Química Orgánica 2 · Hidrólisis y esterificación
Hidrólisis básica de la ε-caprolactama a 6-aminohexanoato
Condiciones: NaOH, H2O, Δ
Dibuja este problema tú mismo
Arrastra desde los electrones que se mueven hasta donde van, o toca uno y luego el otro. Cada flecha se revisa; Pista te ayuda cuando te atascas. No necesitas cuenta.
El mecanismo, paso a paso
Siguiente reproduce las flechas curvas de cada paso y las explica. Los pasos escritos están abajo.
Leer los 5 pasos escritos
El hidróxido se adiciona al carbonilo de la lactama
La ε-caprolactama es una amida cíclica, así que el par solitario del nitrógeno dona densidad electrónica al C=O y lo vuelve un electrófilo débil; se necesita hidróxido acuoso caliente. El hidróxido se adiciona al carbono carbonílico y da un alcóxido tetraédrico que todavía conserva el anillo de siete miembros.
Las flechas curvas
- Un par solitario del hidróxido ataca al carbono electrofílico de la lactama y forma el nuevo enlace C–O.
- Los electrones π del C=O se desplazan hacia el oxígeno carbonílico, que se convierte en un alcóxido.
El óxido abre el anillo
El par solitario del alcóxido regenera el C=O y expulsa el nitrógeno del anillo. Un anión amiduro es un pésimo grupo saliente, así que solo lo expulsan el empuje del óxido y el calor; como forma parte del anillo, permanece en la misma cadena como un grupo NH⁻ terminal.
Las flechas curvas
- El par solitario del óxido regresa para regenerar el enlace π del carbonilo.
- El enlace C–N se rompe y ambos electrones van al nitrógeno, lo que abre el anillo de siete miembros.
El agua protona el anión del nitrógeno
El anión del nitrógeno, muy básico, toma de inmediato un protón del agua del disolvente, lo que da el extremo amina primaria de la cadena y un ion hidróxido. El agua transfiere el protón en lugar de que este pase directamente entre los dos extremos de la cadena.
Las flechas curvas
- El par solitario del nitrógeno arranca un protón de una molécula de agua.
- Los electrones del enlace O–H se quedan en el oxígeno y dejan hidróxido.
El hidróxido desprotona el ácido carboxílico
El hidróxido quita el protón ácido del O–H del extremo ácido carboxílico. Este paso ácido–base es muy favorable (pKa de alrededor de 4.8 frente a 15.7) y es lo que hace irreversible la hidrólisis básica de amidas.
Las flechas curvas
- El par solitario del hidróxido toma el protón del ácido carboxílico.
- El par del enlace O–H se queda en el oxígeno y da el carboxilato estabilizado por resonancia.
6-Aminohexanoato
El anillo se abrió para dar 6-aminohexanoato (sal de sodio, se omite el Na⁺) y agua. Acidificar da ácido 6-aminohexanoico; al calentar ese aminoácido o su lactama, se polimeriza a nailon-6.
Qué vas a practicar
Dibuja la apertura del anillo de la ε-caprolactama por hidróxido: adición al carbonilo de la lactama, apertura del anillo por pérdida del nitrógeno y las transferencias de protón que dan 6-aminohexanoato.
Acabas de dibujar cada flecha de este problema.
Cada uno de los 5349 problemas de Orgánica 1 y 2 funciona así: comentarios en cada flecha, pistas cuando te atascas y un modo examen sin pistas. Gratis con una cuenta, sin tarjeta.
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