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Tema 2. Haluros de alquilo

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Tema 2. Haluros de alquilo. Estructura. Nomenclatura. Reacciones de los compuestos orgnicos halogenados. Concepto de electrfilo y nuclefilo. Reacciones de Sustitucin Nucleoflica: el mecanismo SN 2. Las v ariables de la reaccin SN 2. El mecanismo SN 1. Las variables de la reaccin SN 1. Transposiciones de carbocationes en las reacciones SN 1. Comparacin entre las reacciones SN 2 y SN 1. Reacciones de eliminacin E1. El mecanismo E2. Reacciones de eliminacin E2 en sistemas de ciclohexano. Orientacin de la eliminacin. Regla de Saytzeff. Comparacin entre las reacciones E2 y E1. Comparacin entre los mecanismos de Sustitucin y de Eliminacin. Preparacin de compuestos organometlicos a partir de halogenuros de alquilo. Estructura. Los haluros de alquilo son derivados hidrocarbonados en los que uno, o ms, enlaces C-H han sido sustituidos por enlaces C (X= F, Cl, Br, I). El enlace C-X halgeno es el resultado del solapamiento de un orbital sp3 del carbono con un orbital hbrido del halgeno. Los estudios basados en la teora de orbitales moleculares sugieren que el hbrido correspondiente al orbital del halgeno tiene principalmente carcter p y una pequea proporcin de carcter s. En el fluoruro de metilo el orbital del flor del enlace C-F se calcula que tiene, aproximadamente, un 15% de carcter s y un 85% de carcter p.enlace de los haluros de alquilo

C

X

=

C

X

Las longitudes y las energas de enlace de los diferentes haluros se dan a continuacin: Enlace Longitud () Energa del enlace (Kcal)/mol

C2sp3

F2p

1.39

108

C2sp3

Cl3p

1.78

85

C2sp3

Br4p

1.93

70

C2sp3

I5p

2.14

57



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Como se aprecia en la tabla anterior, la fortaleza de los enlaces C-X disminuye a medida que se desciende en la columna de los halgenos. Esto se explica porque el solapamiento orbitlico disminuye a medida que aumenta la diferencia de energa entre los orbitales que forman el enlace. Aunque los enlaces C-H de los haluros de alquilo son covalentes poseen un cierto carcter polar porque los halgenos son ms electronegativos que el carbono. Esta diferencia de electronegatividad origina un momento dipolar que se expresa como el producto de la carga q por la distancia de separacin entre las cargas d: = q x d. La distancia lleva asociada una direccin y por lo tanto los momentos dipolares son vectores. En el caso de los haluros de metilo este vector se dirige a lo largo del enlace C-X y se simboliza del siguiente modo:

CH3

X

La direccin de la flecha va desde la carga positiva a la negativa. A continuacin se resumen los momentos dipolares de los haluros de metilo. Compuesto CH3-F CH3-Cl CH3-Br CH3-I Momento dipolar (en Debyes) 1.82 1.94 1.79 1.64

Nomenclatura. Los haluros de alquilo se nombran como derivados halogenados de los hidrocarburos:

H3C F CH3 CH3 C

CH3

CH3 CH CH2CHCHCH2I 5-fluoro-2-metil-1-yodohexano

CH3CH2CCH2CHCH2CH2Cl Br 5-bromo-1-cloro-3-isopropil-5-metilheptano



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Reacciones de los compuestos orgnicos halogenados. La sustitucin del halgeno en los haluros de alquilo por otro grupo funcional es una de las reacciones ms importantes en Qumica Orgnica. Por ejemplo, la reaccin del cloruro de metilo con el in hidrxido proporciona metanol y el in cloruro.H 2O

H

O

+

H3C

Cl

H

O CH3

+

Cl

Otro ejemplo de reaccin de sustitucin sobre los haluros de alquilo es la reaccin del bromuro de etilo con el yoduro de potasio en disolucin de acetona que da lugar a yoduro de etilo y a bromuro potsico, que precipita de la mezcla de reaccin por ser insoluble en acetona:acetona CH3CH2 I

K I

+ CH3CH2 Br

+

K Br

Concepto de electrfilo y nuclefilo. Una clasificacin importante de las reacciones orgnicas se basa en la naturaleza del reactivo atacante. Segn la definicin de Lewis, un cido es aquella especie capaz de aceptar electrones y una base es un dador de un par de electrones. Los electrfilos se definen en Qumica Orgnica como reactivos aceptores de electrones y por consiguiente son cidos de Lewis. Los nuclefilos son reactivos dadores de electrones y por tanto bases de Lewis. Segn esta definicin qu diferencia hay entre un cido de Lewis y un electrfilo, o entre una base de Lewis y un nuclefilo? a qu reactivos hay que aplicar el concepto de electrfilo o de nuclefilo? La diferencia electrfilo/cido de Lewis o nuclefilo/base de Lewis se basa en conceptos cinticos y termodinmicos. La basicidad y la acidez son conceptos termodinmicos y por tanto se refieren a la posicin de equilibrio entre un dador de electrones y un cido. Por ejemplo, cuando se afirma que una base es fuerte se entiende que, en la reaccin con cidos, el equilibrio est desplazado hacia la derecha.reaccin de una base fuerte con un cido A H + B cido base A + H B

equilibrio desplazado a la derecha



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Al contrario que el concepto de acidez/basicidad, la electrofilia y la nucleofilia son conceptos cinticos: un buen nuclefilo es una especie qumica que reacciona rpidamente con electrfilos. Por ejemplo, cuando el anin metxido CH3O- y el anin mercapturo CH3Sreaccionan con el agua, se deja que las reacciones alcancen el equilibrio, se miden las concentraciones de las especies y se calculan las constantes de equilibrio se observa que la Kb de la reaccin del metxido es mayor que la Kb de la reaccin del in mercapturo y, por tanto, se concluye que el metxido CH3O- es una base ms fuerte que el anin mercapturo CH3S-.Comportamiento bsico del in metxido y del in mercapturo(1) CH3O + + H 2O H 2O CH3OH + CH3SH + OH OH Kb(1) Kb(1) > Kb(2) (2) CH3S Kb(2)

bases

Al contrario que la basicidad, la nucleofilia es un concepto cintico y se refiere a la velocidad con que determinadas especies reaccionan con los sustratos. Por ejemplo, la reaccin del metxido con el bromuro de metilo forma el dimetil ter y la reaccin del mercapturo con el bromuro de metilo forma el dimetil tioter. Cuando se mide la velocidad de estas dos reacciones se observa que el mercapturo reacciona mucho ms rpidamente que el metxido y se concluye que el anin mercapturo es un nuclefilo ms fuerte que el anin hidrxido.Comportamiento nucleoflico del in metxido y del in mercapturo(1) CH3O + + CH3Cl CH3Cl CH3OCH3 + CH3SCH3 + Cl Cl v(1) v(2) v(1) < v(2)

nuclefilos(2) CH3S

Reacciones de sustitucin nucleoflica: el mecanismo SN 2. Una reaccin de sustitucin nucleoflica tiene la siguiente frmula general,

Nuc

+

C

X

Nuc

C

+

X

donde: Nuc: simboliza al nuclefilo del proceso. X: representa al grupo saliente. Por ejemplo, en la reaccin entre el cloruro de metilo y el in hidrxido, el cloruro de metilo es el componente electroflico del proceso.-



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El in hidrxido es el nuclefilo. El hidrxido es un buen nuclefilo porque el tomo de oxgeno tiene pares de electrones no compartidos y una carga negativa. El tomo de carbono del cloruro de metilo es el tomo electroflico porque est enlazado a un tomo de cloro electronegativo. El cloro provoca una retirada parcial de la densidad electrnica del carbono creando sobre este tomo una carga parcial positiva. La carga negativa del in hidrxido es atrada hacia esa carga.

H O

+

+ C Cl

HO

C

+

Cl

Las flechas del mecanismo se emplean para indicar el movimiento de pares de electrones desde el nuclefilo, rico en electrones, al carbono electrfilo deficiente en electrones. Por convenio, las flechas que se utilizan en los mecanismos representan el flujo electrnico desde el nuclefilo al electrfilo. El carbono slo puede admitir ocho electrones en su capa de valencia, y por tanto, el enlace C-Cl debe comenzar a romperse cuando el enlace C-O se comience a formar. El in cloruro es el grupo saliente: es expulsado del sustrato junto con el par de electrones que estaba enlazndolo al tomo de carbono. El mecanismo siguiente muestra el ataque del nuclefilo a un haluro de alquilo y el estado de transicin asociado a esta reaccin de sustitucin nucleoflica:+ + Cl HO C H H H + Cl

H H O + H H C Cl

HO

H C

H H estado de transicin

La reaccin del in hidrxido con el cloruro de metilo es una reaccin concertada, es decir el proceso de formacin y ruptura de enlaces tiene lugar en un solo paso: los enlaces se rompen y se forman al mismo tiempo. En el estado de transicin de la reaccin el enlace con el nuclefilo est parcialmente formado y el enlace con el grupo saliente est parcialmente roto. El perfil de energa potencial de la reaccin muestra un nico estado de transicin, sin intermedios entre los reactivos y los productos.



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HO

H C

CI

+ +estado de transicin

H H

energaHO- + CH3Cl

CH3OH + Cl-

coordenada de la reaccin

Los reactivos tienen ligeramente ms energa que los productos porque la reaccin del in hidrxido con el cloruro de metilo es exotrmica. El estado de transicin de la reaccin tiene una energa mucho mayor que los reactivos o que los productos porque implica un tomo de carbono pentacoordinado con dos enlaces parciales. El mecanismo de la reaccin de sustitucin anterior se determin a partir de la informacin cintica. Al variar la concentracin de los reactivos se observa que la velocidad se duplica cuando la concentracin de cualquiera de los dos reactivos se duplica. La reaccin es de primer orden con respecto a cada uno de los reactivos y de segundo orden general. La ecuacin de velocidad es:velocidad = kr CH 3 Cl OH -

El mecanismo necesita del choque entre una molcula del in hidrxido y un molcula de cloruro de metilo. La frecuencia de las colisiones es proporcional a ambas concentraciones. Esta reaccin se denomina Sustitucin Nucleoflica Bimolecular y se abrevia SN 2. El trmino bimolecular significa que el estado de transicin del paso que determina la velocidad implica la colisin de dos molculas. Desde el punto de vista orbitlico la reaccin se puede describir mediante la interaccin de un orbital lleno del nuclefilo con un orbital vaco del electrfilo. Los orbitales que se solapan para formar un enlace son los ms prximos en energa, y estos son: .- El orbital ms alto ocupado del nuclefilo, el orbital HOMO (del ingls Highest Occupied Molecular Orbital).



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.- Y el orbital ms bajo en energa del electrfilo, el orbital LUMO (del ingls Lowest Unoccupied Molecular Orbital). El orbital lleno HOMO del nuclefilo es un orbital no enlazante n, y contiene el par electrnico solitario que atacar al electrfilo. Este orbital solapa con el orbital vaco LUMO del haluro de alquilo que es un orbital antienlazante *. Esta interaccin HOMO-LUMO se muestra grficamente en el siguiente diagrama:

* LUMO (sustrato) HOMO n (nuclefilo)

energa

Los orbitales (enlazante) y * (antienlazante) de un haluro de alquilo son los siguientes:

C

X

energa

C

X

La reaccin de sustitucin nucleoflica se produce cuando el orbital no enlazante ocupado del nuclefilo (n) solapa con el orbital vaco antienlazante del haluro de alquilo (*). En la siguiente figura se representa la formacin de enlace en el proceso SN 2 indicndose la aproximacin del orbital HOMO del nuclefilo al orbital LUMO vaco del electrfilo (*), lo que dar lugar al nuevo enlace Nu-C:



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orbital no enlazante ocupado (n) del nuclefilo (HOMO)

orbital vaco antienlazante (*) del haluro de alquilo (LUMO)

Nu

C

X

solapamiento HOMO-LUMO

Para que se produzca la interaccin HOMO -LUMO el nuclefilo debe atacar al tomo de carbono del haluro de alquilo desde el lado opuesto a la posicin del grupo saliente. Si el nuclefilo atacase al haluro de alquilo desde el mismo lado en el que se encuentra el grupo saliente el solapamieno del orbital HOMO del nuclefilo se debera producir con la parte interna del orbital LUMO (el orbital antienlazante *). El recubrimiento orbitlico sera muy deficiente por dos razones: a) el orbital HOMO del nuclefilo se vera obligado a solapar con el lbulo pequeo del orbital * del electrfilo. b) el acercamiento frontal del orbital HOMO del nuclefilo al orbital * del electrfilo provocara, no slo una interaccin enlazante, sino tambin una interaccin antienlazante puesto que el otro lbulo interno del orbital * no est en fase con el lbulo del orbital n. Los problemas asociados al ataque frontal del nuclefilo se indican en la siguiente figura:Hipottico ataque frontal del nuclefilo a un haluro de alquilo orbital vaco antienlazante del haluro de alquilo

C

X

Nu solapamiento antienlazante

solapamiento enlazante



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La reaccin SN 2 comienza cuando el nuclefilo se aproxima dorsalmente al haluro de alquilo. A medida que el HOMO del nuclefilo va solapando con el orbital antienlazante (*) del haluro de alquilo el enlace C-X se va alargando y por tanto se va debilitando. En el estado de transicin de la reaccin el tomo de carbono que experimenta el ataque del nuclefilo presenta una hibridacin sp2, o muy prxima a sp2. El enlace con el nuclefilo en el estado de transicin es dbil porque el enlace no est todava completamente formado. Igual ocurre con el enlace con el grupo saliente que no est completamente roto. Estos dos enlaces (el que se est formando y el que se est rompiendo) resultan del solapamiento con los dos lbulos del orbital p correspondiente al tomo de carbono central, que presenta en el estado de transicin una hibridacin sp2. Los otros tres enlaces que mantiene el tomo de carbono central se forman mediante el solapamiento con sus tres orbitales hbridos sp2.Estado de transicin de una reaccin SN2

Nu

+

C

X

Nu

C

X

Nu

C

+ X

sp2

El ataque del nuclefilo invierte la configuracin tetradrica del tomo de carbono como un paraguas que voltea el viento. A este proceso de inversin de la configuracin en la reaccin SN 2 se le llama inversin de Walden. En la reaccin del cloruro de metilo con el in hidrxido es imposible apreciar el proceso de inversin de la configuracin. Sin embargo, en otros casos se aprecia perfectamente este fenmeno. A continuacin, se indican dos ejemplos de dos procesos S 2 en los que se N pone de manifiesto el proceso de inversin de la configuracin que experimenta el tomo de carbono atacado por el nuclefilo.



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Inversin de la configuracin en las reacciones SN2 OH H H Br H3Ccis-1-bromo-3-metilciclopentano estado de transicin

H

OH H

+ + H OH + H3C H Br

H3C

Br

-

trans-3-metilciclopentanol

H3C N3 + C H Ph(R)-1-cloro-1-feniletano

Cl

N3

H3C C H Ph

+ + Cl N3 C

CH3 H Ph(S)-1-azido-1-feniletano

+

Cl

estado de transicin



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Las variables de la reaccin SN 2. 1. Efecto de la estructura del sustrato en la reaccin SN 2. Las velocidades relativas de las reacciones SN 2 para diferentes haluros de alquilo se dan a continuacin. Haluro de alquilo CH3-X CH3CH2-X (CH3)2CH-X (CH3)3C-X Tipo de sustrato Haluro de metilo Haluro primario Haluro secundario Haluro terciario velocidad relativa 30 1 0.02 0

De la tabla anterior se deduce que los haluros de alquilo ms reactivos en procesos SN 2 son los haluros de metilo. Estos efectos sobre la velocidad de la reaccin se interpretan bajo el concepto del impedimento estrico al ataque del nuclefilo. La parte posterior de un grupo metilo est relativamente abierta a un ataque. A medida que los hidrgenos se van reemplazando por grupos metilo la zona de ataque del nuclefilo se hace de ms difcil acceso y cada vez es ms problemtico que el nuclefilo se acerque lo suficiente a la parte posterior de C para que se -X produzca la reaccin y por tanto la velocidad de la reaccin disminuye.Halogenuro primario no impedido

CH3 3 OH H H

C H3 CH3 CH H H

C H33 CH3 CH Cll CH H

C

ClH

O

O

CH

Cl

estado de transicin

Halogenuro terciario impedido

CH C H33 OH

C H3 CH3 C Cll CH

CCH CH3 H3

3

C C H3 CH3

ClH

O CH3

O

C CH3

Cl

CH3 estado de transicin

CH3



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El perfil de energa de estas reacciones muestra cmo la barrera de energa que tiene que superar un sustrato terciario es mucho ms alta que la que tiene que superar un sustrato secundario, y la de ste a su vez es ms alta que la que tiene que superar un sustrato primario, lo que se traduce en una menor velocidad de reaccin a medida que aumenta el impedimento estrico alrededor del tomo de carbono enlazado al grupo saliente:

3

el impedimiento estrico eleva la energa del estado de transicin 1

energa

(CH3 )3 CX CH3 CH2X

CH 3X

3 1 haluro de metilo coordenada de reaccin

En resumen la ramificacin en el carbono dificulta la reaccin SN 2. El orden de velocidad de los sustratos es:

metilo > sustrato primario >sustrato secundario > sustrato terciario

A continuacin, se presentan en modelos moleculares space filling los diferentes cloruros de alquilo segn su grado de sustitucin. Se puede apreciar el aumento del impedimento estrico alrededor del tomo de carbono unido al grupo saliente a medida que aumenta el grado de sustitucin (en verde se representa la nube electrnica asociada al cloro):



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cloruro de metilo

cloruro de etilo

cloruro de isopropilo

cloruro de t-butilo

No slo el impedimento estrico del carbono que est unido al grupo saliente influye en la velocidad de una reaccin SN 2. La ramificacin en el carbono tambin retarda la velocidad de este tipo de procesos, como se indica en la siguiente tabla. haluro de alquilo CH3CH2-X CH3CH2CH2-X (CH3)2CHCH2-X (CH3)3CCH2-X velocidad relativa 1 0.4 0.03 0.00001

H H C H C H H vel. relativa 1

H X > H H3C

C H H 0.4

H C X > H3C H3C

C C H H

H3C X > H3C H3C

C H H

C

X

0.003

0.00001

Los compuestos de neopentilo son particularmente poco reactivos. Por ejemplo, el 1-cloro-2,2-dimetilpropano reacciona ms lentamente incluso que el cloruro de tbutilo, debido al gran impedimento estrico a la aproximacin del nuclefilo que provocan los tres grupos metilo situados en el carbono . En la siguiente figura se describe, junto con la estructura de Lewis del 1 -cloro-2,2-dimetilpentano, el modelo space-filling de este compuesto, en el que se aprecia el impedimento estrico en el carbono unido al tomo de cloro:



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H 3C H3C H3C Nu

C

C

Cl

H

H

1-cloro-2,2-dimetilpropano (cloruro de neopentilo)

2. Fuerza del nuclefilo en las reacciones SN 2. Puesto que el nuclefilo interviene en el paso clave de la reaccin, la naturaleza del nuclefilo afecta a la velocidad de las reacciones SN 2. Lo lgico sera esperar que los buenos nuclefilos fuesen tambin buenos dadores de electrones, es decir, buenas bases de Lewis. Este razonamiento es vlido es muchos casos, sobre todo cuando se comparan especies cuyo tomo nucleoflico es el mismo. Por ejemplo, el CH3OH y su base conjugada, el anin metxido CH3O-, son nuclefilos y adems el in metxido, que es ms bsico que el metanol, es tambin ms nucleoflico. La explicacin a la mayor nucleoflia del anin metxido, en comparacin con el metanol, reside en el reparto de la densidad electrnica en el estado de transicin de cada una de las reacciones SN 2 asociada a este par de nuclefilos. Supongamos que se lleva a cabo una reaccin SN 2 del yoduro de metilo con dada uno de estos dos nuclefilos. Los estados de transicin de cada una de estas dos reacciones seran los siguientes:Ataque del anin metxido H C + + I CH3O C H + H H I

H CH3 O + H H C I

CH3O

H H menor Ea

Ataque del metanol H C H H I + + H CH3O H C + H H I

H CH3 O H + H H C I

H CH3O +

mayor Ea



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En el esquema anterior se afirma que el estado de transicin asociado al ataque del anin metxido tiene menor energa que el estado de transicin para la reaccin del metanol. La explicacin es la siguiente. El anin metxido tiene electrones no enlazantes que estn disponibles con facilidad. En el estado de transicin del ataque del anin metxido, la carga negativa est repartida entre el oxgeno del in metxido y el halgeno. Sin embargo, en el estado de transicin asociado al ataque del CH3OH, el tomo de halgeno tiene una carga parcial negativa, pero el tomo de oxgeno contiene una carga parcial positiva. La conclusin es que el estado de transicin de la reaccin del metxido tiene menos energa porque la carga negativa se encuentra mucho ms repartida. Por tanto, se puede concluir que: la base conjugada de un nuclefilo es ms nucleoflica que su cido conjugado: OH- > H2O MeO- > MeOH NH2- > NH3 SH- > SH2 Variacin de la fuerza del nuclefilo a lo largo del sistema peridico. La correlacin entre nucleoflia y basicidad es til, pero no exacta puesto que se comparan dos clases diferentes de reacciones. La basicidad es un fenmeno de equilibrio que mide la reactividad de una especie qumica frente al protn, usualmente en agua como disolvente. La nucleoflia hace referencia a la velocidad de reaccin de una especie qumica con un sustrato carbonado, que se lleva a cabo, por lo general, en disolventes no acuosos. La nucleoflia y basicidad no correlacionan cuando se comparan tomos de una misma familia (columna) de la tabla peridica tal y como se expresa en la siguiente afirmacin: a) Al bajar a lo largo de una columna del sistema peridico disminuye la basicidad pero aumenta la nucleoflia. Al aumentar el nmero atmico los tomos son ms grandes y los electrones de valencia estn ms lejos del ncleo. Los electrones son ms fcilmente polarizables. Su nube electrnica de valencia se puede deformar con ms facilidad por la accin de una carga externa. La mayor movilidad de los electrones aumenta la capacidad del nuclefilo para comenzar a formar el enlace a una distancia relativamente grande lo que se traduce en un aumento de la velocidad de la reaccin. En el siguiente diagrama se representa la variacin de la nucleoflia y de la basicidad al bajar a la largo de una columna del Sistema Peridico.



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nuclefilos del grupo V

nuclefilos del grupo VI

nuclefilos del grupo VII

R3N R3Pdisminuye la basicidad

ROH RSH

F Cl Br Iaumenta la nucleoflia

b) La nucleofilia disminuye de izquierda a derecha en la tabla peridica. Los elementos ms electronegativos tienen los pares de electrones solitarios sujetos con ms fuerza al ncleo, son menos polarizables, y por tanto son menos reactivos en la formacin de nuevos enlaces:H O NH3 R3 P > F

> H2O > R2 S

disminuye la nucleoflia

A modo de resumen se da la siguiente tabla en la que aparecen clasificados una serie de nuclefilos segn su grado de nucleoflia. Especie qumica CN HS I HO Br N3 NH3-

Nombre Excelentes nuclefilos Anin cianuro Anin tiolato Anin yoduro Buenos nuclefilos Anin hidrxido Anin bromuro Anin azida Amonaco Nuclefilos moderados Anin cloruro Anin acetato Anin fluoruro Alcohol metlico Agua

Nucleoflia relativa 126.000 126.000 80.000 16.000 10.000 8.000 8.000 1.000 630 80 1 1

Cl CH3COO F CH3OH H2O



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3. Efectos del grupo saliente en la reaccin SN 2. El enlace entre el grupo saliente y el carbono comienza a romperse en el estado de transicin de la reaccin S 2. Para que el nuclefilo sea capaz de desplazar al N grupo saliente ste debe ser capaz de acomodar los electrones enlazantes originales. Por tanto: los buenos grupos salientes son bases dbiles, o sea las bases conjugadas de los cidos fuertes. A continuacin se indica una tabla con una serie de grupos salientes ordenados segn su facilidad de desplazamiento en la reaccin SN 2. Grupo saliente p-CH3C6H4SO3IBrClH2O (CH3)2S CF3COO H3PO4CH3COOCNNH3 C6H5ORNH2, R3 N CH3CH2SOHCH3ONH2CH3pKa del cido conjugado 1 > 2

3 > 2

Nuclefilo

Se necesita un nuclefilo fuerte

Los nuclefilos dbiles son los adecuados

Grupo saliente

Se necesita un buen grupo saliente


Disolvente

Amplia variedad de disolventes

Disolvente ionizante

Transposiciones

No son posibles

Comunes



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Reacciones de eliminacin E1. Cuando el bromuro de t-butilo se calienta en etanol a reflujo se obtiene una mezcla formada por t-butil etil ter y por 2-metilpropeno.CH3 CH3 C CH3 Br CH3 CH3 C CH3 t-butil etil ter (producto SN1) OCH2CH3 + H2C C CH3 2-metilpropeno (producto E1) CH3

CH 3CH 2OH reflujo

El ter es el producto de la reaccin SN 1. La formacin del alqueno se explica mediante un proceso de eliminacin denominado E1 (Eliminacin Unimolecular). El trmino unimolecular significa que el estado de transicin de la reaccin, del paso que determina la velocidad general del proceso, implica una nica molcula en vez de un choque entre dos molculas. El paso que determina la velocidad de un proceso E1 es el mismo que el que determina la velocidad de un proceso SN 1: la formacin del carbocatin. La diferencia entre un proceso SN 1 y un proceso E1 se establece en el segundo paso y se explica por el comportamiento dual del nuclofilo: a) Que puede actuar como nuclefilo atacando al carbocatin y dando lugar al compuesto resultante de un proceso SN 1. b) Que puede actuar como una base capturando un protn de uno de los tomos adyacentes al carbono que soporta la carga positiva, lo que da lugar a una olefina mediante el proceso E1. El mecanismo de la reaccin de eliminacin E1 es el siguiente:Paso 1: formacin del carbocatin CH3 CH3 C CH3 Br CH3 CH3 C CH3 + Br



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Paso 2: ataque bsico del disolvente (reaccin E1) CH3CH2 O H H C H C CH3 CH3 H

H

H C C

CH3 + CH3CH2OH2 CH3

Cuando la base ataca al carbocatin el tomo de carbono adyacente al carbono catinico tiene que experimentar un cambio de hibridacin de sp3 a sp2. El cambio de hibridacin permite el solapamiento de orbitales y en consecuencia la formacin del nuevo enlace .B H

enlace (Csp3-H1s )B H

CC C CH3 CH 3

sp2H H C C CH 3 CH3

C sp3

H H

carbocatin orbital p vaco

alqueno

La reaccin de eliminacin E1 tiene un perfil de energa potencial similar al de una reaccin SN 1. El paso de formacin del carbocatin es muy endotrmico, con un estado de transicin que es el que determina la velocidad de la reaccin. El segundo paso es una desprotonacin rpida y exotrmica. La base no participa en el paso que determina la velocidad del proceso, por lo que sta slo depende de la concentracin de halogenuro de alquilo.



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Perfil de energa de una reaccin E1 +1 + + +2

C C

energaC CB

B

H

X

H X

C C B H X

coordenada de reaccin

Reacciones de eliminacin E2. Cuando el bromuro de t-butilo reacciona con metxido sdico (NaOMe) en MeOH se obtiene el 2-metilpropeno. No se observa la formacin del t-butil metil ter, que sera el producto resultante de la reaccin SN 2, porque el bromuro de t-butilo es un haluro terciario y est estricamente bloqueado hacia un proceso de sustitucin de tipo SN 2.CH3 CH3 C Br + NaOMe MeOH H2C C CH3 2-metilpropeno CH3 + NaBr + MeOH

CH3 bromuro de t-butilo

El producto que se forma en el proceso, el 2-metilpropeno, es el resultado de la eliminacin formal de HBr. En esta reaccin el anin metxido reacciona como base y no como nuclefilo. En lugar de atacar al carbono que soporta el grupo saliente, el metxido captura un protn de uno de los grupos metilo. Esta reaccin se lleva a cabo en un solo paso pues el bromuro resulta eliminado del sustrato al mismo tiempo que la base captura al protn. A este mecanismo de eliminacin se le conoce como E2, (Eliminacin Bimolecular). La formacin del 2-metilpropeno mediante el mecanismo E2 se indica a continuacin:



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CH 3O H H H C H3C CH 3 C Br E2 H H

CH 3OH CH3 CH3 Br

La velocidad del proceso es proporcional a las concentraciones tanto de haluro de alquilo como de base.v = k (CH3)3CBr CH3O-

La ecuacin cintica es de segundo orden, y tanto la base como el haluro de alquilo participan en el estado de transicin. Al igual que el proceso SN 2, la reaccin de eliminacin E2 es un proceso concertado: la ruptura y la formacin de enlaces tienen lugar al mismo tiempo. Los mecanismos concertados necesitan requerimientos estructurales especficos para que puedan tener lugar. Los orbitales de los enlaces que se estn formando se tienen que solapar con los orbitales de los enlaces que se estn rompiendo. En el estado de transicin del mecanismo la densidad electrnica que forma el enlace C-H debe comenzar a solaparse con el orbital que est dejando libre el grupo saliente. Cuando salen el hidrgeno y el halgeno, los orbitales sp3 cambian su hibridacin a orbitales p, y para que stos se puedan solapar los dos orbitales sp3 deben estar paralelos. Esto requiere que la conformacin que debe adoptar el hidrgeno y el grupo saliente sea anti-coplanar, que es la que se indica a continuacin:Conformacin reactiva en un proceso E2 H C C L 180 o L

H

A continuacin, se representa la reaccin de eliminacin E2 desde diferentes puntos de vista. En las dos figuras que se dan a continuacin se indican los orbitales implicados en el proceso E2 que experimenta el 2 -bromo-2-metilpropano. En estos esquemas se aprecia cmo la disposicin anti-coplanar del hidrgeno y del bromo permite el solapamiento de los orbitales que formarn el enlace del alqueno:



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Vista lateral de un proceso de eliminacin E2 enlace (Csp3 -H1s) MeOH CH 3 CH3 C H H Br C H H C C CH3 CH3

MeO

H

alqueno enlace (Csp3-Br 4p)

Br

Vista frontal de un proceso de eliminacin E2 MeOH CH3 C C H H Br H CH3 MeO H

CH 3 C

C

CH3

H

Br

alqueno

En el siguiente esquema se dibuja la reaccin de eliminacin E2 utilizando la representacin de Newman del sustrato de partida.Proyeccin de Newman de una reaccion E2

MeO H H 3C H Br CH 3 H3C H H

MeO

H

CH 3 H Br

Se ha planteado que las reacciones de eliminacin E2 pueden tener lugar mediante un estado de transicin alternativo al anti-coplanar, y al que se le ha denominado estado de transicin sin-coplanar. La disposicin orbitlica de este estado de transicin se indica a continuacin:



38

MeO

H

Br

MeO H H

Br CH3 CH3

H H

C

C

CH3 CH3

C H

C

estado de transicin sin-coplanar (eclipsado, mayor energa)

El estado de transicin sin-coplanar est menos favorecido que el estado de transicin anti-coplanar por que presenta interacciones de tipo estrico y de tipo electrnico, tal y como se explica a continuacin. Interacciones de tipo estrico: el estado de transicin sin-coplanar presenta una conformacin eclipsada que es mucho ms desfavorable (ms energa) que la conformacin alternada, mediante la cual tiene lugar el estado de transicin anticoplanar.Estado de transicin E2 anti-coplanar Estado de transicin E2 sin-coplanar

MeO H H 3C H Br CH 3 H

MeO

H Br

H H3C

H CH3

Adems, cuando la base, en una disposicin sin-coplanar, se aproxima al sustrato para capturar el protn se acerca tambin al grupo saliente. En la mayor parte de los casos el grupo saliente es voluminoso y si la base se aproxima por el lado por el que surge el grupo saliente se produce una compresin estrica que desestabiliza el estado de transicin. Interacciones de tipo electrnico: En el estado de transicin de una reaccin de eliminacin E2 el grupo saliente comienza a adquirir una carga parcial negativa. Si el estado de transicin tiene lugar a travs de una disposicin sin-coplanar se establece una importante repulsin electrnica entre esta carga parcial negativa y la base, que usualmente transporta una carga negativa, y que se encuentra relativamente prxima. Por el contrario, en un estado de transicin anti-coplanar la base se encuentra muy



39

alejada de la carga parcial negativa que se va generando sobre el grupo saliente. La comparacin entre estas dos situaciones se da en la siguiente figura:Interacciones electrnicas en el estado de transicin E2 E2 anti-coplanar E2 sin-coplanar

MeO H H 3C H Br CH 3 H H H3C MeO H Br

H CH3

Las interacciones de eclipsamiento y las interacciones estricas y electrnicas entre la base y el grupo saliente no se dan en el estado de transicin anti-coplanar. Por tanto, el estado de transicin sin-coplanar tiene mucho ms energa que el estado de transicin anti-coplanar que es el que siguen la gran mayora de las reacciones E2. Reacciones de eliminacin E2 en sistemas de ciclohexano. Casi todos los compuestos ciclohexnicos son ms estables en su conformacin de silla porque en esta conformacin todos los enlaces estn alternados. Los enlaces axiales del anillo ciclohexnico son verticales. Los tomos de carbono adyacentes tienen un enlace axial apuntando hacia arriba y uno apuntando hacia abajo. Estos dos enlaces son trans entre s y su geometra se llama trans-diaxial.Enlaces trans-diaxiales en un anillo ciclohexnico axial

axial

Como se ha visto anteriormente, las eliminaciones E2 requieren que la disposicin de los enlaces implicados en la reaccin sea anti-coplanar. Una reaccin de eliminacin E2, sobre un compuesto ciclohexnico en la conformacin de silla, slo puede tener lugar si el protn que va ser capturado por la base y el grupo saliente estn en una disposicin trans-diaxial. Por ejemplo, cuando el bromociclohexano se calienta en presencia de NaOH se obtiene el ciclohexeno.



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Br + NaOH bromociclohexano ciclohexeno + H 2O + NaBr

La conformacin ms estable del bromociclohexano es la que sita al tomo de bromo en posicin ecuatorial. Sin embargo, la reaccin de eliminacin E2 no tiene lugar sobre el confrmero que presenta al bromo en posicin ecuatorial sino sobre el otro confrmero, que es minoritario en el equilibrio conformacional, pero presenta al bromo en posicin axial.Equilibrio conformacional del bromociclohexano

Br H Br H H H H

H

En el siguiente esquema se representa la reaccin de eliminacin E2 que tiene lugar cuando el bromiclohexano se calienta en presencia de NaOH

Reaccin de eliminacin E2 en el bromociclohexano

Br

H H

Br H H OH H

Br H ciclohexeno H 2O H

H conformacin no reactiva en el proceso de eliminacin E2



41

Orientacin de la eliminacin. Regla de Saytzeff. Muchos haluros de alquilo pueden dar lugar a mas de un alqueno en la reaccin de eliminacin E2. Por ejemplo, cuando el 2-bromobutano se calienta en MeOH en presencia de NaOMe se obtiene una mezcla de 1-buteno y 2-buteno.

CH3 CH2 CH CH2 Br

NaOMe MeOH

CH3 CH CH CH2 81%

+

CH3 CH2 CH CH2 19%

Del ejemplo anterior se deduce que el alqueno mayoritario en la reaccin de eliminacin E2 es el alqueno ms sustituido y esta tendencia es general en este tipo de eliminaciones: la reaccin de eliminacin E2 de haluros de alquilo con bases poco voluminosas proporciona mayoritariamente el alqueno ms sustituido. .- Cuando la reaccin de eliminacin E2 proporciona mayoritariamente el alqueno ms sustituido (el 2-buteno en el caso anterior) se dice que el proceso transcurre con orientacin Saytzeff. .- Por el contrario, cuando la reaccin de eliminacin E2 proporciona mayoritariamente el alqueno menos sustituido (el 1-buteno en la reaccin anterior) se dice que el proceso transcurre con orientacin Hofmann.

La formacin del alqueno ms sustituido corresponde a la formacin del alqueno ms estable. Los grupos alquilo estabilizan el doble enlace por el mismo motivo que estabilizan a los carbocationes (ver pgina 22 del tema 1). En el caso de los carbocationes la estabilizacin se produce por un efecto de llenado del orbital p vaco que interacciona con los orbitales paralelos de los enlace C-C o C-H. En el caso de los enlaces dobles la estabilizacin se produce porque el orbital * antienlazante del doble enlace, que est vaco, interacciona con los orbitales llenos de los enlaces CH o C-C, que estn paralelos, de manera que cuantos ms enlaces C-C o C-H estn unidos a un enlace doble, ms interaccin y mayor estabilizacin del alqueno En la siguiente figura se ilustra de forma grfica el efecto estereoelectrnico de estabilizacin de los enlaces dobles:



42

H H H * H H H H H H H H H

H CH3 * H H H H H H H H H H 3C H

H CH3 * H H H H

no hay enlaces paralelos con el *

H

el aumento de la sustitucin permite un mayor nmero de interacciones de orbitales llenos C-C y C-H con el orbital * antienlazante

El hecho de que los alquenos ms estables sean los ms sustituidos no explica por qu adems son los que se forman ms rpidamente en la reaccin de eliminacin E2. Para explicar este hecho hay que recurrir al estado de transicin de la reaccin de eliminacin. En el estado de transicin que conduce al 2-buteno, el grado de sustitucin del doble enlace que se est empezando a formar es disustituido. Por el contrario, en el estado de transicin que conduce al 1-buteno se est generando un doble enlace monosustituido. En consecuencia, el estado de transicin que lleva al 2buteno tiene menos energa que el que conduce al 1-buteno, y como la reaccin es irreversible, el producto mayoritario de la reaccin ser el que se formar a travs del estado de transicin de menor energa. Esta situacin se describe grficamente en la figura que se da a continuacin:

Br CH3 CH=CHCH3 H NaOMe MeOH CH3Oestado de transicin con un doble enlace disustituido parcialmente formado

olefina mayoritaria

Br

Br CH3CH2 CH=CH2 H CH3Oestado de transicin con un doble enlace monosustituido parcialmente formado

olefina minoritaria



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En el siguiente diagrama de perfil de energa se representan los dos caminos de reaccin en el proceso E2 que experimenta el 2-bromobutano.

energa

Br CH3CH2CHCH3 CH2CH2CH=CH2 CH3CH=CHCH3 + HBr + HBr

coordenada de la reaccin

En el diagrama anterior se aprecia que la barrera de energa que tiene que superar la reaccin para formar el 1-buteno es mayor que la barrera de energa que tiene que superar para la formacin del 2-buteno. Aunque la reaccin elige mayoritariamente la va de menor consumo de energa, la que lleva al 2-buteno, se obtiene una cierta proporcin del 1-buteno porque la diferencia entre las dos barreras energticas no es muy grande. En este caso, una cierta proporcin de las colisiones que se producen entre los reactivos tiene la suficiente energa para superar la barrera ms alta y dar lugar al alqueno menos estable, el 1-buteno. Si el doble enlace puede existir como mezcla de ismeros E/Z, la relacin isomrica depender de las interacciones estricas en el estado de transicin que conducen a cada ismero. Normalmente, est favorecida la formacin del ismero con los grupos ms voluminosos situados en lados opuestos del doble enlace (ismero E). Por ejemplo, la reaccin de eliminacin E2 del 2-bromopentano da lugar a una mezcla de tres pentenos en la que predomina la olefina disustituida de configuracin E en el doble enlace:Br KOH CH3CH2 C CH3CH2CH2CHCH3 EtOH H H C + CH3 CH3CH2 H CH3 C C H 1-penteno (31%) + CH3CH2CH2CH=CH2

(E)-2-penteno (51%)

(Z)-2-penteno (18%)

La reaccin de eliminacin E2 que conduce al (E)-2-penteno se produce sobre una conformacin del 2-bromopentano en la que el grupo metilo y el grupo etilo estn en situacin anti-periplanar, lo ms alejados uno del otro y por tanto en una situacin



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de mnima compresin estrica. Por el contrario, la reaccin de eliminacin E2 que conduce al (Z)-2-penteno se produce sobre una conformacin del 2-bromopentano en la que el grupo metilo y el grupo etilo estn en situacin gauche, lo que les coloca en una posicin de relativa proximidad espacial y por tanto de mayor compresin estrica que en el caso de la conformacin que conduce al (E)-2-penteno. Por tanto, el estado de transicin asociado a la conformacin gauche Metilo-Etilo tiene mayor energa que el estado de transicin asociado a la conformacin anti-periplanar Metilo-Etilo y, como la reaccin es irreversible, la olefina que predomina es la que se genera a travs del estado de transicin ms estable, y esta es la olefina de configuracin E.

disposicin gauche entre los grupos metilo y etilo: mayor compresin estrica Br H H H CH2CH3 CH3 alqueno Z (minoritario)

CH3CH2 H

Br H alqueno E (mayoritario)

CH3 H disposicin antiperiplanar entre los grupos metilo y etilo: menor compresin estrica

Si la reaccin de eliminacin transcurre mediante el mecanismo E1, es la formacin del carbocatin intermedio el paso que controla la velocidad. La formacin del alqueno tiene lugar en un segundo paso, rpido, y esta etapa tambin est regida principalmente por la estabilidad del alqueno. Las reacciones de eliminacin que transcurren mediante el mecanismo E1 tambin dan lugar preferentemente al alqueno ms sustituido (producto Saytzeff).Br CH3CH2CCH3 CH3 2-bromo-2-metilbutano 2-metil-2-buteno (80%) 2-metil-1-buteno (20%) CH3 CH3CH=C CH3 + CH3 CH3CH2C=CH2

CH3CH2OH

En la reaccin E1 del 2-bromo-2-metilbutano se genera un carbocatin terciario que experimenta eliminacin de protn para dar lugar a una mezcla formada por 2metil-2-buteno, que es el producto mayoritario de la reaccin, y 2-metil-1-buteno, que es el alqueno minoritario. La mayor abundancia del alqueno ms sustituido, el 2-metil-



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2-buteno, se explica porque el estado de transicin que lo genera tiene un carcter de enlace doble trisustituido, mientras que el estado de transicin que genera el alqueno menos estable, el 2-metil-1-buteno, tiene carcter de enlace doble disustituido, y por tanto un mayor contenido energtico que el estado de transicin alternativo. E stas consideraciones se indican de forma grfica en el siguiente diagrama.

B + H H + B H B olefina menos sustituida

Br

+ Br carbocatin

Estado de transicin de mayor energa: carcter de enlace doble disustituido

B

H

+ B

H + H B

olefina ms sustituida Estado de transicin de menor energa: carcter de (Producto mayoritario) enlace doble trisustituido

Si en una reaccin de eliminacin E1 se puede formar una mezcla de olefinas E y Z, la que predominar ser la de configuracin E, como se indica en el siguiente esquema:

Br EtOH, reflujo 1-Bromo-1-fenilpropano + (Z)-1-fenilpropen-1-eno (minoritario)

(E)-1-fenilpropen-1-eno (mayoritario)

En una reaccin de eliminacin E1 el enlace slo se puede formar si el orbital p vaco del carbocatin y el enlace C-H que se va a romper se encuentran paralelos. Cuando se produce la ruptura heteroltica del enlace C-Br del 1-bromo-1-fenilpropano se genera un carbocatin que puede presentar dos conformaciones con el enlace C-H paralelo al orbital p vaco. Una de las dos conformaciones conduce a un estado de



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transicin en el que el grupo fenilo y el grupo metilo estn espacialmente prximos, en una situacin de compresin estrica que provoca un aumento de la energa del estado de transicin asociado a la conformacin. Por el contrario, en la conformacin alternativa el grupo fenilo y el grupo metilo estn mucho ms separados, de manera que el estado de transicin que se genera en esta situacin tiene un menor contenido energtico, y es por tanto el que explica la formacin mayoritaria del alqueno de configuracin E, como se indica a continuacin:

Interaccin estrica desestabilizante CH3 -Ph H3C

B H H H H3 C H

B H3 C H H H alqueno Z (minoritario) H

Br

H + Br

Estado de transicin de mayor contenido energtico

B H H CH 3 H H H

B H CH3 H H alqueno E (mayoritario) Estado de transicin de menor contenido energtico CH 3

En resumen, la preferencia por la formacin de alquenos en las reacciones de eliminacin de haluros de alquilo, tanto en reacciones E1 como E2, es:R2C CR2 > R2C CHR

> RHC

CHR

y R2C

CH2

> RHC

CH2

tetrasustituido trisustituido

disustituido

monosustituido



47

Formacin del alqueno menos sustituido: regioselectividad en las reacciones de eliminacin de sales de amonio cuaternario. Adems de los haluros de alquilo tambin hay otro sustratos, como se ver en los temas 3 y 5, que tambin pueden experimentar procesos de eliminacin. En realidad, cualquier sustrato orgnico que contenga un buen grupo saliente puede participar en reacciones de eliminacin. Uno de estos sustratos son las sales de amonio cuaternario (ver tema 5), cuya reaccin de eliminacin mediante tratamiento bsico proporciona la correspondiente olefina y una amina. La diferencia entre las sales de amonio y los haluros de alquilo es que los primeros proporcionan mayoritariamente el alqueno menos sustituido en los procesos E2, tal y como se indica en el siguiente ejemplo:

N(CH3)3 H3C CH2 CH CH3

NaOMe MeOH H 3C CH CH CH3 + H3C CH2 CH CH2

2-buteno (2%) (mezcla de cis y trans)

1-buteno (98%)

El factor que explica la orientacin de la sustitucin en la eliminacin de las sales de amonio cuaternario es el grado de ruptura del enlace C-N en el estado de transicin. En las reacciones de eliminacin E2 de halogenuros de alquilo el enlace CH se est rompiendo de forma sincrnica con el enlace C-X, de forma que el estado de transicin desarrolla un notable carcter de doble enlace:

X C B H C B H C C

X

estado de transicin en la eliminacin E2 de haluros de alquilo que muestra un considerable carcter de doble enlace

El grupo amino es peor grupo saliente que los aniones cloruro, bromuro o yoduro y en el estado de transicin E2 de las sales de amonio cuaternario el enlace C-H se ha roto ms que el enlace C-N. En tales condiciones el estado de transicin no desarrolla un elevado carcter de doble enlace, y el factor que determina la direccin de la eliminacin es la acidez de los tomos de hidrgeno que van a ser eliminados, ms



48

que la estabilidad del alqueno que se va a formar.

N C B H C B H

C

N C

estado de transicin en la eliminacin E2 de sales de amonio que muestra que el enlace C-H se ha empezado a romper sin que se produzca el desarrollo de un considerable carcter de doble enlace

Por tanto, el producto mayoritario en la eliminacin de las sales de amonio cuaternario es el que se resulta de la eliminacin de los hidrgenos ms cidos, que son los que se encuentran sobre el tomo de carbono menos sustituido.

N(CH3 )3 N(CH3)3 H3C CH2 CH CH3 MeOH hidrgenos ms cidos NaOMe CH3 CH2 H C MeO H C H H CH3 CH2 H C

(CH3 )3 N C H

H 1-buteno

MeO H



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Comparacin entre las reacciones E2 y E1. A continuacin se da una tabla comparativa entre las principales caractersticas de los mecanismos E 2 y E1.

E2

E1

Cintica

Segundo orden

Primer orden

Estereoqumica

Se necesita un estado de transicin anti-coplanar

Sin geometra especial

Sustrato

3 > 2 > 1

3 > 2

Base

Se necesita una base fuerte

Funcionan con bases dbiles

Grupo saliente



Disolvente

Amplia variedad de disolventes

Disolvente ionizante

Transposiciones

no son posibles

Comunes



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Comparacin entre los mecanismos de sustitucin y de eliminacin. Si se mezcla un halogenuro de alquilo con un nuclefilo en un disolvente adecuado Se llevar a cabo la reaccin SN 2 o la E2? o bien Predominar la reaccin SN 1 o la E1? En la mayora de los casos se pueden eliminar algunas posibilidades y hacer buenas predicciones sobre el mecanismo que seguir un determinado proceso.

La variable nuclefilo/base .- La fuerza del nuclefilo/base determina el orden de la reaccin. Un nuclefilo/base fuerte forzar a una cintica de segundo orden, ya sea SN 2 o E2. Esto se debe a que un nuclefilo/base fuerte tiene suficiente reactividad para atacar al tomo de carbono electroflico (comportamiento nucleoflico), o sustraer un protn (comportamiento bsico), antes de que la molcula pueda ionizarse lo necesario para que tengan lugar las reacciones de primer orden.

La variable sustrato a) Halogenuros primarios Estos sustratos participan en la reaccin SN 2, y a veces en la reaccin E2. La mayor parte de los halogenuros primarios no pueden participar en las reacciones de primer orden (SN 1 o E1), porque bajo condiciones normales no se forman carbocationes primarios. .- Con buenos nuclefilos se observa la reaccin SN 2. .- Con bases fuertes tambin se observar la reaccin de eliminacin E2, aunque esta reaccin no es tan comn en los sustratos primarios. .- Si el grupo alquilo de un halogenuro primario es muy voluminoso, la reaccin SN 2 se frenar lo suficiente para que tenga lugar ms eliminacin. Si el halogenuro de alquilo primario se puede transponer fcilmente para dar un carbocatin estable, se podrn observar los productos de transposicin de la reaccin SN 1 o la E1.



51

b) Halogenuros terciarios Los halogenuros terciarios no pueden participar en la reaccin SN 2. Estos sustratos participan en la reaccin de eliminacin E2 cuando reaccionan con una base fuerte (OH-, MeO-, EtO-, t-BuO -). Las altas temperaturas favorecen la eliminacin. Si la base es dbil los sustratos terciarios reaccionan mediante mecanismos E1 y SN 1. Las condiciones especficas de la reaccin determinan la relacin sustitucin/eliminacin. c) Halogenuros secundarios Estos sustratos son los ms difciles de predecir. .- Con una base fuerte, son posibles tanto la reaccin SN 2 como la E2. .- Con una base dbil y un disolvente ionizante (H2O, MeO, EtOH) el haluro secundario puede reaccionar mediante mecanismos SN 1 o E1. .- Las altas temperaturas favorecen la eliminacin.



52

Preparacin de compuestos organometlicos a partir de halogenuros de alquilo. Los compuestos que poseen enlaces carbono-metal se denominan compuestos organometlicos. La naturaleza del enlace carbono-metal depende, en gran medida, del tipo de metal, variando desde los enlaces sustancialmente inicos a los esencialmente covalentes:Tipos extremos de enlace C-metal enlace inico C Metal enlace covalente C Metal

Cuando la estructura de un enlace C-metal es como la de la izquierda del esquema anterior se dice que tal enlace es 100% inico, mientras que si el enlace Cmetal est adecuadamente representado por la estructura de la derecha se dice que el enlace es 0% inico. Cuando se estudian las distribuciones reales de carga se encuentra, generalmente, que la verdadera situacin del enlace C-metal est entre el 100% inico y el 100% covalente. En general, cuanto ms electropositivo es el metal, ms inico es el enlace C-metal. En la siguiente tabla se dan los porcentajes de carcter inico de algunos enlaces C-metal. Porcentaje de carcter inico de los enlaces carbono-metal C-Li C-Na C-K 43 47 51 C-Mg C-Ca 35 43 C-Zn C-Cd C-Hg 18 15 9 C-Al 22 C-Sn C-Pb 12 12

La reactividad de los compuestos organometlicos aumenta con el carcter inico del enlace carbono-metal. Los compuestos muy inicos, tales como los alquilsodio y los alquil-potasio se inflaman y reaccionan explosivamente con el agua, no son voltiles y son insolubles en los disolventes no polares. Son bases muy fuertes y demasiado reactivos para aplicaciones prcticas. Sin embargo, los reactivos de alquil-litio (43% de carcter inico) pueden prepararse y emplearse en el seno de teres o hidrocarburos y son de gran aplicabilidad sinttica. Estos reactivos se pueden generar mediante la reaccin de los haluros de alquilo con litio metlico.



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CH3CH2CH2CH2Br bromobutano

+

2 Li

CH3CH2CH2CH2Li butil-litio

+

LiBr

Los compuestos organometlicos de carcter intermedio son los ms interesantes, desde el punto de vista de la sntesis orgnica, puesto que son relativamente fciles de preparar y de manipular. Los ms importantes de entre ellos son los compuestos de alquil-magnesio, conocidos tambin como reactivos de Grignard. Se preparan por reaccin entre un haluro de alquilo y magnesio metlico, en ter etlico o tetrahidrofurano (THF), para formar lo que se representa por RMgX:R X + Mg ter RMgX

El mecanismo que explica la formacin de los reactivos de Grignard implica reacciones de transferencia radicalaria. El magnesio metlico se oxida cediendo un electrn al haluro de alquilo y formando un radical alquilo y un radical centrado en el magnesio. A continuacin, el acoplamiento entre estos dos radicales genera el compuesto organometlico R-Mg-X:

R R

X

Mg Mg X

R

+ R

X Mg

Mg X

La estructura del reactivo de Grignard es ms complicada de lo que indica la frmula RMgX porque el ter utilizado como disolvente se coordina con el magnesio. Para la preparacin de los reactivos de Grignard se pueden emplear tanto los cloruros, como los bromuros, como los yoduros de alquilo. Los fluoruros de alquilo no reaccionan con el magnesio en ter. Debido a la diferencia de electronegatividad entre el carbono y el metal, sobre el tomo de carbono unido al metal existe una gran concentracin de densidad electrnica: el enlace C-Metal est muy polarizado hacia el carbono. En consecuencia, los reactivos organometlicos de litio y magnesio son compuestos muy nucleoflicos, aunque tambin muy bsicos, y por tanto se deben manipular bajo una atmsfera en la que est ausente el agua y el oxgeno. Si los reactivos RMgX o RLi entran en contacto con agua se establece una reaccin cido-base en la que se genera la base conjugada del agua (el in hidrxido) y al cido conjugado del reactivo RMgX (o RLi), que es el hidrocaburo R-H:



54

Reaccin cido-base entre el agua y R-Mg-X

H

O cido

H

+

R

Mg base

X

H

O Mg X

+ H

R

La gran concentracin de densidad electrnica sobre el tomo de carbono hace que los reactivos organometlicos R-Mg-X y R-Li se empleen en la creacin de enlaces carbono-carbono mediante la reaccin de adicin a compuestos carbonlicos:OH 1 CH3CH2CH2CH2Li 2 H 2O

O



55

Problemas 2.1. La reaccin de bromuros de alquilo con NaI proporciona yoduros de alquilo con buen rendimiento, debido a la precipitacin del NaBr insoluble en acetona.acetona R CH2Br + NaI R CH2I + NaBr

Si la reaccin anterior transcurre a travs de un mecanismo SN 2, cul ser el orden de reactividad de los siguientes bromuros de alquilo:a) CH3 CH3 Br CH3 b) CH3 Br c) CH3 CH3 Br

2.2. Prediga si la velocidad de la reaccin de sustitucin, que se indica a continuacin, aumentar o disminuir, al efectuar cada uno de los cambios que se proponen en los apartados a, b, c y d. Explique brevemente su eleccin:H3C Cl + NaOCH3 CH3OH H3C OCH3 + NaCl

a) Cambio del sustrato CH3-Cl por CH3-I. b) Cambio del nuclefilo NaOCH3 por NaSCH3. c) Cambio del sustrato CH3-Cl por (CH3)2CH-Cl. d) Cambio del disolvente CH3OH por dimetilsulfxido (DMSO). 2.3. Deduzca qu sustrato, para cada una de las parejas de compuestos que se dan a continuacin, reaccionar ms rpidamente en una reaccin de tipo SN 2 con OHcomo nuclefilo del proceso.a) CH3Br CH3I c) (CH 3)3CCl CH 3Cl b) CH 3CH 2I en etanol en dimetil sulfxido (DMSO) d) CH 2=CHBr CH2=CHCH 2Br

2.4. Explique qu reactivo, para cada una de las parejas de compuestos que se dan a continuacin, ser ms nucleoflico en una reaccin SN 2.a) NH2 NH3 (CH3)3N b) H2O CH3COO e) I Cl c) CH4 NH3

d) (CH3)3 P

f) (CH3 )3CO CH3O

2.5. Escriba la estructura, con indicacin de su estereoqumica, del producto resultante en cada una de las siguientes reacciones:NaCN, DMF (R)-2-bromooctano CH3 COONa, DMF CH3SNa, DMF



56

2.6. La reaccin SN 2 es un proceso concertado que transcurre en una sola etapa y que provoca inversin de la configuracin del estereocentro atacado por el nuclefilo. Se dice que la reaccin SN 2 es un proceso estereoespecfico. Basndose en estas consideraciones, identifique la estructura de los compuestos A, B y C en las siguientes reacciones SN 2:a) H3 C Br + b) I + NaN3 c) B (C 7H15N3 ) + NaI NaCN A (C 8H13 N) + NaBr

I CH3

OH

+ NaOH

C (C 5H10O) + H2O + NaI

2.7. Para cada una de las reacciones que se dan a continuacin:a) H CH3 b) H H CH 3 Br c) Br H Br + NaOMe

+

H2 O

+ NaN3

DMF

a) Explique brevemente el mecanismo de sustitucin nucleoflica (SN 2 SN 1) que operar en cada reaccin. Cul ser el producto (o productos) de sustitucin en cada caso? 2.8. Proponga una explicacin para los siguientes hechos experimentales. La reaccin del bromocompuesto A con una disolucin acuosa de NaOH proporciona el alcohol B, pticamente activo. Sin embargo, la reaccin del bromocompuesto C con una disolucin muy diluida de NaOH en agua proporciona una mezcla racmica formada por los alcoholes D y E.Br H3C A CH3 NaOH H2O H3C B OH CH3 C NaOH H2O D E mezcla racmica CH3 + OH CH3 OH CH3

Br



57

2.9. Ordene cada uno de los siguientes grupos de sustratos segn su velocidad relativa en una reaccin SN 1.a) CH3 H 3C C Cl CH3 CH3 H 3C C F CH3 CH3 C Cl CH3 CH 3 H 3C C Br CH 3 CH3 CH2 Br CH Br CBr3

Cl CH3 CH2 CH CH 3

b)

CH 3 H3C C OH CH 3

c)

2.10. Dibuje las estructuras en perspectiva o las proyecciones de Fischer para los productos de sustitucin de las siguientes reacciones:a) CH3 Br H + NaOH CH2CH 3 b) H2O H H3C CH3 Cl acetona H + NaI CH2CH3 c) CH2 CH3 EtOH H3 C Br CH(CH 3) 2

2.11. Qu producto(s) se formar(n) en cada una de las siguientes reacciones SN 1 (atencin: en algunas de las reacciones pueden formarse productos de transposicin).a) Br H 2O b) Br CH3 CH2 OH

c) H3C Br H CH3

H2 O

d) Br

H2O CH3OH CH3CH2 OH

2.12. Proponga una explicacin para los siguientes hechos experimentales. Cuando se hace reaccionar el (R)-1-bromo-1-fenilbutano con acetato sdico (NaOAc) en dimetilformamida (DMF) se obtiene un compuesto A, pticamente activo. Sin embargo, cuando el (R)-1-bromo-1-fenilbutano se calienta a ebullicin en cido actico se obtiene el compuesto A, pero la disolucin que lo contiene es pticamente inactiva.NaOAc, DMF Br Ph (R)-1-bromo-1-fenilbutano Acido actico ebullicin A (en una disolucin pticamente inactiva) A (C12H16O2) (pticamente activo)



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2.13. Explique la siguiente observacin experimental: los haluros primarios del tipo ROCH2X (por ejemplo CH3OCH2Cl) experimentan fcilmente reacciones de tipo SN 1 mientras que los haluros primarios del tipo RCH2CH2X (por ejemplo CH3CH2CH2Cl) no reaccionan mediante mecanismos de tipo SN 1.RCH2CH2X ROCH2X No reacciona mediante mecanismos SN1 Puede reaccionar mediante mecanismos SN1

2.14. Explique las siguientes observaciones a) Cuando el 1-cloro-2-buteno (CH3CH=CHCH2Cl) reacciona con una disolucin relativamente concentrada de NaOEt (etxido sdico) en EtOH, la velocidad de la reaccin depende de la concentracin del 1-cloro-2-buteno y de la concentracin de in etxido. El producto de la reaccin es CH3CH=CHCH2OCH2CH3.Cl + NaOEt EtOH OEt

b) Cuando el 1-cloro-2-buteno (CH3CH=CHCH2Cl) reacciona con una disolucin muy diluida de NaOEt (etxido sdico) en EtOH, la velocidad de la reaccin depende de la concentracin del 1-cloro-2-buteno pero no de la concentracin de ion etxido. En estas condiciones el producto de la reaccin es una mezcla de CH3CH=CHCH2OCH2CH3 y de CH3CH(OCH2CH3)CH=CH2.+ NaOEt EtOH OEt OEt +

Cl

2.15. La reaccin del bromuro de n-butilo con NaCN, en concentracin 0.01 M en etanol, proporciona como compuesto principal el pentanonitrilo. Sin embargo, cuando el bromuro de t-butilo se hace reaccionar con NaCN 0.01 M en etanol el producto mayoritario de la reaccin es el t-butil etil ter.NaCN 0.01 M Br bromuro de n-butilo Br EtOH bromuro de t-butilo t-butil etil ter EtOH CN pentanonitrilo OCH2CH3

NaCN 0.01 M

Con estos datos explique, desde un punto de vista mecanstico, por qu el bromuro de n-butilo forma el pentanonitrilo y por qu el bromuro de t-butilo forma el t-butil etil ter.



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2.16. Cuando el diclorocompuesto A se hace reaccionar con 1 equivalente de NaI en DMF (dimetilformamida) se produce una reaccin de sustitucin que proporciona el compuesto B (C 6H12ICl). La reaccin ajustada del proceso es la siguiente:CH3 C CH2CH2CH2 Cl + NaI CH3 A DMF NaCl + B (C 6H12ICl)

(1)

Cl

Por otra parte, cuando A se hace reaccionar con 1 equivalente de yoduro sdico (NaI) en acetona acuosa se produce tambin una reaccin de sustitucin pero el compuesto que se obtiene, C (C6H12 ICl), es ismero de B.(2) Cl CH3 C CH2CH2CH2 Cl CH3 A + NaI acetona H2O NaCl + C (C 6H12ICl)

a) A la vista del disolvente y del nuclefilo empleado en la reaccin (1) explique cul ser el mecanismo ms probable de sta reaccin y cul ser la estructura del compuesto B. b) Cul ser el mecanismo de sustitucin nucleoflica que operar en la reaccin (2)? 2.17. Explicar cada una de las siguientes observaciones: (a) El (S)-3-bromo-3-metilhexano reacciona en acetona acuosa para dar el 3 metil-hexan-3-ol racmico.H 3C H 3C Br CH3 acetona, H2O H3C H 3C OH CH3

(S)-3-bromo-3-metilhexano

3-metil-hexan-3-ol

(b) El (R)-2-bromo-2,4-dimetilhexano reacciona en acetona acuosa para dar el (R)-2,4-dimetilhexan-2-ol.H 3C CH3 Br CH3 CH3 acetona, H2O H3C CH3 CH3 CH3 OH

(R)-2-bromo-2,4-dimetilhexano

(R)-2,4-dimetilhexan-2-ol

2.18. Prediga el producto de eliminacin E1 que se formar cuando cada uno de los compuestos que se indican a continuacin se calienta a reflujo en una mezcla de EtOH/H2O. Si se puede formar ms de un producto indique cul ser el producto mayoritario:Br a) b) Br c) CH3 Br CH3 d) Br CH3



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2.19. Las reacciones de eliminacin E1 implican la formacin de carbocationes y por tanto es posible la formacin de productos de transposicin. Cuando el compuesto A se calienta a reflujo en metanol se obtiene un compuesto B.CH 3 H C C CH 3 reflujo A B MeOH CH 3 C C CH3 CH3

CH 3 Cl

Proponga una explicacin mecanstica para la formacin del compuesto B. 2.20. Cuando el 3-bromo-2,2-dimetilbutano (compuesto A) se calienta con una disolucin muy diluida de etxido de sodio en etanol, se observa que la velocidad de la reaccin slo depende de la concentracin de A y adems se forman los compuestos B, C y D.Br H3 C H3C CH3 H CH3 A CH3CH2OH NaOEt CH3 H3 C H CH3 + CH3CH2O H3C CH H3C3

CH3 + CH3 C H2C

CH3

CH3

B

H CH3 D

Explique mecansticamente la formacin de los compuestos B, C y D. 2.21. Cuando el 1-bromo-2,2-dimetilciclohexano se calienta en metanol a reflujo se obtiene una mezcla formada por los compuestos que se indican a continuacin:CH3 CH3 CH3 Br + CH3 OH 1-bromo-2,2-dimetilciclohexano CH3 CH3 + CH3 CH3 + CH3 CH3 CH3 OCH3 + CH3 OCH3 CH3 + CH3 CH3 OCH3

Explique cmo se pueden formar estos seis compuestos



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2.22. Prediga si las reacciones que se dan a continuacin elegirn un mecanismo de eliminacin E1 o E2. Cul ser el producto mayoritario en cada una de estas reacciones?a) NaOMe CH3CH2CHCH3 Br DMSO d) CH3 CH3 C Cl CH3 CH3 CH3 C CH CH3 CH Br3

KOH DMF

b)

MeOH CH3CH2CHCH3 Br

e)

CH3CH2OH

c) CH3

CH3 C Cl CH3

H2O

f)

CH3 CH3 C CH CH3 CH Br3

CH3CH2ONa DMSO

2.23. Proponga la estructura del compuesto que se formar en cada una de las reacciones de eliminacin E2, si la hubiere, de los siguientes sustratos. Si se puede formar ms de un producto indique la estructura de todos ellos y prediga cul de ellos ser el mayoritario en el proceso de eliminacin.Br a) Br NaOEt, EtOH reflujo b) NaOEt, EtOH reflujo

c) Br

NaOEt, EtOH reflujo

d) NaOEt, EtOH reflujo Br

2.24. Qu productos se obtendrn en las siguientes reacciones si stas se llevan a cabo bajo condiciones que favorecen los mecanismos bimoleculares S 2/E2. Si los N productos pueden existir como estereoismeros prediga qu estereoismero se formar mayoritariamente.a) (3S,4S)-3-bromo-4-metilhexano + NaOMe NaOMe NaOMe NaOMe

b) (3S,4R)-3-bromo-4-metilhexano + c) (3R,4R)-3-bromo-4-metilhexano +

d) (3R,4S)-3-bromo-4-metilhexano +



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2.25. El deuterio (D) es el istopo de hidrgeno de masa 2, con un protn y un neutrn en su ncleo. Se ha visto que la qumica del deuterio es casi idntica a la del hidrgeno, excepto que el enlace C-D es ligeramente ms fuerte (1.2 kcal/mol) que el enlace C-H. La velocidad de una reaccin, en la que se produce la ruptura de un enlace C-D, es menor a la de la reaccin anloga en la que se rompe un enlace C-H. A este efecto sobre la v elocidad de la reaccin se le denomina efecto isotpico cintico. Sin embargo, cuando el bromocompuesto que se indica a continuacin se hace reaccionar con etxido sdico en etanol a reflujo se obtiene un alqueno que no contiene deuterio. Proponga una explicacin.H H3C H Br D CH3

2.26. Cuando el bromocompuesto que se indica a continuacin se calienta en dimetilsulfxido (DMSO) en presencia de etxido sdico se forman dos productos de eliminacin.CH 3 CH 2CHDCH2 Br NaOMe DMSO

a) Cules sern los dos productos de la reaccin de eliminacin? b) Cul ser el producto mayoritario de la reaccin? 2.27. A continuacin se indican las proporciones de alquenos que se forman cuando el 2-bromo-2,3-dimetilbutano se somete a una reaccin de eliminacin E2 con diferentes alcxidos.H3 C H3 C CH 3 Br CH 3 H3 C + ROK H3 C CH3 CH3 + H3 C H3 C CH2 CH3

2-bromo-2,3-dimetilbutano CH 3CH2 OK CH3 CH 3 OK CH3

alqueno ms sustituido 79% 27%

alqueno menos sustituido 21% 73%

Cmo se podra explicar que la utilizacin de t-butxido de potasio en la reaccin de eliminacin de lugar a una mayor proporcin de la olefina menos sustituida? 2.28. Prediga los productos mayoritarios que se formarn en las siguientes reacciones:Cl a) CH3 b) NaOEt, EtOH reflujo A (C7H12) Cl CH3 NaOEt, EtOH reflujo B (C7H12)



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2.29. Cuando el bromocompuesto A se calienta en metanol se obtienen los tres productos de eliminacin que se indican a continuacin:CH3 MeOH Br CH3 reflujo CH3 + CH3 CH2 CH3 + CH3 CH3

A

Explique mecansticamente la formacin de estos tres compuestos. Sin embargo, cuando el compuesto A se calienta con NaOMe en MeOH slo se forman dos de los productos de eliminacin anteriores. Cules son? Explique mecansticamente su formacin? 2.30. Proponga una explicacin para los siguientes hechos experimentales: a) Cuando el cloruro de mentilo (compuesto A) se calienta a reflujo en etanol en presencia de etxido sdico se obtiene el compuesto B como nico producto de reaccin.Cl H3C CH3 A CH3 NaOEt, EtOH reflujo H3C CH3 B CH3

Por el contrario, cuando el cloruro de neomentilo (compuesto C) se hace reaccionar en las mismas condiciones que A se obtiene una mezcla formada por el compuesto B y el compuesto C, en las proporciones que se indican en el esquema.Cl H3C CH3 C CH3 NaOEt, EtOH reflujo H3C CH3 B (25%) CH3 + H3C CH3 D (75%) CH3

b) Cuando el cloruro de mentilo (compuesto A) se trat con una disolucin acuosa de alcohol etlico al 80%, en ausencia total de anin etxido, se obtuvo una mezcla formada por los compuestos B y D. Proponga una explicacin mecanstica para este hecho experimental. 2.31. Cul de las dos reacciones que se indican a continuacin es ms apropiada para la preparacin del isopropil metil ter. Por qu?a) H3C I + CH3 b) H C 3 ONa CH3 + CH3I H 3C CH3ONa H 3C O CH3 O CH3 CH3 + NaI CH3 + NaI



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2.32. Proponga una explicacin para el siguiente hecho experimental: Tanto el cis-1bromo-4-isopropilciclohexano (compuesto A) como el trans-1-bromo-4isopropilciclohexano (compuesto B) reaccionan con etxido de sodio en etanol a reflujo para dar el 4-isopropilciclohexeno. Sin embargo, el ismero cis reacciona mucho ms rpidamente que el ismero trans.Br A 4-isopropilciclohexano Br B NaOEt, EtOH NaOEt, EtOH

2.33. La reaccin de eliminacin E2 en el bromocompuesto A proporciona el alqueno B.1

Br2 3 4

5

H t-BuOK t-BuOH H 3C Ph B Ph CH3

H3C

CH3

Ph A

Ph

Sabiendo que el compuesto A es pticamente inactivo, cul deber ser la configuracin de los estereocentros C2 y C4 para que se forme el alqueno B con configuracin Z en el doble enlace? 2.34. a) Cuando se calienta el 3-bromo-2,2-dimetilbutano en una disolucin diluida de etxido sdico (NaOEt) en etanol, o solamente en EtOH, la reaccin sigue una cintica de primer orden. Adems del producto de sustitucin, tambin se observa la formacin de los alquenos A y B. Proponga un mecanismo que explique la formacin de estos dos alquenos.CH3 Br H 3C C CH3 C H CH3 CH3 H 3C C CH3 C A CH3 CH3 H 3C C H CH3 C B CH2

3.bromo-2,2-dimetilbutano

b) Cuando se calienta el 3-bromo-2,2-dimetilbutano en una disolucin concentrada de etxido sdico (NaOEt) en etanol la reaccin sigue una cintica de segundo orden. Adems del producto de sustitucin se forma el alqueno C.CH 3 Br H 3C C CH 3 3-bromo-2,2-dimetilbutano C H CH 3 CH 3 H3C C CH 3 C H C CH 2

Proponga un mecanismo que explique la formacin del alqueno C.



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2.35. La reaccin del bromuro de isopropilo con KOH acuosa proporciona una mezcla formada por 1-propeno (el producto de eliminacin) y por isopropanol (el producto de sustitucin):Br H3C CH CH3 OH H2O, KOH H2C CH CH3 + propeno H3C CH CH3 isopropanol

bromuro de isopropilo

Cuando el bromuro de isopropilo deuterado reacciona bajo las mismas condiciones, la velocidad de formacin del producto de sustitucin no cambia, mientras que la velocidad de formacin del producto de eliminacin disminuye en un factor de 7.OH D2C CH CD3 7 veces ms lenta + D3C CH CD3 velocidad no cambia

Br D3C CH CD3

H2O, KOH

bromuro de isopropilo deutereado

Proponga un mecanismo (SN 1 SN 2, E1 o E2) que explique la formacin de los productos de sustitucin y eliminacin. A la vista del efecto isotpico-cintico la reaccin de eliminacin ser E1 E2?. 2.36. a) Dibuje la estructura de todos los alquenos que se podran formar por prdida de HBr de cada uno de los siguientes haluros de alquilo. En cada caso indique cul ser el alqueno mayoritario.Br a) b) Br Br c) Br d) Br e)

b) El bromuro a existe en dos formas diastereoisomricas quirales. Dibuje stas as como las estructuras de los productos de eliminacin E2 que se formarn a partir de cada uno de los diastereoismeros Sern los productos de eliminacin pticamente activos? c) El bromuro d tambin existe en dos formas diastereoisomricas quirales. La reaccin de eliminacin E2 sobre uno de los diastereoismeros forma una sola olefina, que adems es quiral. La eliminacin E2 sobre el otro diastereoismero forma una mezcla de dos olefinas: una es quiral y la otra no. Cules sern las estructuras de cada uno de estos diastereoismeros? d) El bromuro e existe en dos formas diastereoisomricas aquirales. Qu olefina(s) se generar(n) en la reaccin de eliminacin E2 sobre cada uno de estos diastereoismeros? Sern pticamente activas? Por qu?



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2.37. a) Cuando el bromocompuesto A se calienta a reflujo de MeOH en presencia de NaOMe se provoca una reaccin de eliminacin que proporciona un compuesto B (C11H20):Br H 3C H 3C CH3 CH3 A + NaOMe MeOH reflujo B (C11H20) + NaBr + MeOH

Un anlisis cuidadoso de B permite apreciar que en realidad est constituido por una mezcla de dos compuestos enantiomricos. Cules sern las estructuras de estos dos enantimeros? Cmo se formarn? b) Por otra parte, cuando el bromocompuesto C se calienta a reflujo de MeOH en presencia de NaOMe se obtiene un nico compuesto D (C11H20).Br H 3C H 3C CH3 CH3 C + NaOMe MeOH reflujo D (C11H20) + NaBr + MeOH

Cul ser la estructura de D? Cmo se formar?

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