Química Orgánica 2 · Hidrólisis y esterificación
Hidratar un nitrilo en condiciones básicas
Condiciones: Benzonitrile in aqueous sodium hydroxide with heating. Follow the first stage, hydration to benzamide. Longer heating would hydrolyze the amide further to benzoate and ammonia; that stage is not requested. Two water molecules supply the protons; Na⁺ is a spectator.
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 6 pasos escritos
El hidróxido se adiciona al carbono del nitrilo
El carbono del nitrilo es electrófilo, igual que el carbono de un carbonilo, porque el nitrógeno atrae hacia sí la densidad π. Solo se utiliza uno de los dos enlaces π.
Las flechas curvas
- Un par solitario del hidróxido forma un enlace con el carbono del nitrilo.
- Un par π del C≡N pasa al nitrógeno.
Protonar el nitrógeno
El nitrógeno con carga negativa es una base fuerte, y el agua (pKa aproximadamente 15.7) es la fuente de protones más abundante. El producto neutro, un ácido imídico, es un tautómero de una amida.
Las flechas curvas
- Un par solitario del nitrógeno toma un protón del agua.
- El par del O–H permanece sobre el oxígeno del agua, que se convierte en hidróxido.
Eliminar el protón del oxígeno
Un ácido imídico es un tautómero mucho menos estable que una amida, por lo que su protón O–H es bastante más ácido que el N–H de la amida (pKa aproximadamente 17). El hidróxido lo elimina con facilidad.
Las flechas curvas
- El hidróxido formado en el paso anterior toma el protón O–H del ácido imídico.
- El par del O–H permanece sobre el oxígeno del ácido imídico.
Colocar la carga sobre el nitrógeno
El anión está deslocalizado sobre el oxígeno, el carbono unido a él y el nitrógeno. La contribución centrada en el nitrógeno muestra hacia dónde va el siguiente protón.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno con carga negativa forma un enlace π C=O.
- El par π del C=N se convierte en un par solitario sobre el nitrógeno.
Protonar el nitrógeno de nuevo
El agua (pKa aproximadamente 15.7) es un ácido ligeramente más fuerte que el N–H de una amida (pKa aproximadamente 17), por lo que la protonación del anión amida es favorable y se regenera el hidróxido.
Nota: Ahora una segunda molécula de agua aporta un protón. Sus dos hidrógenos son equivalentes.
Las flechas curvas
- Un par solitario del nitrógeno toma un protón del agua.
- El par del O–H permanece sobre el oxígeno del agua, regenerando el hidróxido.
Amida primaria e hidróxido regenerado
El oxígeno proveniente del hidróxido se convirtió en el oxígeno de la amida, y el nitrógeno ganó dos hidrógenos del agua. El cambio neto es la adición de una H₂O a través del C≡N para dar benzamida. El hidróxido se consume y se regenera en esta etapa; solo se agota si la amida se hidroliza más para dar benzoato.
Qué vas a practicar
Sigue la adición de hidróxido a un nitrilo a través del ácido imídico y el anión amida hasta la amida primaria, incluyendo cada transferencia de protón.
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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