Condensado de Reacciones Orgánicas

7/29/2019 Condensado de Reacciones Orgnicas

1/100

Universidad Internacional de las Amricas

ANALISIS DE DROGAS

F-063

Condensado de reacciones Orgnicas

Lic. Carlos Eduardo Coto R. MSc.


2/100

Reacciones caractersticas

CC HCl

H2 OCCH

+

CC Br2

OsO4

CC H2

CC

C CCl

H

C C

OH

H

C C

BrH

Br

C C

OHOH

C C

HH

+ hydration

+ hydrochlorination(hydrohalogenation)

+ bromination

(halogenation)

+

+ reduction

(hydrogenation)

oxidation(hydrogenation)


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Sustitucin nucleoflica Algunas reacciones de sustitucin nucleoflica

CH3 -I

HO-

Nu-

RO-

HS-

RS-

I -

NH3

HOH

CH3 -SH

CH3 -SR

CH3 -OH

CH3 -OR

H

CH3 -O-H

CH3 -NH3+

CH3X CH3Nu X-

+An alcohol (after proton transfer)

An alkylammonium ion

An alkyl iodide

A sulfide (a th ioether)

A thiol (a mercaptan)

An ether

An alcohol

Reaction: + +


4/100

Sustitucin Nucleoflia Ejemplo: prediga el producto de cada reaccin, el

mecanismo y la estereoqumica del producto.

Br Na+I-

DMSO+2.

Br

Na+SH

-+ acetone4.

Cl

CH3OHCH3OH

+1.

Br

CH3S-

Na+

+ acetone3.


5/100

b-Eliminacin

b-Eliminacin: es la remocin de tomos ogrupos de tomos de carbonos adyacentespara formar un doble enlace C-C Se estudia un tipo de b-eliminacin llamado

deshidrohalogenacin (eliminacin de HX)

C C

H X

CH3 CH2 O-Na+

C C

CH3 CH2 OH

CH3 CH2 OH Na+X

-+

+b

+

An alkylhalide

Base

An alkene


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b-Eliminacin Regla

de Zaitsev: el producto mayor de la b-eliminacin, es el alqueno ms estable (el mssustituido)

Br CH3 CH2 O-Na

+

CH3 CH2 OH2-Methyl-2-butene(major product)

2-Bromo-2-methylbutane

2-Methyl-1-butene

+

BrCH3 O

-Na

+

CH3 OH+

1-Methyl-cyclopentene

(major product)

1-Bromo-1-methyl-cyclopentane

Methylene-cyclopentane


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8/100

Sumario de SN1 y SN2

CH3 X

RCH2 X

R2 CHX

R3 CX

Type ofHaloalkane

Methyl

Primary

Secondary

Tertiary

SN 2 SN 1

Substitutionat astereocenter

SN 2 is favored . SN 1 does no t occur. The methylcation is s o unstable that it is

never observed in solution.

SN 1 does not occur. Primarycarbocations are so unstable that

they are never observed in solution.SN 1 is favored in protic solventswith poor nucleophiles .

SN 2 is favored in aproticsolvents with good

nucleophiles.

SN 2 does not occur becauseof s teric h indrance around

the substitution center.

SN 1 is favored because o f the ease offormation of tertiary carbocations.

Invers ion of conf iguration.The n ucleo phile attacksthe s tereocenter from theside opposite the leaving

group.

Racemization. The carbocationintermediate is planar, and attack bythe nucleophile occurs w ith equal

probability from either side.

SN 2 is favored .


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Sustitucin vs Eliminacin

Muchos nuclefilos son bases fuertes (OH- y RO-) ylas reacciones de SN y E compiten

La razn de los productos SN/E dependen de la raznrelativa de las dos reacciones

nucleophilicsubstitution

b-eliminationC CH X + Nu

-

C CH Nu +

C C H-Nu+ +

X-

X-


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SN1 versus E1

La reaccin de haloalcanos 2 y 3 en

disolventes prticos da una mezcla deproductos de sustitucin y eliminacin

CH3

CH3

ICCH3 -I-

CH3 C

CH3SN1

CH3-Cl-

H2O

CH3 OH

SN1ClCH3

CH3

CH3C

CH2

CH3

CH3

C

C

CH3

CH3

CH3

CCH3

CH3

CH3

OH

OCH3

H

+

H+

H+

E1

+

+

+

+


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Sumario de S vs E para haloalcanos

Para metilos y haloalcanos 1

RCH2 X

CH3 X

S N1 and E1 reactions of primary halid es are never observed.

SN2

SN1 reactions o f methyl halid es are never observed.The methyl cation is so uns table that it is never

formed in solution.

SN2

E2 The main reaction with strong, bulky bases , such aspotassium t ert- butoxide.

Primary cations are never formed in solution; therefore,

Methyl

Primary

SN 1/ E1

SN1

The only substitution reactions observed

The main reaction with strong bases such as OH- and

EtO-. Also, the main reaction w ith good

nucleophiles/w eak bases, such as I- and CH3COO-.


12/100

Sumario de S vs E para haloalcanos

Para haloalcanos 2 y 3

The main reaction with strong bases /good nucleophiles

R3 CX

such as I- and CH3COO-.R2 CHX

Main reaction with strong bases, such as HO- and RO-.

Main reactions with poor nucleophiles/weak bases.

The main reaction with weak bases/good nucleophiles,

E2

SN 2

E2

SN 2 reactions of tertiary halides are never observed

SN1/ E1

Secondary

Tertiary

because of the extreme crowding around the 3 carbon.

SN1/ E1 Common in reactions with w eak nucleophiles in polarprotic solvents, such as water, methanol, and ethanol.

such as OH- and CH3CH2O-.

SN 2


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Sumario de S vs E para haloalcanos Ejemplo: prediga el producto mayoritario y

el mecanismo de cada reaccinCl

NaOH80C

H2 O+1.

Br( C2 H5 ) 3 N

30CCH2 Cl2

+2.

Br

CH3O

-

Na

+

methanol3. +

Cl

Na+

I-4. +

acetone


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15/100

Conversin de ROH a RX Los alcoholes 3 insolubles en agua reaccionan

con HCl por burbujeo de ste a travs de ladisolucin del alcohol en dietil ter o THF

Alcoholes 1 y 2 requieren HBr y HI concentrado

para formar bromuros y ioduros de alquilo

+ HCl + H2 OOH

CH3

0Cether

Cl

CH3

1-Chloro-1-methylcyclohexane

1-Methyl-cyclohexanol

OH + HBr + H2 O

1-Butanol 1-Bromobutane(Butyl bromide)

Br


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Reaccin de ROH 3 con HX

Los alcoholes 3 reaccionan con HX por un

mecanismo SN1 Etapa 1: es rpida, una reaccin cido base

reversible tranfiere un protn al grupo OH

Esta transferencia convierte al OH (un grupo salientepobre) en H2O (un mejor grupo saliente)

CH3 -C

CH3

CH3

O H O H

H

H CH3 -C

CH3

CH3OH

H

O H

H

+

2-Methyl-2-propanol

(t ert -Butyl alcohol)

An oxonium ion

+

rapid andreversible

++


17/100

Reaccin de ROH 3 con HX Etapa 2: la prdida de agua del ion oxonio da un

carbocatin 3 como intermediario

Etapa 3: la unin con X- completa la reaccin

CH3 -C

CH3

CH3

O

H

H

CH3 -C+

CH3

CH3

O H

H

slow, ratedetermining

An oxonium ion

++

A 3 carbocationintermediate

SN 1

CH3 -C+

CH3

CH3

Cl CH3 -C ClCH3

CH3

fast+

2-Chloro-2-methylpropane

(t ert -Butyl chloride)


18/100

Reaccin de ROH 1 con HX Los alcoholes 1 reaccionan por un mecanismo

SN2 Etapa 1: Esta transferencia convierte al OH (un grupo

saliente pobre) en H2O (un mejor grupo saliente)

Etapa 2: desplazamiento nucleoflico del H2O por Br-

Br - OH

H


+ +SN2

OH

H

Br

H

H

H O O H

H

rapid andreversible

An oxonium ion

++

OH

H

+OH


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Reaccin de ROH 3 con HX Etapa 2: la prdida de agua del ion oxonio da un

carbocatin 3 como intermediario

Etapa 3: la unin con X- completa la reaccin

CH3 -C

CH3

CH3

O

H

H

CH3 -C+

CH3

CH3

O H

H


An oxonium ion

++


SN 1

CH3 -C+CH

3

CH3

Cl CH3 -C ClCH3

CH3

fast+

2-Chloro-2-methylpropane

(t ert -Butyl chloride)


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Reaccin de ROH 1 con HX Los alcoholes 1 reaccionan por un mecanismo

SN2 Etapa 1: Esta transferencia convierte al OH (un grupo

saliente pobre) en H2O (un mejor grupo saliente)

Etapa 2: desplazamiento nucleoflico del H2O por Br-

Br - OH

H


+ +SN2

OH

H

Br

H

H

H O O H

H

rapid andreversible

An oxonium ion

++

OH

H

+OH


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Reaccin con SOCl2

El cloruro de tionilo, SOCl2, es el reactivo msusado para la conversin de alcoholes a clorurosde alquilo

OH SOCl2

Cl SO2 HCl

Thionylchloride

1-Heptanol

1-Chloroheptane

pyridine+

+ +


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Deshidratacin de alcohols

Un alcohol puede ser convertido en un alqueno por

eliminacin de H y OH de carbonos adyacentes (una b-eliminacin)

Los alcoholes 1 deben ser calentados a altas temperaturas

en presencia de un cido catalizador como H2SO4 o H3PO4

Los alcoholes 2 dan deshidratacin a temperaturasmenores a los 1

Los alcoholes 3 comunmente requieren temperaturasligeramente por encima de la temperatura ambiente


24/100

Deshidratacin de alcoholes

ejemplos:

140oC

Cyclohexanol Cyclohexene

OH

+ H 2 OH2 SO4

180oCCH3 CH2 OH

H2 SO4CH2 =CH 2 + H 2 O

+ H2 OCH3 COH

CH3

CH350oC

H2 SO4CH3 C=CH2

CH3

2-Methylpropene

(Isobutylene)


25/100

Deshidratacin de alcohols

Cuando se obtienen alquenos isomricos, el msestable es aquel que tenga mayor nmero desustituyentes sobre el doble enlace, es decir quesiga la Regla de Zaitsev

CH3CH2CHCH3

OH 85% H3PO4CH3CH=CHCH3 CH3CH2 CH=CH2

1-Butene(20%)2-Butene(80%)2-Butanol

+heat


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Deshidratacin de alcohols 2 Un mecanismo de tres etapas:

Etapa 1: la transferencia de un protn del ion H3O+ al

grupoOH, convierte un mal grupo saliente en un

mejor grupo saliente como lo es el H2O

CH3CHCH2CH3

HO

OH

H H

OH H

CH3CHCH2CH3 OH

H+An oxonium ion

rapid andreversible

+

+

+


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Deshidratacin de alcohols 2

Etapa 2: la prdida de agua da un carbocatin

intermediario

Etapa 3: la transferencia de un protn de un carbonoadyacente al H2O da el alqueno y se regenera el

catalizador cido

HO

H

CH3CHCH2 CH3 CH3CHCH2CH3 H2O

+s low, rate

determining ++


CH3 -CH-CH-CH3

H

O

H

H CH3 -CH=CH-CH3 O

H

HHrapid+

++

+


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Deshidratacin de alcoholes 1 Un mecanismo de dos etapas

etapa 1: la transferencia de un protn da un ionoxonio

Etapa 2: la transferencia de un protn aldisolvente y la prdida de agua dan el alqueno yse regenera el catalizador cido

CH3 CH2 -O-H H OH

H O

H

HCH3 CH2 O

HH

rapid andreversible

+ +

H O

H H

CH OH

CH2

H

H

H O

H

H ++ H

C C

H

H H

+ O

H

H+


E2

d h d


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Hidratacin-Deshidratacin

La hidratacin catalizada con cido de un alqueno

y la deshidratacin de un alcohol son procesoscompetitivos

Mayor cantidad de agua favorece la formacin de unalcohol

La escasez o la remocin de agua del medioexperimental favorecen la formacin del alqueno

An alkene An alcohol

C CH OH

H2O

acidcatalyst

+C C


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Oxidacin de alcoholes

Para oxidar un alcohol 1 a aldehido se usa el PCC

El PCC oxida el geraniol para dar geranial

Los alcoholes 3 no son oxidables por ninguno de estos reactivos, esdecir, son resistentes a la oxidacin

CrO3 HCl

N N

H

CrO3Cl-

Pyridinium chlorochromate(PCC)

Pyridine

+ +

+

OHPCC

CH2Cl2H

O

Geraniol Geranial


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Epxidos

Otros epxidos son sintetizados a partir dealquenos y un cido peroxicarboxlico, RCO3H

RCOOH

O

CH2Cl2O

H

H

RCOH

O

A carboxylicacid

1,2-Epoxycyclohexane(Cyclohexene oxide)

A peroxy-carboxylic acid

Cyclohexene

++


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Reacciones de epxidos

Los teres son generalmente no reactivos en cidos acuosos

Los epxidos, sin embargo, reaccionan rpidamente debido a latensin angular en el anillo

La reaccin de un epxido con agua en cido da un glicol

CH2 CH2O

H2 O H+

HOCH2 CH2OH+

1,2-Ethanediol(Ethylene glycol)

Ethylene o xide

+ H2 OH

+

1,2-Epoxycyclopentane(Cyclopentene oxide)

trans-1,2-Cyclopentanediol

OH

OH

OH

H


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36/100


37/100


38/100

Oxidacin benclica

El benceno no es afectado por agentes

oxidantes fuertes como el H2CrO4 y el KMnO4 Los sustituyentes halogenados y los nitro no son

afectados por ste tipo de reactivos

un grupo alquilo con al menos un hidrgeno sobreel carbono benclico puede ser oxidado a un grupocarboxilato

CH3

ClO2 N

H2 CrO4COOH

ClO2 N

2-Chloro-4-nitrotoluene 2-Chloro-4-nitrobenzoic acid


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Oxidacin benclica

Si hay ms de un grupo alquilo, cada uno puede ser

oxidado a un grupo

COOH

El cido tereftlico es uno de los dos monmeros

requeridos para la sntesis del poli etilen tereftalato(PET), un polmero que puede ser colocado dentro dela fibras de polister del Dacron

CH3H3CH2 CrO4

COHHOC

OO

1,4-Dimethylbenzene(p-xylene)

1,4-Benzened icarboxylic acid(terephthalic acid)


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Reacciones del benceno

La reaccin ms caracterstica de los compuestos

aromticos es la sustitucin del anillo de carbonos

H Cl2 FeCl3 Cl HCl+ +

Chlorobenzene

Halogenation:

H HNO3H2SO4

NO2 H2O++

Nitrobenzene

Nitration:


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42/100


43/100

Alquilacin de Friedel-Crafts

La alquilacin de Friedel-Crafts forma un nuevoenlace C-C entre un anillo aromtico y un grupoalquilo

ClAlCl3

HCl+

Benzene 2-Chloropropane

(Isopropyl chloride)

Isopropylbenzene

(Cumene)

+


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Acilacin de Friedel-Crafts

Tratando un anillo aromtico con un cido cloradoen presencia de AlCl3

cido (acil) clorado: es un derivado de un cidocarboxlico en el cual el -OH es remplazado por un cloro

O

CH3CClAlCl3

CCH3

O

HCl+

Benzene Acetophenone(a ketone)

Acetyl chloride(an acyl halide)

+


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Otras alquilaciones del benceno Generacin de carbocationes

Tratando un alqueno con un cido prtico, mscomnmente H2SO4 or H3PO4

Tratando un alcohol con H2SO4 or H3PO4

CH3 CH=CH2H3PO4

Benzene Propene

+

Isopropylbenzene

(Cumene)

HOH3PO4

H2 O

Benzene

+ +

2-Methyl-2-

phenylpropane

(t ert-Butylbenzene)


46/100

Di- y polisustitucin del benceno Efecto de sustituyentes sobre otros sustituyentes

NH2 NHR NR2 OH

NHCR NHCAr

OR

OCR OCAr

R

F Cl Br I

O O OO

CH

O O

COHCR

O

SOH

O

COR

O

CNH2

O

O

NO2 NH3+

CF3 CCl3

moderatelyactivating

stronglyactivating

weaklyactivating

stronglydeactivating

moderatelydeactivating

weaklydeactivating

Ortho-Para

Directing

MetaDirecting


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Di- y polisustitucin El orden de las etapas es importante

HNO3

CH3

H2 SO4

H2 CrO4

CH3

NO2

COOH

H2 CrO4

HNO3

H2 SO4

COOH

NO2

COOH

NO2

3-Nitrobenzoic acid

4-Nitrobenzoic acid

Toluene

4-Nitrotoluene

Benzoic acid

A id d l f l


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Acidez de los fenoles Los fenoles son cidos dbiles

Ellos reaccionan con bases fuertes para formaragua y una sal soluble

No reaccionan con bases dbiles, tales comobicarbonato de sodio

OH + NaOH O-Na

+ + H2O

Phenol Sodiumhydroxide

Sodiumphenoxide

Water

pKa 9.95 pKa 15.7

(stronger acid) (weaker acid )

H2 CO3O-Na

+NaHCO3OH

Phenol SodiumphenoxidepKa 9.95

(weaker acid )

pKa 6.36Carbonic acid

(stronger acid)

Sodiumbicarbonate

+ +


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Reaccin con cidos

Todas las aminas, solubles o insolubles en agua ,

reaccionan cuantitativamente con cidos fuertepara formar sales solubles

NH2

HO

HO

OH

HClH2O

NH3+

Cl-

HO

HO

OH

(R)-Norepinephrine

hydrochloride(a water-soluble salt)

+

(R)-Norepinephrine

(only slightlysoluble in water)

i d il i


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Sntesis de aril aminas 1

Muchas son sintetizadas por nitracin de un anilloaromtico seguido por la reduccin cataltica delgrupo nitro a una amina primaria

COOH

NO2

3 H2Ni

COOH

NH2

2H2O+

(3 atm)

+

3-Nitrobenzoicacid

3-Aminobenzoicacid

R i id it


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Reaccin con cido nitroso

Tratando una amina aromtica 1 con HNO2

da una sal de diazonio

Calentando la disolucin da un fenol y N gaseoso

NH2 NaNO2 HClH2 O N N Cl

-H2 O

0C+

+

Benzenediazonium

chloride

+ +

Aniline

(a 1 aromaticamine)

Sodium

nitrite

N N Cl-

H2 O OH N2

Benzenediazoniumchloride

++

+

Phenol

R i d ld hid t


52/100

Reacciones de aldehidos y cetonas

La reaccin ms comn de un grupo carbonilo es la

adicin de un nuclefilo para formar un carbonotetrahdrico

Tetrahedral carbonyladdition compound

+ C

R

R

O CNu

O -

RR

Nu -: :

:::

:

Reactivo de Grignard


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Reactivo de Grignard

Los reactivos de Grignard son preparados por la

adicin de un alquilo o arilo a una suspensin deMg metlico en dietil ter

Br Mg MgBr+

1-Bromobutane Butylmagnesium bromide

ether

Br Mg MgBr+ether

Bromobenzene Phenylmagnesium bromide


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Adicin de alcoholes Hemiacetal: es una molcula que contiene un

grupo -OH y uno -OR enlazados a un mismocarbono

Los hemiacetales son compuestos menores deuna mezcla en equilibrio, excepto donde anillosde 5 o 6 miembros puedan formarse

CH3CCH3

O H

OCH2CH3H

+

CH3 C-OCH2 CH3CH3

OH

A hemiacetal

+

4-Hydroxypentanal A cyclic h emiacetal(major form present

at eq uilibrium)

OH

H

O

O

H

O

Hredraw to sho wthe OH close to

the CHO g roup O OH1

23

45

1

23

451

23

45

Adi i d l h l


55/100

Adicin de alcoholes Acetal: es una molcula que contiene dos

grupos

OR enlazados a un mismo carbono

CH3C-OCH2CH3

CH3

OH

CH3CH2OHH

+

CH3 C-OCH2CH3

CH3

OCH2CH3

H2 O

A diethyl acetal

++

A hemiacetal

OH

H

O

O OH

CH3OH

H+ O OCH3 H2 O

4-Hydroxypentanal

+

A cy clic acetal


56/100

Acetales

Dibuje la frmula estructural para el acetal encada reaccin

O HOOH H2 SO4+

Ethyleneglycol

(a)

OH

OH

O H2 SO4(b) +

A t l t t


57/100

Acetales como grupos protectores

Una forma para sintetizar el cetoalcohol de la

derecha es por medio de una reaccin de Grignard

Pero primero el grupo aldehdo del bromoaldehdo debe ser protegido; una posibilidad escomo un acetal cclico

Ph H

O

H

O

BrPh H

OH O

5-Hydroxy-5-phenylpentanal4-BromobutanalBenzaldehyde

+??

H

O

Br

A cyclic acetal

+H

+

H2OHOOH+ Br O

O

Ethylene glycol

I i


58/100

Iminas

Imina: es un compuesto que contiene un enlace

C=N; tambin llamado base de Schiff Formado por la reaccin de un aldehdo o cetona con

amoniaco o aminas 1

An imineAmmoniaCyclohexanone

++ NH3 H2OO NHH+

CH3CHO

H2N CH3 CH=N H2 O+ +

Ethanal Aniline An imine

H+

R i i b


59/100

Racemizacin en un carbono

Cuando un aldehdo o cetona enantiomericamente puro con

al menos un Hes tratado con cido o base,gradualmentese convierte en una mezcla racmica, perdindo su actividad

ptica

C C

O

CH3

Ph

HH3C

OH

CH3

C C

Ph

H3 C

C C

O

CH3

Ph

H3 CH

An achiral en ol(R)-3-Phenyl-2-butanone

(S)-3-Phenyl-2-butanone

H+

or OH-

H+

or OH-


60/100

H l i


61/100

Halogenacin

Los aldehdos y las cetonas con H- reaccionancon Br2 y Cl2 para dar un -haloaldehdo o una -halocetona

O

Br2CH3 COOH

OBr

HBr+ +

Acetophenone -Bromoacetophenone

H l i


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Halogenacin El paso intermedio en la -halogenacin es la

formacin de un enol1. Formacin del enol

2. Ataque nucleoflico del enol sobre el halgeno

O OH

Keto form Enol form

H+

O

H

Br Br

OBr

H-Br+ +

H l i


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Halogenacin

La importancia de la -halogenacin es que elcarbono adyacente al carbonilo contiene un buengrupo saliente y es susceptible a un ataquenucleoflico

O

BrNH+

O

N+ HBr

An -bromo-ketone

An -diethylaminoketoneDiethyl-amine

Oxidacin


64/100

Oxidacin

Los aldehdos son unos de los compuestos

ms facilmente oxidables de todos los gruposfuncionales

CHO

HO

MeO

Ag2OTHF, H2O

NaOH

HCl

H2O

COOHMeO

HOAg

Vanillic acidVanillin

++

CHO H2CrO4 COOH

Hexanal Hexanoic acid

2 CHO O2 2 COOH

Benzoic acidBenzaldehyde

+


65/100


66/100

Reduccin cataltica


67/100

Reduccin cataltica

Las reducciones catalticas son generalmente

llevadas a cabo de 25 a 100C y de 1 a 5 atmH2

Un doble enlace C-C puede ser reducido bajo

estas condiciones

+ 25 oC, 2 atm

Pt

Cyclohe xanone Cyclohe xanol

O OH

H2

1-Butanoltrans- 2-Butenal

(Crotonalde hyde)

2 H2

NiH

O

OH


68/100


69/100

Reduccin con hidruros metlicos


70/100

Reduccin con hidruros metlicos

Los hidruros metlicos normalmente no reducen dobles

enlaces, por lo que la reduccin selectiva entre C=O oC=C es posible

O OH

RCH= CHCR' RCH= CHCHR'1. NaBH4

2 . H2 O

+

RhO

RCH= CHCR' RCH2 CH2 CR'H2

O

Reaccin de cidos con bases


71/100

Reaccin de cidos con bases Los cidos carboxlicos, solubles o insolubles en

agua, reaccionan con NaOH, KOH, y otras basesfuertes para dar una sal soluble en agua

Ellos tambin forman sales solubles con el

amoniaco y aminas

+ +

Benzoic acid(slightly soluble

in water)

Sodium benzoate(60 g/100 mL water)

COOH COO-Na

+NaOH

H2 OH2 O

+

Ammonium benzoate(20 g/100 mL water)

Benzoic acid(slightly soluble

in water)

COOH COO-NH4

+NH3 H2 O


72/100


73/100

Reaccin

conbases


74/100

Reduccin selectiva


75/100

Reduccin selectiva

La hidrogenacin cataltica no reduce un

grupo COOH Se puede usar H2/Metal para reducir un alqueno

en presencia de un grupo COOH

Se puede usar NaBH4 para reducir un aldehdo ocetona en presencia de un grupo COOH

OHO

H2+Pt

OHO

Hexanoic acid5-Hexenoic acid25C, 2 atm

C6H5 OH

OO1. NaBH4

2. H2OC6H5 OH

OOH

5-Hydroxy-5-phenylpentanoic acid5-Oxo-5-phenylpentanoic acid

Esterificacin de Fischer


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Los steres pueden ser preparados por eltratamiento de un cido carboxlico con unalcohol en presencia de un cido catalizador,comnmente H2SO4 o HCl gaseoso

CH3 COH

O

CH3CH2OH

H2 SO4CH3COCH2CH3

O

H2 O

Ethanoic acid(Acetic acid)

++

Ethyl ethanoate(Ethyl acetate)

Ethanol(Ethyl alcohol)


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La esterificacin de Fischer es una reaccin enequilibrio Mediante un control cuidadoso de las condiciones experimentales,

es posible preparar steres con alto rendimiento

Si el alcohol no es caro comparativamente con el cido, se puedeusar ste en exceso para desplazar la reaccin hacia la derecha

Un paso en la esterificacin de Fischer es la adicin del ROH al C=Opara la formacin de un compuesto tetrahdrico intermediario

C OHR

O

HOCH3

H+

C OCH3

O H

O

R

H

H+

C OCH3R

O

HOH+ +


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Descarboxilacin


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Descarboxilacin Descarboxilacin:es la prdida de un grupo

carboxilo

Muchos cidos carboxlicos al ser calentados a altatemperatura, sufren una descarboxilacin trmica

Muchos cidos carboxlicos, sin embargo, son pocoresistentes al calentamiento moderado y a la fusin oan a la ebullicin sin descarboxilarse

RCOH

O

RH CO2decarboxylation

+heat

Descarboxilacin


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Descarboxilacin Las excepciones son los cidos carboxlicos que

tienen un grupo carbonilo en posicin beta al grupocarboxilo

ste tipo de cido carboxlico sufre descarboxilacincon calentamiento suave

OH

OO O

CO2Acetone3-Oxobutanoic acid

(Acetoacetic acid)

+warmb



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Sustitucin acil nucleoflica:una secuencia de

adicin

eliminacin resultan en lasustitucin de un nuclefilo por otro

La reaccin depende de tener disponible un grupo

saliente enlazado al carbono acilo, indicado comoLv

Tetrahedral carbonyladdition in termediate

-

-

-++ C

NuRC

Lv RC NuR

O

Lv

O O

Nu Lv

Substitutionproduct



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Reacciones caractersticas En la reaccin general, se muestra el nuclefilo como

un anion; este no necesita ser el caso Molculas neutras tales como el agua, alcohol,

amoniaco y aminas tambin pueden servir comonuclefilos

En la reaccin general, se muestra al grupo salientecomo un anion para ilustrar un punto importante: lasbases dbiles, mejores grupos salientes

NR2 OR OCR

O

X

Increasing b asicity

Increasing leaving ability



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Un ion haluro es una base dbil y un buen grupo

saliente; los haluros cidos son ms reactivos en unasustitucin acil nucleoflica

El ion amida es una base fuerte y un mal grupo saliente;la amidas son las menos reactivas en una sustitucinacil nucleoflica.

RC-NH2

O

RC-OR'

O

RC-OCR

O O

RC-X

O

Increasing reactivity toward nucleophilic acyl substitution

Amide Ester Anhydride Acid halide

Hidrlisis Cloruros de cido


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Hidrlisis Cloruros de cido

Los cloruros de cido de bajo peso molecular

reaccionan rpidamente con el agua

Los cloruros de cido de alto peso molecular son menos

solubles en agua y reaccionan menos rpido

CH3 CCl

O

H2O CH3COH

O

HCl++


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Hidrlisis - steres


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Los steres se hidrolizan lentamente y an en

agua hirviente La hidrlisis se da ms rpido si son

calentados con cidos o base acuosas

La hidrlisis en medio cido es conocida comola reaccin inversa de la esterificacin deFischer

CR OCH3

O

H2 OH+

CR

H3 COOH

OHH+

CR OH

O

CH3 OH+ +

Tetrahedral carbonyladdition intermediate


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Hidrlisis


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d s s Sumario

R-C-OR'

O

R-C-O-C-R

O O

R-C-ClO

H2 O

H2 O

NaOH

H2OH2SO4

R-C-NH2

O

H2O

NaOH

HCl

R-C-OHO

R-C-OH

O

R-C-OH

O

R-C-OH

O

R-C-O-Na

+O

R-C-O-Na+O

HCl

R'OH

HO-C-R

O

NH4+Cl

-

NH3

R'OH

+ +

+ +

+

+

+

++

+


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R i NH i


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Reaccin con NH3 y aminas

Sumario

R-C-Cl

O

2NH3

R-C-O-C-R

O O

2NH3

R-C-OR'

O

NH3

R-C-NH2O

R-C-NH2

O

R-C-NH2

O

R-C-NH2

O

R'OH

NH4+Cl

-

R-C-O-NH4 +O

+ +

+ +

+ +

No reaction with ammonia or amines

steres con reactivo de Grignard


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steres con reactivo de Grignard

Un ster frmico con 2 moles de reactivo de Grignard

seguido por hidrlisis da un alcohol 2

La reaccin de cualquier otro ster da un alcohol 3

O

HCOCH3 2RMgXH2 O, HCl

R

HC-R

OH

CH3 OH+magnesium

alkoxidesalt

A 2 alcoholAn es ter offormic acid

+

O

CH3COCH3 2RMgX H2 O, HCl CH3C-R

R

OH

CH3 OH

magnesium

alkoxidesalt

+

A 3 alcoholAn es ter of any acid

other than formic acid

+

Reduccin


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Los steres son reducidos por LiAlH4 a alcoholes

El alcohol derivado del grupo carbonilo esprimario

El NaBH4

normalmente no reduce los steres, perosi aldehdos y cetonas

Methanol2-Phenyl-1-

propanolMethyl 2-phenyl-

propanoate

+1. LiAlH4 , ether

2 . H2 O, HCl

CH3 OHPhOCH

3

O PhOH

OEt

O O NaBH4

Et OH OEt

OH O

Reduccin


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La reduccin con LiAlH4 de una amida da aminas

1, 2, o 3 dependiendo del grado de sustitucinde la amida

NH2

O1. LiAlH4

2. H2O

1. LiAlH4

2. H2O

NMe2

O

NMe2

NH2

N,N-Dimethylbenzamide N,N-Dimethylbenzylamine

Octanamide 1-Octanamine

Algunas interconversiones


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g

CH3 OH, H2 SO4

SOCl2

1. LiAlH4

2. H2 O

Ph OH

O

PhOH

PhOCH3

O

2. H2 O

1. LiAlH4

Ph Cl

O

CH3 OH

NH3

PhNH2

NH3 ( 2 eq)

2. H2 O

Ph NH2

O

1. LiAlH4

Fischeresterification

(a) (b)

(c)(d)

Phenylaceticacid

Reaccin aldlica


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El producto de una reaccin aldlica es:

un b-hidroxialdehdo

o una b-hidroxicetona

CH3 -C-CH3

O H

CH2 -C-CH3

O NaOH b CH3 -C-CH2 -C-CH3

CH3

OH O

(a b-hydroxyketone)+

Acetone Acetone

CH3 -C-H

O

CH2 -C-H

H O NaOHCH3 -CH-CH2 -C-H

OH O+

(a b-hydroxyaldehyde)Acetaldehyde Acetaldehydeb

Reaccin aldlica cruzada


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Reaccin aldlica cruzada

En una reaccin aldlica cruzada, una clase demolcula provee el ion enolato y otra clase proveeel grupo carbonilo

CH3CCH3

O

HCH

ONaOH

O

CH3CCH2CH2OH

4-Hydroxy-2-butanone

+

Condensacin de Claisen


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Condensacin de Claisen : es la reaccin de

condensacin de carbonilos entre 2 esteres para darun b-ceto ster.

O

2CH3COEt1. Et O

-Na

+

2. H2O, HCl

O O

CH3 CCH2COEt Et OH

EthanolEthyl 3-oxobutanoate(Ethyl acetoacetate)

Ethyl ethanoate(Ethyl acetate)

+

OEt

O

OEt

O1. EtO

-Na

+

2. H2 O, HClOEt

OO

EtOH+

Ethylpropanoate

Ethyl 2-methyl-3-oxopentanoate

+

Ethylpropanoate

CC C C OR

O O

A b-ketoester

b



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Las condensaciones de Claisen cruzdas son

usualmente llevadas a cabo usando un exceso de stersin hidrgenos

Ph OCH3

O

OCH3

O

1. CH3 O

-

Na

+

2. H2O, HClPh OCH3

O O

CH3 OH

Methyl 2-methyl-3-oxo-3-phenylpropanoate

Methylpropanoate

Methylbenzoate

+ +

b-ceto steres


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b

Las siguientes ecuaciones ilustran el uso de una

condensacin de Claisen seguida porsaponificacin, acidificacin y descarboxilacin

3 . NaOH, H2 O, heat

4 . H2 O, HCl

OEt

OO

OH

OO

+5. heat

CO2OH

OO O

1 . EtO-

Na+

2 . H2 O, HClOEt

O

OEt

OO


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Condensado de Reacciones Orgánicas