Razonamiento ácido–base

Sitios de protonación y ácidos conjugados

• El agua como aceptor de protonesDibuja la transferencia de protón hacia una base de oxígeno neutra.
• Pares solitarios en competencia en una amidaElige el sitio de protonación favorecido de la amida manteniendo el orden de enlace del carbonilo y el octeto del nitrógeno.
• Una base débil también puede tener ácido conjugadoConstruye un ácido conjugado nitrilio sin confundir la protonación con una adición al triple enlace ni afirmar una conversión total.
• Liberar la piridina de su salDesprotona el piridinio con etóxido y relaciona la acidez del piridinio con el par solitario del nitrógeno sp².
• Protonación de la acetona con ácido sulfúricoDibuja cómo el ácido sulfúrico protona el oxígeno carbonílico de la acetona para dar la cetona protonada y el hidrogenosulfato.
• Ácido acético y anilina: un equilibrio casi parejoDibuja cómo el par solitario del nitrógeno de la anilina toma el protón O–H del ácido acético para formar acetato de anilinio, y estima la constante de equilibrio.
• Protonación del benzonitrilo con ácido sulfúricoDibuja cómo el ácido sulfúrico concentrado protona el nitrógeno del nitrilo del benzonitrilo para dar el ion nitrilio.
• Protonación del éter dietílico con HIDibuja cómo el ácido yodhídrico protona el oxígeno del éter dietílico para dar el ion dietiloxonio y yoduro.
• El HBr protona el metanolDibuja cómo un par solitario del oxígeno del metanol toma el protón del HBr para formar el ion metiloxonio y bromuro.
• El HCl protona a la trietilaminaDibuja cómo el par solitario del nitrógeno de la trietilamina toma el protón del HCl para formar cloruro de trietilamonio.

Comprobaciones de conceptos

• Una base neutra se encuentra con un ácido carboxílicoSigue la creación de carga cuando dos especies neutras transfieren un protón.

Tioles, alcoholes, fenoles y ácidos carboxílicos

• Dos protones unidos a heteroátomosSelecciona el sitio más ácido de un mercaptoalcohol sin tratar todo hidrógeno unido a un heteroátomo como equivalente.
• La unión directa a un anillo aromático importaDistingue un fenóxido estabilizado por resonancia de un alcóxido bencílico cuando ambos sitios O–H aparecen en una misma molécula.
• Un ácido orgánico dipróticoSigue la formación secuencial de un monoanión y un dianión con dos equivalentes estequiométricos de base y sin pérdida de átomos espectadores.
• Desprotona el fenol y reparte la cargaRelaciona la acidez del fenol con los cuatro contribuyentes del fenóxido dibujando cada contribuyente del anillo por turno.
• Un efecto inductivo decide el equilibrioPredice que el ácido cloroacético protona al acetato relacionando el cloro atractor de electrones con una base conjugada más estable.
• Por qué el bicarbonato efervesce con un ácido carboxílicoSigue la transferencia de protón del ácido acético al bicarbonato y después la descomposición del ácido carbónico en dióxido de carbono y agua asistida por agua.
• Una transferencia de protón que en su mayor parte no reaccionaDibuja el hidróxido desprotonando el alcohol terc-butílico y usa los valores de pKa para mostrar que el equilibrio favorece al alcohol de partida.
• El bicarbonato distingue un ácido carboxílico de un fenolElige el O–H del ácido carboxílico en lugar del O–H del fenol como el protón que el bicarbonato arranca, y justifica la selectividad usando el ácido carbónico como ácido de referencia.
• Transferencia de protón del ácido acético al fenóxido de sodioDibuja cómo el ácido acético protona al fenóxido para dar fenol y acetato, y decide el sentido a partir de los valores de pKa.
• La metilamina desprotona el ácido benzoicoDibuja cómo el par solitario del nitrógeno de la metilamina extrae el protón del ácido carboxílico del ácido benzoico para formar benzoato de metilamonio.
• El amoníaco desprotona el ácido fórmicoDibuja cómo el amoníaco extrae el protón del ácido carboxílico del ácido fórmico para formar formiato de amonio.
• El hidróxido desprotona el 4-nitrofenolDibuja cómo el hidróxido extrae el protón O–H fenólico del 4-nitrofenol para dar 4-nitrofenóxido y agua, y explica por qué el grupo nitro en para lo hace más ácido que el fenol.
• El hidróxido desprotona el 4-metilfenol (p-cresol)Dibuja cómo el hidróxido extrae el protón O–H fenólico del 4-metilfenol (p-cresol) para dar 4-metilfenóxido y agua.
• Desprotonación de la succinimida con hidróxidoDibuja cómo el hidróxido extrae el protón N–H de la succinimida para dar el anión succinimida y agua.
• La trietilamina desprotona al bencenotiolDibuja cómo el par solitario del nitrógeno de la trietilamina arranca el protón S–H del bencenotiol para formar bencenotiolato y trietilamonio.

Enlaces C–H ácidos

• Un hidrógeno ácido unido a carbonoForma cianuro por transferencia de protón sin colocar mal la carga de la base conjugada sobre el nitrógeno ni alterar su triple enlace.
• Un metileno entre dos grupos atractores de electronesGenera un nucleófilo de carbono estabilizado por resonancia a partir de un metileno activo en lugar de desprotonar un alcano común.
• Una base conjugada con un sistema pi cíclicoRelaciona la eliminación de un protón de un carbono sp³ con una base conjugada aromática de seis electrones pi sin añadir flechas de oxidación ficticias.
• Una transferencia de protón acoplada a la redistribución de electrones piDibuja la desprotonación de un nitroalcano hacia un contribuyente nitronato con deslocalización sobre el oxígeno sin superar el octeto del nitrógeno.
• El amida de sodio desprotona el propinoDibuja el ion amida quitándole el hidrógeno terminal del alquino del propino, lo que da el anión propinuro (acetiluro) y amoníaco.
• El n-butillitio desprotona el 1-hexinoDibuja cómo el enlace C–Li del n-butillitio extrae el protón alquinílico terminal del 1-hexino para formar el anión hex-1-inuro y butano.
• La amida de sodio desprotona el acetonitriloDibuja cómo el ion amiduro extrae un protón C–H del metilo del acetonitrilo para formar el anión cianometilo y amoníaco.
• La amida de sodio desprotona el fenilacetilenoDibuja cómo el ion amiduro extrae el protón C–H alquinílico terminal del fenilacetileno para formar fenilacetiluro y amoníaco.

Bases fuertes y nivelación del disolvente

• El disolvente consume una base fuerteMuestra por qué un ion amida no puede seguir siendo la base fuerte operativa en agua y distingue NH₂⁻ de una amina neutra.
• El hidruro de sodio forma un alcóxidoUsa el hidruro como base de Brønsted para convertir por completo el etanol en etóxido, liberando hidrógeno gaseoso.
• Preparar LDA a partir de butillitioUsa el enlace C–Li del n-butillitio como base carbonada para desprotonar la diisopropilamina y formar LDA y butano.
• El agua destruye un reactivo de GrignardDemuestra que el agua protona el carbono del bromuro de etilmagnesio para dar etano, y explica por qué los reactivos de Grignard requieren condiciones anhidras.

Aniones estabilizados por carbonilo

• Una base fuerte convierte una cetona en su enolatoArranca un hidrógeno alfa de la acetona con LDA, dibuja la resonancia que lleva la carga al oxígeno y explica por qué la conversión es prácticamente total.
• El hidróxido forma el enolato de la acetonaDibuja el hidróxido quitándole un hidrógeno α a la acetona para dar el ion enolato y agua, con el par π del C=O desplazándose hacia el oxígeno.
• El etóxido desprotona el malonato de dietiloDibuja el etóxido quitándole un hidrógeno al CH2 situado entre los dos grupos éster del malonato de dietilo, lo que da el enolato estabilizado y etanol.
• Enolato cinético de la 2-metilciclohexanona con LDADibuja cómo la LDA extrae un hidrógeno del carbono α no sustituido (C6) de la 2-metilciclohexanona para dar el enolato cinético, menos sustituido.
• Enolato termodinámico de la 2-metilciclohexanona con terc-butóxidoDibuja cómo el terc-butóxido extrae el hidrógeno de C2 de la 2-metilciclohexanona para dar el enolato termodinámico, más sustituido, y terc-butanol.
• La LDA forma el enolato de la acetofenonaDibuja cómo la LDA extrae un hidrógeno α del metilo de la acetofenona, forma el C=C y lleva el par π de C=O al oxígeno para dar el enolato de la acetofenona.
• La LDA forma el enolato de litio de la ciclohexanonaDibuja cómo la LDA extrae un hidrógeno α de la ciclohexanona mientras el par C–H forma el C=C y el par π de C=O pasa al oxígeno, lo que da el enolato de la ciclohexanona.
• El etóxido desprotona el acetoacetato de etiloDibuja cómo el etóxido extrae un hidrógeno del CH2 entre los dos carbonilos del acetoacetato de etilo y empuja los electrones hacia el oxígeno de la cetona para formar el enolato.
• Desprotonación del ácido de Meldrum con trietilaminaDibuja cómo la trietilamina extrae el protón del CH2 entre los dos carbonilos del ácido de Meldrum para dar su enolato estabilizado.

Protonation sites and conjugate acids

• Amide protonation on oxygenDraw the carbonyl oxygen of acetamide taking a proton from hydronium, the site that gives a resonance-stabilized cation.
• AlCl3 + Cl⁻Draw chloride donating a lone pair into the empty orbital of aluminum chloride to form tetrachloroaluminate.
• Alkene as a base: tert-butyl cationDraw the π bond of 2-methylpropene taking a proton from sulfuric acid to form the tertiary tert-butyl cation.
• Ammonium + hydroxideDraw hydroxide removing a proton from ammonium to release ammonia and water.
• BF3 + Me2O Lewis adductDraw dimethyl ether donating an oxygen lone pair into the empty orbital of boron trifluoride to form the Lewis adduct.
• H2SO4 protonates ethanolDraw an ethanol oxygen lone pair taking a proton from sulfuric acid to form the ethyloxonium ion.
• HCl protonates waterDraw water's lone pair taking the proton from hydrogen chloride to give hydronium and chloride.
• Methylamine + HClDraw the nitrogen lone pair of methylamine taking the proton of HCl to form methylammonium chloride.
• Pyridine protonationDraw the nitrogen lone pair of pyridine taking the proton from HCl to form pyridinium chloride.

Thiols, alcohols, phenols and carboxylic acids

• Hydroxide deprotonates acetic acidDraw hydroxide removing the O–H proton of acetic acid to give the resonance-stabilized acetate ion.
• Thiol deprotonationDraw hydroxide removing the S–H proton of ethanethiol to give ethanethiolate.
• Ethylamine + acetic acidDraw ethylamine removing the O–H proton of acetic acid to form ethylammonium acetate.
• Proton transfer in glycineDraw the amino nitrogen taking the carboxyl proton of glycine to form the zwitterion.
• Methoxide + ethanol equilibriumDraw methoxide taking the O–H proton of ethanol and judge where this near-balanced equilibrium lies.
• Phenol → phenoxide with ring delocalisationDraw hydroxide removing the O–H proton of phenol to give phenoxide, and locate where its charge is delocalized.
• TFA + triethylamineDraw triethylamine removing the O–H proton of trifluoroacetic acid to form triethylammonium trifluoroacetate.

Especies anfóteras y zwitteriones

• El HCl protona el carboxilato del zwitterión de la L-alaninaDibuja cómo el hidronio del HCl acuoso protona el carboxilato del zwitterión de la L-alanina para dar el catión de la alanina.
• Transferencia de protón en la L-alanina (zwitterión)Dibuja cómo el nitrógeno del grupo amino de la L-alanina toma el protón del carboxilo para formar el zwitterión, conservando el estereocentro.
• El agua actúa como ácido frente al amoníacoDibuja cómo el amoníaco toma un protón del agua para formar amonio e hidróxido, y juzga hacia dónde está desplazado el equilibrio.
• El hidróxido desprotona el amonio del zwitterión de la glicinaDibuja cómo el hidróxido extrae un protón del amonio del zwitterión de la glicina para dar el anión glicinato.
• El ácido sulfanílico se convierte en zwitterión en aguaDibuja la transferencia de protón mediada por el agua que convierte el ácido sulfanílico en su zwitterión.

Ácidos de Lewis y aductos de Lewis

• Complejo de AlCl3 con el oxígeno carbonílico de la acetonaDibuja cómo el oxígeno carbonílico de la acetona dona un par solitario al cloruro de aluminio para formar el complejo con el ácido de Lewis.
• Complejo de AlCl3 con el cloruro de benzoíloDibuja cómo el cloro del cloruro de benzoílo dona un par solitario al cloruro de aluminio para formar el complejo con el ácido de Lewis.
• Formación del aducto de Lewis BCl3–trietilaminaDibuja cómo la trietilamina dona el par solitario de su nitrógeno al tricloruro de boro para formar el aducto Et3N–BCl3.
• Formación del aducto de Lewis amoníaco–BF3Dibuja cómo el amoníaco dona el par solitario de su nitrógeno al trifluoruro de boro para formar el aducto H3N–BF3.
• El fluoruro se adiciona al BF3 (tetrafluoroborato)Dibuja cómo el fluoruro dona un par solitario al trifluoruro de boro para formar el ion tetrafluoroborato.
• Formación del aducto de Lewis BF3–THFDibuja cómo el oxígeno del tetrahidrofurano dona un par solitario al trifluoruro de boro para formar el aducto BF3·THF.
• Formación del aducto borano–sulfuro de dimetiloDibuja cómo el sulfuro de dimetilo dona un par solitario del azufre al borano para formar el complejo BH3·SMe2.
• Activación del bromo con FeBr3Dibuja cómo un par solitario del bromo se une al bromuro de hierro(III) para formar el complejo polarizado Br–Br–FeBr3.
• El hidróxido se adiciona al dióxido de carbono (bicarbonato)Dibuja cómo el hidróxido se adiciona al carbono del dióxido de carbono para dar el ion bicarbonato.
• Formación del complejo piridina–trióxido de azufreDibuja cómo el nitrógeno de la piridina se adiciona al azufre del trióxido de azufre para formar el complejo zwitteriónico piridina–SO3.

Acidic C–H bonds

• Cyclopentadiene deprotonation (aromatic anion)Draw hydroxide removing a CH2 hydrogen of cyclopentadiene to give the aromatic cyclopentadienyl anion.
• Terminal alkyne + NaNH2Draw amide ion removing a terminal C–H proton of ethyne to give the acetylide ion.
• HCN + hydroxideDraw hydroxide removing the proton from the carbon of hydrogen cyanide to give cyanide ion.

Bases fuertes y efecto nivelador del disolvente

• Desprotonación del DMSO con hidruro de sodioDibuja cómo el hidruro extrae un protón del metilo del dimetilsulfóxido para dar el anión dimsilo e hidrógeno gaseoso.
• El n-butillitio desprotona el 2-propanolDibuja cómo el enlace C–Li del n-butillitio extrae el protón O–H del 2-propanol para formar 2-propóxido y butano.
• El hidruro de sodio desprotona al 2,2,2-trifluoroetanolDibuja cómo el hidruro del NaH arranca el protón O–H del 2,2,2-trifluoroetanol para formar 2,2,2-trifluoroetóxido e hidrógeno gaseoso.

Carbonyl-stabilised anions

• LDA removes an α-hydrogenDraw LDA removing an α-hydrogen of acetone while the C–H electrons move into the C=O to form the enolate (acetone, LDA).
• 2,4-Pentanedione + ethoxideDraw ethoxide removing a central CH2 hydrogen of pentane-2,4-dione, with the electrons moving into one C=O to give the stabilized enolate.

Strong bases and solvent leveling

• tert-Butoxide + water (direction)Draw tert-butoxide taking a proton from water and decide which way the equilibrium lies.

Sitios de protonación y ácidos conjugados

• Elegir el sitio en una amidaUsa la resonancia para comparar ácidos conjugados alternativos.
• Ácido conjugado del acetato de etilo en ácido sulfúricoElige el ácido conjugado que se forma cuando el ácido sulfúrico protona al acetato de etilo, usando la resonancia para decidir el sitio.

Thiols, alcohols, phenols and carboxylic acids

• Draw the conjugate baseIdentify the conjugate base of acetic acid.

Tioles, alcoholes, fenoles y ácidos carboxílicos

• Protón más ácido del ácido 4-hidroxibenzoicoIdentifica, comparando valores de pKa, el protón del ácido 4-hidroxibenzoico que el bicarbonato de sodio arranca primero.

Comprobaciones de conceptos

• A un protón de distanciaReconoce un par conjugado mediante el recuento de átomos y cargas.

Ácidos de Lewis y aductos de Lewis

• Identifica la reacción solo de Lewis: AlCl3 frente a transferencias de protónClasifica reacciones ácido–base como de Brønsted o de Lewis preguntándote si se mueve un protón.

Concept checks

• Find the Lewis acidIdentify a species that accepts an electron pair but has no proton to donate.

Comprobaciones de conceptos

• Aniones comparables sobre átomos distintosUsa la electronegatividad en una comparación controlada de bases conjugadas.

Concept checks

• Rank the second-row hydridesRank CH4, NH3, H2O and HF by acidity using electronegativity across a row.

Tioles, alcoholes, fenoles y ácidos carboxílicos

• Ordena etano, etanol, fenol y ácido acético según su acidezOrdena ácido acético, fenol, etanol y etano según su acidez a partir de la estabilidad de cada base conjugada.
• Ordena el ácido acético y sus análogos fluorados según su acidezOrdena el ácido acético y sus derivados mono-, di- y trifluorados según su acidez usando el efecto inductivo.

Thiols, alcohols, phenols and carboxylic acids

• Chlorines pull chargeRank chloro-substituted ethanols by acidity using the inductive effect.

Sitios de protonación y ácidos conjugados

• Ordena etilamina, amoniaco, anilina y acetamida como basesOrdena compuestos nitrogenados según su basicidad a partir del pKa de sus ácidos conjugados, usando el efecto inductivo y la resonancia.

Acidic C–H bonds

• Rank carbanions by hybridisationRank sp, sp2 and sp3 carbanions by basicity from orbital s character.

Comprobaciones de conceptos

• Una razón de equilibrio a partir de datos didácticosCalcula la constante de equilibrio de una transferencia de protón a partir de una diferencia de pKa.

Especies anfóteras y zwitteriones

• pH de un amortiguador de ácido acético y acetato de sodioCalcula el pH de un amortiguador de ácido acético / acetato de sodio con la ecuación de Henderson–Hasselbalch.

Concept checks

• log K from two pKa valuesCalculate log K for a proton transfer from the pKa values of the two acids.
• Percent protonated from pH and pKaUse the Henderson–Hasselbalch equation to find the percent of an acid still protonated.
• Isoelectric point of glycineCalculate the isoelectric pH of an amino acid with two ionisable groups.

Sitios de protonación y ácidos conjugados

• Relación metilamonio/metilamina a pH 7.4Calcula la relación entre metilamina protonada y libre a pH fisiológico a partir del pKa del metilamonio.

Comprobaciones de conceptos

• Auditoría de las flechas en una transferencia de protónDiagnostica la dirección de las flechas de par de electrones en una desprotonación.

Ácidos de Lewis y aductos de Lewis

• Corrige una flecha invertida en el aducto de BF3 y amoniacoIdentifica una flecha curva invertida en la formación del aducto de Lewis BF3–amoniaco.

Comprobaciones de conceptos

• Interpretar una razón de par conjugadoInfiere el pH respecto al pKa a partir de una razón de actividades dada explícitamente.

Especies anfóteras y zwitteriones

• Forma predominante de la L-alanina a pH 1Decide qué estado de ionización de la alanina predomina a pH 1 comparando el pH con ambos valores de pKa.

• Identifica el compuesto desconocido que se disuelve en bicarbonato acuosoIdentifica un compuesto desconocido por su comportamiento en bicarbonato de sodio acuoso comparando su pKa con el del ácido carbónico.

Comprobaciones de conceptos

• Selección de una base termodinámicaPlanifica una desprotonación usando un objetivo de equilibrio especificado y datos en el mismo disolvente.

Concept checks

• Separate an acid, a base and a neutralPlan an acid–base extraction that separates a carboxylic acid, an amine and a neutral compound.

Tioles, alcoholes, fenoles y ácidos carboxílicos

• Planea una extracción para separar ácido benzoico de 4-metilfenolPlanea una secuencia de lavados acuosos que separe un ácido carboxílico de un fenol aprovechando su diferencia de pKa.

Bases fuertes y efecto nivelador del disolvente

• Elige un disolvente para NaNH2 y 1-hexinoElige un disolvente que permita a la amida de sodio desprotonar un alquino terminal comparando los valores de pKa del disolvente y del alquino.

Acidic C–H bonds

• Pick a base for propyneChoose a base strong enough to deprotonate a terminal alkyne completely.

Bases fuertes y nivelación del disolvente

• Qué puede revelar la fuerza en medio acuosoExplica el efecto nivelador del disolvente sin afirmar que las fuerzas ácidas intrínsecas son idénticas.

Enlaces C–H ácidos

• Por qué el etino es más ácido que el etenoExplica la mayor acidez C–H del etino frente al eteno a partir de la hibridación del par solitario del carbanión.