Repaso de sustitución aromática para el examen

Efectos orientadores y activación

• Copulación azoica del bencenodiazonio con fenóxidoDibuja el ataque del carbono para del fenóxido sobre el nitrógeno terminal del bencenodiazonio, la desprotonación que restaura el anillo y el tratamiento ácido que da 4-(fenildiazenil)fenol.
• Bromación del fenol sin ácido de LewisDibuja el ataque del carbono para del fenol sobre el Br₂, impulsado por el par solitario del hidroxilo, y la desprotonación por el bromuro que da 4-bromofenol y HBr.
• Cloración del nitrobencenoDibuja la activación del Cl₂ por el FeCl₃, el ataque del carbono meta respecto al grupo nitro y la desprotonación por el FeCl₄⁻ que da 1-cloro-3-nitrobenceno.
• Terc-butilación de Friedel–Crafts del toluenoDibuja la formación del catión terc-butilo, el ataque del carbono para al grupo metilo del tolueno, la estructura contribuyente del ion arenio que sitúa la carga positiva sobre el carbono que lleva CH₃, y la desprotonación que da 1-terc-butil-4-metilbenceno.
• Nitración meta del benzaldehídoDibuja el ataque del carbono del anillo meta al grupo formilo sobre el nitronio, una estructura de resonancia del ion arenio que muestra que la carga nunca llega al carbono que lleva CHO, y la desprotonación que da 3-nitrobenzaldehído.
• Nitración del clorobencenoDibuja la formación del nitronio en la mezcla ácida, el ataque para del clorobenceno con el par solitario del cloro estabilizando el ion arenio, y la desprotonación por el hidrógeno sulfato que da 1-cloro-4-nitrobenceno.
• Acoplamiento azoico del bencenodiazonio con 2-naftol para dar Sudán IDibuja la desprotonación del 2-naftol, el ataque del C1 del naftóxido al bencenodiazonio, la rearomatización y la protonación que dan 1-fenilazo-2-naftol.
• Bromación del 2-metoxinaftaleno en C1Dibuja el ataque del C1 del 2-metoxinaftaleno al bromo, el ion arenio estabilizado por el metoxi y la pérdida del protón de C1 que da 1-bromo-2-metoxinaftaleno.
• Bromación del 4-metilanisol a 2-bromo-4-metilanisolDibuja el ataque del 4-metilanisol al bromo en orto respecto al metoxi, el ion arenio de tipo oxocarbenio y la pérdida del protón del anillo que da 2-bromo-4-metilanisol.
• Nitración del 4-fluoroanisol: el metoxi se impone al flúorDibuja la formación del ion nitronio a partir del ácido nítrico, el ataque del 4-fluoroanisol en orto respecto al metoxi y la rearomatización que da 4-fluoro-2-nitroanisol.
• Nitración del 4-metilbenzoato de metilo al éster 3-nitroDibuja la formación del ion nitronio, el ataque del 4-metilbenzoato de metilo desde el carbono en orto respecto al metilo y en meta respecto al éster, y la rearomatización que da 4-metil-3-nitrobenzoato de metilo.

Electrófilos y Friedel–Crafts

• Bromación del benceno con Br₂ y FeBr₃Dibuja cómo el FeBr₃ activa el Br₂, cómo el benceno ataca el bromo activado para dar un ion arenio y cómo el FeBr₄⁻ retira el protón del anillo para dar bromobenceno y regenerar el catalizador.
• Acetilación de Friedel–Crafts del benceno con cloruro de propanoiloDibuja la formación del ion propanoilo (acilio) a partir del cloruro de propanoilo y AlCl₃, su captura por el benceno y la desprotonación que da 1-fenilpropan-1-ona.
• Acetilación de Friedel–Crafts intramolecular: 1-tetralonaDibuja la formación del ion acilio a partir del cloruro de 4-fenilbutanoilo, el cierre del anillo sobre el carbono orto del mismo anillo de benceno para formar un anillo de seis miembros, y la desprotonación que da 1-tetralona.
• Alquilación del benceno con ciclohexeno y ácido sulfúricoDibuja la protonación del ciclohexeno por el ácido sulfúrico, el ataque del benceno al catión ciclohexilo y la desprotonación por el hidrógeno sulfato que da ciclohexilbenceno.
• Alquilación de Friedel–Crafts con 1-cloro-2-metilpropano: un desplazamiento de hidruroDibuja cómo el complejo 1-cloro-2-metilpropano–AlCl₃ se ioniza con un desplazamiento de hidruro hacia el catión terc-butilo, cómo el benceno captura ese catión y cómo el AlCl₄⁻ restaura el anillo para dar terc-butilbenceno.
• Sulfonación del tolueno con ácido sulfúrico fumanteDibuja el ataque del carbono en para respecto al grupo metilo del tolueno sobre el SO₃, la desprotonación que restaura el anillo y la transferencia de protón que da ácido 4-metilbencenosulfónico.
• Anisol y anhídrido glutárico: un cetoácido de Friedel–CraftsDibuja la apertura del anhídrido glutárico por AlCl3 para dar un ion acilio, el ataque del anisol en para, la rearomatización y el tratamiento ácido que libera el ácido 5-(4-metoxifenil)-5-oxopentanoico.
• Propanoilación de Friedel–Crafts del mesitilenoDibuja la formación del ion acilio a partir de cloruro de propanoílo y AlCl3, el ataque del mesitileno y la pérdida del protón del anillo que dan 1-(2,4,6-trimetilfenil)propan-1-ona.
• Alquilación del benceno con 2-cloro-3-metilbutano: desplazamiento de hidruroDibuja la ionización del 2-cloro-3-metilbutano por AlCl3, el desplazamiento 1,2 de hidruro hasta el catión terciario y su ataque por el benceno que da (2-metilbutan-2-il)benceno.
• Isopropilación de Friedel–Crafts del p-xilenoDibuja la ionización del 2-cloropropano por AlCl3, el ataque del p-xileno al catión isopropilo y la pérdida del protón del anillo que dan 2-isopropil-1,4-dimetilbenceno.

Síntesis de arenos en varios pasos

• Eliminación de un grupo bloqueante ácido sulfónico: 2-bromotoluenoDibuja la protonación ipso del 3-bromo-4-metilbencensulfonato por el ion hidronio y la pérdida de SO₃ que elimina el grupo bloqueante y da 2-bromotolueno.
• Bromación de la 4-nitroacetanilida en C2Dibuja el ataque de la 4-nitroacetanilida al bromo en orto respecto al grupo acetamido, el ion arenio C=N⁺ y la pérdida del protón del anillo que da 2-bromo-4-nitroacetanilida.

SNAr y bencino

• SNAr: el metóxido desplaza al cloruro del 1-cloro-2-nitrobencenoDibuja la adición del metóxido al 1-cloro-2-nitrobenceno con el grupo nitro orto alojando la carga negativa del complejo de Meisenheimer, y después la pérdida de cloruro que da 2-nitroanisol.
• SNAr regioselectiva del 1,2-difluoro-4-nitrobenceno con morfolinaDibuja la adición de la morfolina al carbono del anillo en para respecto al grupo nitro, la transferencia de protón a una segunda morfolina y la pérdida de fluoruro que da 4-(2-fluoro-4-nitrofenil)morfolina.
• Aminación vía bencino del 3-bromobenzotrifluoruroDibuja la desprotonación del 3-bromobenzotrifluoruro por el amiduro, la pérdida de bromuro para dar el arino, la adición regioselectiva del amiduro y la protonación que dan 3-(trifluorometil)anilina.
• Bencino a partir de un triflato de sililarilo atrapado con furanoDibuja el ataque del fluoruro al silicio, la pérdida de triflato que da bencino y su reacción de Diels–Alder con furano que da 1,4-dihidro-1,4-epoxinaftaleno.
• SNAr del 1-cloro-2,4-dinitrobenceno con anilinaDibuja la adición de anilina al 1-cloro-2,4-dinitrobenceno para formar el complejo de Meisenheimer, la pérdida de cloruro y la desprotonación que dan 2,4-dinitrodifenilamina.
• SNAr del 4-fluorobenzonitrilo con fenóxidoDibuja la desprotonación del fenol por el carbonato, la adición del fenóxido al 4-fluorobenzonitrilo y la pérdida de fluoruro que dan 4-fenoxibenzonitrilo.

Directing effects and activation

• Azo coupling of benzenediazonium with N,N-dimethylaniline: methyl yellowDraw para attack of N,N-dimethylaniline on the benzenediazonium ion, the iminium-stabilised arenium ion and deprotonation by acetate to methyl yellow.
• Bromination of acetanilide to 4-bromoacetanilideDraw para attack of acetanilide on bromine, the nitrogen-stabilised arenium ion and loss of the ring proton to give 4-bromoacetanilide.
• Nitration of anisole to 2-nitroanisoleDraw nitronium formation, ortho attack by anisole with the methoxy oxygen stabilising the arenium ion, and deprotonation to 2-nitroanisole.
• Nitration of 1,3-dimethoxybenzene to 2,4-dimethoxy-1-nitrobenzeneDraw nitronium formation from nitric acid, attack at C4 of 1,3-dimethoxybenzene with methoxy stabilisation, and loss of the ring proton.
• Nitration of naphthalene to 1-nitronaphthaleneDraw nitronium formation, attack at C1 of naphthalene with a benzenoid-preserving arenium ion, and deprotonation to 1-nitronaphthalene.
• Sulfonation of nitrobenzene to 3-nitrobenzenesulfonic acidDraw meta attack of nitrobenzene on sulfur trioxide, deprotonation by hydrogen sulfate and protonation of the sulfonate.

SNAr and benzyne

• Triptycene from benzyne and anthraceneDraw benzyne formation from bromobenzene and sodium amide, then its Diels–Alder addition across C9 and C10 of anthracene to give triptycene.
• SNAr of 1-fluoro-4-nitrobenzene with piperidineDraw piperidine adding to 1-fluoro-4-nitrobenzene to give the Meisenheimer complex, loss of fluoride, and deprotonation to 1-(4-nitrophenyl)piperidine.

Electrophiles and Friedel–Crafts

• Friedel–Crafts acetylation of chlorobenzene to 4-chloroacetophenoneDraw acylium ion formation from acetyl chloride and AlCl3, para attack by chlorobenzene and deprotonation to 4-chloroacetophenone.
• tert-Butylation of anisole to 4-tert-butylanisoleDraw the tert-butyl cation forming from tert-butanol in sulfuric acid, para attack by anisole and deprotonation to 4-tert-butylanisole.

SNAr y bencino

• Aminación del 2-bromoanisol con NaNH₂Predice la regioquímica de la adición nucleofílica a un bencino asimétrico que lleva un grupo atractor por efecto inductivo.
• Aminación del 4-clorotolueno con NaNH₂Predice los productos de sustitución cine de un haluro de arilo no activado que reacciona a través de bencino.

Efectos orientadores y activación

• Bromación del 4-nitrotoluenoPredice la posición de sustitución cuando dos sustituyentes del anillo refuerzan mutuamente sus efectos orientadores.

SNAr and benzyne

• Trapping benzyne with furanPredict the Diels–Alder adduct when benzyne is generated in the presence of furan.
• Sanger's reagent with an aminePredict the SNAr product of 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene with a primary amine.

Electrophiles and Friedel–Crafts

• Friedel–Crafts with 2-chlorobutanePredict the alkylbenzene from Friedel–Crafts alkylation of benzene with 2-chlorobutane.

Directing effects and activation

• Nitrating 4-chloroanisolePredict nitration regiochemistry when two ortho/para directors compete on 4-chloroanisole.

Electrófilos y Friedel–Crafts

• ¿Qué areno no sufrirá acilación de Friedel–Crafts?Identifica un anillo demasiado desactivado para la acilación de Friedel–Crafts.

Aromaticidad y regla de Hückel

• ¿Cuál especie es aromática?Aplica la regla de Hückel 4n + 2 a iones cíclicos y polienos neutros, incluido el efecto de la carga sobre el recuento de electrones π.
• ¿Qué par solitario del nitrógeno forma parte del sexteto aromático?Decide si el par solitario de un heteroátomo pertenece al sistema π aromático en el pirrol y la piridina, y relaciónalo con la basicidad.

SNAr y bencino

• ¿Qué cloruro de arilo experimenta SNAr?Reconoce el requisito del sustrato para la sustitución nucleofílica aromática por adición–eliminación.

Aromaticity and Hückel's rule

• Is azulene aromatic?Apply Hückel criteria to the fused 5–7 bicyclic hydrocarbon azulene.

Directing effects and activation

• Find the meta directorIdentify the meta-directing group among common benzene substituents.

Aromaticidad y regla de Hückel

• Ordena tres hidrocarburos cíclicos según su acidezOrdena la acidez de los hidrocarburos según la deslocalización y la aromaticidad de los aniones de sus bases conjugadas.

Efectos orientadores y activación

• Ordena cinco arenos por velocidad de nitraciónOrdena bencenos monosustituidos por velocidad de SEA según el carácter activante o desactivante del sustituyente.

SNAr y bencino

• Ordena los cloruros de arilo según su reactividad en SNArOrdena los cloruros de arilo según su reactividad en SNAr contando los grupos nitro en orto/para.

Directing effects and activation

• Rank arenes for brominationRank five arenes by rate of electrophilic bromination from substituent donor strength.

Aromaticidad y regla de Hückel

• Electrones π en el dianión del ciclooctatetraenoCuenta los electrones π de un anuleno reducido y usa el resultado para explicar un cambio de forma.
• Cuenta los electrones π del ion tropilioCuenta los electrones π de un carbocatión cíclico para decidir si es aromático.

Efectos orientadores y activación

• Factor de velocidad parcial para la nitración en para del toluenoCalcula un factor de velocidad parcial a partir de una velocidad relativa y una distribución de isómeros.

• Un plan de Friedel–Crafts para una aminocetonaEncuentra el fallo de una acilación de Friedel–Crafts planeada sobre una arilamina libre.

SNAr y bencino

• ¿A dónde fue la marca de ¹⁴C?Interpreta un resultado de marcaje isotópico como evidencia de un intermediario de bencino.

Efectos orientadores y activación

• Qué significa la ausencia de un efecto isotópicoInterpreta la ausencia de un efecto isotópico cinético en la nitración por SEA como evidencia de que el ataque, y no la desprotonación, determina la velocidad.

Series de examen mixtas: del espectro al areno

• Un multiplete de 5H a 7.2 ppm: identifica el areno C9H12Usa un multiplete aromático de cinco protones para identificar un benceno monosustituido y asignar su cadena lateral.
• Dos dobletes aromáticos de 2H: ¿qué patrón de sustitución?Reconoce el patrón aromático de dos dobletes en RMN de ¹H de un benceno para-disustituido.

• ¿Qué intermediario conduce al ácido 3-nitrobenzoico?Trabaja hacia atrás desde un objetivo meta-disustituido hasta el intermediario que establece el efecto orientador correcto.

Síntesis de arenos en varios pasos

• Convierte un orientador meta en un orientador orto/paraElige un reactivo que convierta un grupo nitro aromático en un grupo amino.
• Sintetiza el 1-cloro-3-propilbenceno a partir de bencenoPlantea una síntesis de areno en tres pasos que use un grupo acilo como orientador meta temporal y evite el reordenamiento del carbocatión.
• Obtén 2-bromotolueno sin el isómero paraUsa un grupo bloqueante de ácido sulfónico reversible para dirigir una sustitución a orto respecto a un grupo alquilo.
• Sintetiza el 1-bromo-3-nitrobenceno a partir de bencenoElige el orden de dos sustituciones electrofílicas a partir de la relación entre los sustituyentes del compuesto objetivo.
• Sintetiza el ácido 4-bromobenzoico a partir de toluenoOrdena una sustitución en el anillo y una oxidación de la cadena lateral para aprovechar el efecto orientador de la cadena antes de que cambie.
• Ácido 3-aminobenzoico a partir de toluenoOrdena la oxidación de la cadena lateral, la nitración y la reducción del nitro para obtener ácido 3-aminobenzoico a partir de tolueno.
• Ácido 4-clorobencenosulfónico a partir de benceno en dos pasosElige el orden de cloración y sulfonación que coloca los dos grupos en para sobre el benceno.
• Ordena la ruta del tolueno al ácido 4-nitrobenzoicoOrdena la nitración, la separación de isómeros y la oxidación de la cadena lateral para obtener ácido 4-nitrobenzoico a partir de tolueno.

Electrophiles and Friedel–Crafts

• Which sequence gives butylbenzene?Plan a route to butylbenzene that avoids carbocation rearrangement.

Efectos orientadores y activación

• ¿Por qué la anilina da producto meta en la mezcla ácida?Explica cómo la protonación de un grupo amino en ácido fuerte convierte un orientador orto/para en un orientador meta.

Electrófilos y Friedel–Crafts

• Por qué la alquilación reacciona en exceso y la acilación noExplica la diferencia en la sobrerreacción entre la alquilación y la acilación de Friedel–Crafts a partir del efecto del grupo introducido.

Aromaticidad y regla de Hückel

• Un bromuro es una sal y el otro noExplica una diferencia de ionización entre dos bromuros alílicos cíclicos a partir de la aromaticidad de los cationes que formarían.

Electrophiles and Friedel–Crafts

• Why acylation stops after oneExplain why Friedel–Crafts acylation gives monosubstitution while alkylation over-reacts.

Aromaticity and Hückel's rule

• Why cyclopropenone is so polarExplain the large dipole of cyclopropenone with an aromatic charge-separated contributor.