Química Orgánica 2 · Hidrólisis y esterificación
Esterificación de Fischer del ácido adípico a adipato de dietilo
Condiciones: EtOH (excess), H2SO4 (cat.), 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 13 pasos escritos
El ácido sulfúrico protona el carbonilo
El ácido sulfúrico, el ácido más fuerte presente, protona el oxígeno carbonílico de un extremo del ácido adípico. Los dos grupos carboxilo están separados por cuatro grupos CH2 y reaccionan de forma independiente, cada uno con su propio ciclo de Fischer.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno carbonílico toma el protón ácido del ácido sulfúrico.
- El par del enlace O–H se queda en el oxígeno del sulfato y da hidrogenosulfato.
El etanol se adiciona al carbono carbonílico
El par solitario del oxígeno del etanol ataca al carbono carbonílico activado. Esto da un intermediario tetraédrico con un oxígeno de oxonio con carga positiva.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno del etanol forma el nuevo enlace C–O.
- Los electrones π del C=O se desplazan hacia el oxígeno protonado y lo neutralizan.
Desprotona el oxígeno adicionado
El hidrogenosulfato quita el protón del oxígeno de oxonio que provino del etanol. Esto da el intermediario tetraédrico neutro.
Las flechas curvas
- Un par solitario del hidrogenosulfato toma el protón del oxonio.
- El par del enlace O–H regresa al oxígeno y elimina su carga positiva.
Protona el OH saliente
El ácido sulfúrico protona uno de los grupos OH del intermediario tetraédrico. Esto convierte al hidróxido, que nunca sale en ácido fuerte, en agua, un buen grupo saliente.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno del OH toma un protón del ácido sulfúrico.
- Los electrones del enlace O–H se quedan en el oxígeno del sulfato.
Sale el agua
El par solitario del OH restante regenera el enlace C=O y expulsa agua. Esto da el éster protonado en el O en el primer extremo.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno forma el nuevo enlace π del C=O.
- El enlace C–O se rompe hacia el oxígeno protonado, que sale como agua.
Desprotona hasta el primer éster
El hidrogenosulfato quita el protón del oxígeno carbonílico y completa el primer éster etílico. El ácido sulfúrico se regenera para el segundo ciclo en el otro extremo de la cadena.
Las flechas curvas
- Un par solitario del hidrogenosulfato toma el protón del oxígeno carbonílico.
- Los electrones del enlace O–H se quedan en el oxígeno carbonílico.
Protona el segundo grupo carboxilo
Ahora el ácido sulfúrico protona el oxígeno carbonílico del grupo ácido carboxílico restante. El exceso de etanol sigue desplazando este segundo equilibrio hacia el éster.
Las flechas curvas
- El segundo oxígeno carbonílico usa un par solitario para tomar un protón del ácido sulfúrico.
- El par del enlace H–O se queda en el oxígeno del sulfato mientras se forma el hidrogenosulfato.
Se adiciona un segundo etanol
Una segunda molécula de etanol ataca al carbono carbonílico activado del otro extremo de la cadena. Se forma otro intermediario tetraédrico de oxonio.
Las flechas curvas
- El oxígeno del segundo etanol dona un par solitario al carbono carbonílico activado.
- El segundo par π del C=O se desplaza hacia su oxígeno protonado.
Desprotona el segundo oxonio
El hidrogenosulfato toma el protón del oxígeno de oxonio del segundo etanol. El segundo intermediario tetraédrico queda ahora neutro.
Las flechas curvas
- El hidrogenosulfato quita el protón del segundo oxígeno de oxonio.
- El par del enlace O–H regresa a ese oxígeno.
Protona el segundo OH saliente
El ácido sulfúrico protona un grupo OH del segundo carbono tetraédrico. En estas condiciones ácidas, ese oxígeno solo puede salir como agua.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del OH acepta el protón del ácido sulfúrico.
- El par de enlace se queda en el oxígeno del sulfato mientras se regenera el hidrogenosulfato.
Sale el agua del segundo extremo
Un par solitario del OH regenera el segundo C=O y expulsa la segunda molécula de agua. Esto da adipato de dietilo protonado en el O.
Las flechas curvas
- El par solitario del OH forma el segundo enlace π del carbonilo.
- Se rompe el enlace C–OH2 y sale una segunda molécula de agua.
Desprotona hasta el adipato de dietilo
El hidrogenosulfato quita el último protón del carbonilo, lo que da adipato de dietilo neutro y regenera el ácido sulfúrico. En total se liberan dos equivalentes de agua.
Las flechas curvas
- El hidrogenosulfato toma el protón del diéster protonado.
- Los electrones del O–H se quedan en el oxígeno carbonílico del diéster.
Adipato de dietilo
Se forman adipato de dietilo y dos moléculas de agua, y se recupera el ácido sulfúrico. El exceso de etanol y el calor desplazan ambos equilibrios hacia el diéster.
Qué vas a practicar
Dibuja los dos ciclos de esterificación de Fischer que convierten los dos grupos carboxilo del ácido adípico en adipato de dietilo.
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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