Química Orgánica 2 · Hidrólisis y esterificación
Hidrólisis básica de 2-pirrolidinona a 4-aminobutanoato
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 ataca el carbonilo de la γ-lactama
La 2-pirrolidinona es una lactama de cinco miembros sin tensión y con resonancia amida completa, así que necesita hidróxido en caliente, a diferencia de una β-lactama tensionada. El hidróxido se adiciona al carbono carbonílico y se forma un alcóxido tetraédrico.
Las flechas curvas
- El hidróxido usa un par solitario para enlazarse al carbono carbonílico parcialmente positivo de la lactama.
- El par π del C=O se desplaza al oxígeno para que el carbono conserve cuatro enlaces.
La apertura del anillo expulsa el nitrógeno
El par solitario del óxido reconstruye el C=O y rompe el enlace C–N. El anión nitrogenado que sale sigue unido a la cadena, así que el anillo simplemente se abre a una cadena de cuatro carbonos con un ácido carboxílico en un extremo y un NH⁻ en el otro.
Las flechas curvas
- El oxígeno con carga negativa empuja un par solitario de vuelta al enlace π del carbonilo.
- El par del enlace C–N del anillo pasa al nitrógeno y abre el anillo de cinco miembros.
El agua neutraliza el anión nitrogenado
El anión nitrogenado es mucho más básico que el hidróxido, así que toma de inmediato un protón del agua y se convierte en la amina primaria neutra del GABA.
Las flechas curvas
- Un par solitario del nitrógeno retira un protón de una molécula de agua del disolvente.
- El par O–H del agua permanece sobre el oxígeno, que queda como hidróxido.
El hidróxido retira el protón ácido
El hidróxido desprotona el extremo de ácido carboxílico. Este paso ácido–base irreversible impulsa toda la hidrólisis y deja el carboxilato en la disolución básica.
Las flechas curvas
- El hidróxido toma el protón más ácido presente, el O–H del ácido carboxílico.
- Los electrones del O–H permanecen sobre el oxígeno y se forma el carboxilato.
4-Aminobutanoato (anión del GABA)
Se forman 4-aminobutanoato de sodio (Na⁺ omitido) y agua. Al neutralizar la disolución se obtiene ácido 4-aminobutanoico, el neurotransmisor GABA, que existe como zwitterión a pH 7.
Qué vas a practicar
Dibuja la apertura del anillo de la 2-pirrolidinona con hidróxido: adición tetraédrica, expulsión del nitrógeno del anillo y las transferencias de protón mediadas por agua que dejan 4-aminobutanoato (anión del GABA).
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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