Sustitución de acilo, aminas y sales de diazonio

Sales de diazonio

• Copulación azoica del bencenodiazonio con 2-naftóxidoDibuja el ataque del C1 del 2-naftóxido sobre el nitrógeno terminal del bencenodiazonio y la desprotonación que restaura la aromaticidad, y explica por qué la copulación ocurre en C1.
• Balz–Schiemann: 4-fluorotolueno a partir de tetrafluoroborato de 4-metilbencenodiazonioDibuja la pérdida de N₂ del 4-metilbencenodiazonio y la transferencia de fluoruro desde el tetrafluoroborato al catión arilo que da 4-fluorotolueno.
• Fenol a partir de bencenodiazonio y agua calienteDibuja la pérdida de N2 del ion bencenodiazonio, la captura del catión arilo por el agua y la desprotonación final que da fenol.
• Diazoaminobenceno a partir de bencenodiazonio y anilinaDibuja el ataque del nitrógeno de la anilina sobre el nitrógeno terminal del bencenodiazonio y la desprotonación por el acetato que dan 1,3-difeniltriazeno.
• Copulación azoica del 4-nitrobencenodiazonio con fenolDibuja la copulación azoica del fenóxido con 4-nitrobencenodiazonio en la posición para y la rearomatización que da el (E)-4-[(4-nitrofenil)diazenil]fenol.
• Diazotación de la 4-metoxianilina con ácido nitrosoDibuja cómo el ácido nitroso y el HCl convierten la 4-metoxianilina en cloruro de 4-metoxibencenodiazonio a través del ion nitrosonio y una N-nitrosamina.

Reactividad de la sustitución de acilo

• Protección con Boc de la bencilamina con dicarbonato de di-tert-butiloDibuja la adición de la bencilamina al dicarbonato de di-tert-butilo, la pérdida de carbonato de tert-butilo, la transferencia de protón que da el carbamato de Boc y la descomposición del hidrogenocarbonato de tert-butilo en CO₂ y tert-butanol.
• Acetilación del ciclohexanol catalizada por DMAPDibuja cómo la DMAP actúa como catalizador nucleófilo: el anhídrido acético la acila dando un ion N-acetilpiridinio, que transfiere el grupo acetilo al ciclohexanol y libera de nuevo la DMAP.
• Benzoato de fenilo por el método de Schotten–BaumannDibuja cómo el hidróxido acuoso convierte el fenol en fenóxido y cómo el fenóxido se adiciona al cloruro de benzoílo y expulsa cloruro para dar benzoato de fenilo.
• Apertura del anillo del anhídrido succínico por el amoníacoDibuja cómo el amoníaco abre el anillo de cinco miembros del anhídrido succínico por adición–eliminación, con una segunda molécula de amoníaco como base, para dar succinamato de amonio.

Síntesis y uso de aminas

• Liberación de bencilamina a partir de N-bencilftalimida con hidrazinaDibuja las dos sustituciones de acilo por hidrazina que liberan la bencilamina de la N-bencilftalimida y atrapan ambos carbonilos en el anillo de seis miembros de la ftalhidrazida.
• Prueba de Hinsberg: propan-1-amina y cloruro de bencenosulfoniloDibuja la sulfonilación de una amina primaria y las dos desprotonaciones por hidróxido que dejan el anión N-propilbencenosulfonamida disuelto en base acuosa.
• La eliminación de Hofmann abre el anillo de piperidinaDibuja la N-metilación de la N-metilpiperidina y la eliminación E2 de Hofmann del ion 1,1-dimetilpiperidinio que abre el anillo de seis miembros para dar N,N-dimetilpent-4-en-1-amina.
• Aminación reductiva del benzaldehído con morfolinaDibuja cómo el benzaldehído y la amina secundaria morfolina forman un ion iminio a través de una carbinolamina, con el ácido acético y el acetato moviendo los protones, y cómo el cianoborohidruro lo reduce a 4-bencil-morfolina.
• Alquilación de Gabriel de la ftalimida con bromoacetato de etiloDibuja la desprotonación de la ftalimida con carbonato y el ataque SN2 del anión imida sobre el bromoacetato de etilo.
• Reordenamiento de Hofmann de la 3-metilbutanamida a isobutilaminaDibuja el reordenamiento de Hofmann de la 3-metilbutanamida a 2-metilpropan-1-amina, desde la N-bromación, pasando por el isocianato, hasta la pérdida de CO2.
• Reducción con LiAlH4 de la piperidin-2-ona a piperidinaDibuja la reducción con LiAlH4 de la lactama piperidin-2-ona a piperidina y muestra por qué sale el oxígeno, y no el nitrógeno, del intermediario tetraédrico.
• Aminación reductiva de la acetofenona con metilaminaDibuja la formación del ion iminio a partir de acetofenona y metilamina en ácido acético y su reducción con cianoborohidruro a N-metil-1-feniletan-1-amina.

Hidrólisis en medio ácido y básico

• Lactonización catalizada por ácido del ácido 2-(hidroximetil)benzoicoDibuja el cierre de anillo catalizado por ácido del ácido 2-(hidroximetil)benzoico a la lactona de cinco miembros ftalida, con hidronio y agua como único ácido y única base.
• Hidratación del benzonitrilo a benzamida en ácido acuosoDibuja la adición de agua al benzonitrilo catalizada por ácido a través del ion nitrilio y del ácido imídico, y la tautomerización que da benzamida.
• Saponificación del acetato de feniloDibuja la adición del hidróxido y la salida del fenóxido que rompen el acetato de fenilo, y las dos transferencias de protón que dejan acetato y fenóxido, consumiendo dos equivalentes de hidróxido.
• Hidrólisis ácida de la N-metilbenzamida a ácido benzoicoDibuja la hidrólisis catalizada por ácido de la N-metilbenzamida a ácido benzoico, incluida la protonación que convierte al grupo metilamino en grupo saliente.
• Hidrólisis básica del fenilacetonitrilo a fenilacetatoDibuja la hidrólisis promovida por hidróxido del fenilacetonitrilo, que pasa por la fenilacetamida hasta fenilacetato y amoníaco.
• Apertura del anillo de la N-metilsuccinimida con hidróxidoDibuja cómo un equivalente de hidróxido abre la N-metilsuccinimida a 4-(metilamino)-4-oxobutanoato y explica por qué sobrevive la amida que se forma.
• Saponificación de la γ-butirolactona con hidróxido de sodioDibuja la apertura del anillo de la γ-butirolactona con hidróxido y las transferencias de protón que terminan en 4-hidroxibutanoato.

Reactividad en la sustitución de acilo

• N-Acetilación del alcohol 4-aminobencílico con anhídrido acéticoDibuja la N-acetilación quimioselectiva del alcohol 4-aminobencílico con anhídrido acético, terminando con el acetato que retira el protón N–H.
• Acoplamiento con DCC del ácido 3-fenilpropanoico con morfolinaDibuja cómo la DCC convierte el ácido 3-fenilpropanoico en una O-acilisourea y cómo luego la morfolina forma la 4-(3-fenilpropanoil)morfolina con pérdida de diciclohexilurea.
• 1-Propanoilpirrolidina a partir de cloruro de propanoíloDibuja la adición–eliminación de la pirrolidina sobre el cloruro de propanoílo y la desprotonación con trietilamina que da la 1-propanoilpirrolidina.
• Cloruro de butanoílo a partir de ácido butanoico y cloruro de tioniloDibuja cómo el cloruro de tionilo convierte el ácido butanoico en cloruro de butanoílo mediante un grupo saliente clorosulfito que se descompone en SO2 y cloruro.

Acyl substitution reactivity

• Phenyl acetate by pyridine-catalysed acetylation of phenolDraw pyridine attacking acetyl chloride to form the N-acetylpyridinium ion, phenol acylation by that ion, and deprotonation that gives phenyl acetate.
• N,N-Diethylbenzamide from benzoyl chloride and diethylamineDraw the addition–elimination of diethylamine on benzoyl chloride and the proton transfer to a second equivalent of amine that gives N,N-diethylbenzamide.
• Benzamide by ammonolysis of methyl benzoateDraw ammonia adding to methyl benzoate, the proton transfer to a second ammonia, loss of methoxide, and proton return that gives benzamide.
• N-Acetylglycine from glycine and acetic anhydrideDraw the acetylation of glycine by acetic anhydride: amine addition to an anhydride carbonyl, loss of acetate, and deprotonation by acetate to give N-acetylglycine.

Making and using amines

• 3-(Methylamino)propanenitrile by aza-Michael additionDraw the conjugate addition of methylamine to the β-carbon of acrylonitrile and the proton transfers through methanol that give 3-(methylamino)propanenitrile.
• Aniline from benzoyl chloride by the Curtius rearrangementDraw benzoyl azide formation, its Curtius rearrangement to phenyl isocyanate with loss of N2, and the hydrolysis and decarboxylation that release aniline.
• Pent-1-ene by Hofmann elimination of pentan-2-amineExcess CH3I with NaOH first converts pentan-2-amine into N,N-dimethylpentan-2-amine. Draw the third SN2 methylation to the quaternary ammonium salt and the Hofmann E2 of the quaternary ammonium hydroxide that gives pent-1-ene, the less substituted alkene.
• N-Cyclohexylaniline by reductive amination of cyclohexanone with anilineDraw iminium formation from cyclohexanone and aniline under acetic acid catalysis and its reduction by cyanoborohydride to N-cyclohexylaniline.

Reactividad de la sustitución de acilo

• Acetilación de la 2-aminoetanolPredice cuál de los nucleófilos de un aminoalcohol se acetila primero con un anhídrido.
• ¿Qué conversión ocurre directamente?Usa la escala de reactividad para decidir qué sustitución de acilo tiene lugar con solo mezclar los reactivos.

Hidrólisis en medio ácido y básico

• ¿Qué grupo escinde una base suave?Predice qué grupo acilo de un éster–amida se hidroliza con base acuosa suave y en qué estado de protonación queda el producto.

Sales de diazonio

• Diazotación y luego yoduro de potasioPredice el producto cuando una sal de arenodiazonio se trata con yoduro de potasio y mantén sin cambios el otro sustituyente del anillo.
• Producto de una reacción de Sandmeyer con CuCNPredice el producto de una cianación de Sandmeyer y coloca el nuevo grupo en el carbono que antes era el diazonio.

Acyl substitution reactivity

• Anhydride + aminePredict both products when an acid anhydride acylates a primary amine.

Making and using amines

• Hofmann elimination of pentan-2-aminePredict the major alkene from a Hofmann elimination.

Hydrolysis in acid and base

• Open a lactone with hydroxidePredict the ring-opened product of saponifying a lactone.

Síntesis y uso de aminas

• Lo que la síntesis de Gabriel no puede prepararReconoce que la síntesis de Gabriel necesita un haluro de alquilo capaz de reaccionar por SN2.

Basicidad de las aminas

• ¿Cuál nitrógeno de la nicotina se protona primero?Identifica el nitrógeno más básico en una molécula que tiene una amina sp³ y un nitrógeno de piridina sp².

Reactividad de la sustitución de acilo

• Ordena los derivados de acetilo por reactividadOrdena una amida, un éster, un anhídrido y un cloruro de acilo según su reactividad frente a la sustitución nucleofílica de acilo.

Basicidad de las aminas

• Ordena cuatro compuestos nitrogenados por basicidadOrdena una amida, una arilamina, una amina bencílica y una alquilamina por basicidad según dónde esté el par solitario del nitrógeno.
• Ordena anilinas para-sustituidas según su basicidadOrdena anilinas para-sustituidas según su basicidad a partir de los efectos de resonancia e inductivo del sustituyente.

Amine basicity

• Rank four nitrogen heterocycles by basicityRank pyrrole, pyridine, imidazole and piperidine by basicity.

Acyl substitution reactivity

• Ester or Weinreb amide for a ketone?Compare how an ester and a Weinreb amide react with one equivalent of a Grignard reagent.
• Thioester or ester: which acylates faster?Explain why a thioester is a better acyl donor than the corresponding oxoester.

Hidrólisis en medio ácido y básico

• Hidróxido consumido por el ácido 4-acetoxibenzoicoCuenta cada protón ácido y cada ruptura de éster para hallar cuánto hidróxido consume un compuesto polifuncional en la saponificación.

Basicidad de las aminas

• pKb de la metilaminaConvierte el pKa de un ion amonio en el pKb de la amina.
• ¿Qué proporción de un fármaco con amina está protonada en la sangre?Usa Henderson–Hasselbalch para hallar qué porcentaje de una amina está protonado a un pH dado.

Amine basicity

• Neutral fraction of an amine at pH 7.8Calculate the percentage of an amine present as the neutral base at a given pH.

Hydrolysis in acid and base

• Hydroxide for a triesterCount the hydroxide equivalents consumed by complete saponification of a triglyceride model.

• Encuentra el error en un mecanismo de hidrólisis ácidaIdentifica el paso, en una hidrólisis de éster catalizada por ácido propuesta, que es imposible en el medio indicado.

Hidrólisis en medio ácido y básico

• Sigue el oxígeno marcado proveniente del aguaUsa la ruptura acilo–oxígeno para predecir dónde termina el oxígeno marcado del disolvente después de la saponificación.

Mixto: nomenclatura, espectros

• Usa el IR para distinguir una amida primaria de un ésterAsigna un espectro IR a una amida primaria a partir de la posición del C=O y el número de estiramientos N–H.
• Identifica el grupo que origina una banda IR aguda a 2250 cm⁻¹Asigna una banda IR aguda a 2250 cm⁻¹ a un grupo nitrilo C≡N.

• Elige los compañeros para una aminación reductivaTrabaja hacia atrás desde una amina secundaria hasta el compuesto carbonílico y la amina que la producen por aminación reductiva.

Síntesis y uso de aminas

• Elige la amida para una ruta con LiAlH₄Elige la amida cuya reducción con LiAlH₄ da una amina secundaria especificada, siguiendo qué carbono se convierte en CH₂.

Sales de diazonio

• Planea una ruta hacia el 1,3,5-tribromobencenoUsa un grupo amino como grupo orientador removible en una síntesis de arenos de varias etapas.
• Elige el reactivo que forma un fluoruro de ariloElige la secuencia de reactivos que sustituye un grupo diazonio por flúor.

Hydrolysis in acid and base

• Conditions to hydrolyze an amideChoose conditions that actually hydrolyze an unactivated amide.

Making and using amines

• Route to 2-phenylethan-1-amineChoose a route to a primary amine that also adds one carbon.

Reactividad de la sustitución de acilo

• ¿Por qué un cloruro de ácido es mucho más reactivo que una amida?Explica la diferencia de reactividad entre un cloruro de ácido y una amida a partir de la donación π y la capacidad del grupo saliente.

Hidrólisis en medio ácido y básico

• Por qué las amidas resisten el hidróxidoExplica por qué una amida terciaria sobrevive a condiciones que saponifican un éster.
• Por qué la saponificación se completaExplica por qué la hidrólisis de un éster en medio básico es irreversible, mientras que la hidrólisis catalizada por ácido es un equilibrio.

Sales de diazonio

• Por qué pueden usarse las sales de diazonio aromáticasExplica por qué los iones arenodiazonio son intermediarios útiles mientras que los iones alquildiazonio no lo son.
• Por qué la diazotación se realiza a 0–5 °CExplica por qué las sales de arenodiazonio se preparan y se conservan a 0–5 °C.

Basicidad de las aminas

• Por qué la DMAP es una base mucho más fuerte que la piridinaExplica cómo la donación por resonancia de un grupo amino en para aumenta la basicidad de un nitrógeno de piridina.
• Por qué la trimetilamina rompe la tendencia en aguaExplica el orden de basicidad de las metilaminas en agua a partir de la solvatación de sus iones amonio.

Síntesis y uso de aminas

• Por qué la síntesis de Gabriel se detiene en un solo grupo alquiloExplica cómo el nitrógeno de la ftalimida evita la alquilación excesiva que se observa con amoníaco.
• Por qué la aminación reductiva supera a la alquilación para obtener aminasExplica por qué la aminación reductiva da limpiamente una amina secundaria y la alquilación directa con un haluro de alquilo no.