un doble enlace en una segunda etapa; es una reacción competitiva con la SN1.

Eliminación bimolecular (E2). En este caso la reacción transcurre en una sola etapa a través de un agente nucleofílico. Si el sustrato es un haloalcano, para que se produzca esta reacción el halógeno y el H adyacente tienen que estar en disposición anti.

CRITERIOS DE REACTIVIDAD:

Orden del sustrato

Nucleófilo débil(H2O)

NucleófiloBase débil

(I)

Nucleófilo NO IMPEDIDO

Base fuerte (EtO-)

Nucleófilo IMPEDIDOBase fuerte

(tBuO-)

MetiloNO HAY

REACCIÓNSN2 SN2 SN2

PrimarioNO HAY

REACCIÓNSN2 SN2 (mayoritaria) E2

SecundarioSN1 + E1 (muy

lenta)SN2 E2 E2

TerciarioSN1 (mayoritaria)

+ E1SN1 + E1 E2 E2

La reacción SN2 está muy influenciada por efectos estéricos.

Al aumentar la temperatura se favorece la eliminación.

Los sustratos más usuales son haloalcanos.Bases fuertes impedidas estéricamente: LDA, tBuO-Na+.Bases fuertes no impedidas estéricamente: EtO-Na+, MeO-Na+, NH2

-Na+.Nucleófilos débiles: H2O, ROH (alcoholes). 

Pera de separación Alcohol ter-butílico

Acido clorhídrico concentrado Bicarbonato de sodio (sol. Saturada)

Agua destilada Nitrato de plata

En un embudo de separación colocamos alcohol ter – butílico (1.5 mL).

Seguido a esto agregaremos acido clorhídrico concentrado

Ahora agitaremos durante 20 min y equilibrando presiones y dejaremos reposar la solución y observaremos que se formaran 2 fases una orgánica y una inorgánica eliminando esta ultima

Ahora a la fase orgánica le agregaremos una solución de bicarbonato de sodio (5 mL) y separaremos la fase inorgánica de la orgánica.

Una vez hecho la separación y deshidratado la fase orgánica adicionaremos una gota de nitrato de plata con lo cual se pondrá en evidencia las productos de la reacción de sustitución que sería el nitrato de de terbutilo y cloruro de plata vendría a ser le precipitado blanco

Procedemos a lavar la fase orgánica ahora con agua destilada y volveremos a separar fase inórganica de la fase orgánica.

CONCLUSIONES

Al agregar el nitrato de plata se observa la presencia de una turbidez lo cual indica que la reacción es positiva; también se puede decir que es una reacción de sustitución nucleofilica del tipo SN1 porque el nucleofilo es el solvente, también por que el OH esta unido a un carbono terciario y hay un impedimento estérico.

Mediante una reacción de sustitución nucleofilica es posible obtener cloruro de terbutilo (2-cloro-2-metilpropanol) a partir de alcohol terbutilico (2-metil-2propanol) y acido clorhídrico.

DISCUSIONES

La fase liquida orgánica obtenida en esta práctica, a partir de alcohol terbutílico (2-metil-2-propanol) y ácido clorhídrico concentrado, fue cloruro de terbutilo (2-cloro-2-metilpropano); como residuo se obtuvo agua, la fase inorgánica (fase inferior en el embudo de separación).

La obtención de cloruro de terbutilo se debió a una reacción se sustitución nucleofílica, en la cual el grupo hidroxilo fue sustituido por el ión cloruro, liberándose agua.

Utilizamos bicarbonato de sodio con la finalidad de neutralizar el exceso de acido clorhídrico en el tubo de ensayo, se sabe que el bicarbonato de sodio es una base débil.

RESULTADOS

En el embudo de separación, se obtuvieron dos fases inmiscibles entre sí, fácilmente identificables: la fase en la parte inferior del embudo era transparente y la fase en la parte superior también era transparente, pero de consistencia viscosa

CUESTIONARIO

1). Realice el mecanismo de reacción correspondiente a la práctica.

El protón liberado luego de la ionización del ácido clorhídrico realiza un ataque electrofilico sobre el hidroxilo, liberándose éste de la cadena carbonada para formar agua. Como el oxigeno se lleva los dos electrones del enlace, el carbono queda con carga positiva, es decir, queda como un carbocatión.

2). Realice la ecuación de las reacciones de reconocimiento.

Mecanismo de reacción de la sustitución nucleofílica en el alcohol terbutílico para producir cloruro de terbutilo y agua.

Cuál es la finalidad de agregar el bicarbonato de sodio:

La finalidad es neutralizar el exceso de acido clorhídrico en el tubo de ensayo, se sabe que el bicarbonato de sodio es una base débil, si le agregáramos hidróxido de sodio como esta es una base fuerte habría que lavar con agua estilada más de una vez.

3). Mencione algunos productos que tengan interés industrial, farmacéutico, etc. Indicando su síntesis a través de la SN1.

1-Feniletanol es un importante producto intermedio en la industria de la perfumería.

Alcohol ter-butílico

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 ter-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 solvente), se requiere un tercer paso para completar la reacción. Cuando el solvente 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.

BIBLIOGRAFIA

Morrison, R.T. y R.N. Boyd. (1998); Química orgánica. 5ª ed. Addison Wesley Longman de México S.A. de C.V. México.