Química Orgánica 2 · Hidrólisis y esterificación
Saponificación del tereftalato de dimetilo a tereftalato
Condiciones: NaOH (2 equiv), 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 7 pasos escritos
El hidróxido se adiciona al primer carbonilo de éster
Un equivalente de hidróxido ataca un carbonilo de éster metílico del tereftalato de dimetilo. El grupo éster en para retira densidad electrónica del anillo, así que este carbonilo es algo más electrófilo que el del benzoato de metilo.
Las flechas curvas
- Un par solitario del hidróxido se enlaza al carbono carbonílico del primer éster.
- El par π del C=O pasa al oxígeno y se forma el alcóxido tetraédrico.
Se expulsa el metóxido
El par solitario del O⁻ vuelve a formar el C=O y expulsa metóxido. El calor favorece este paso, ya que el metóxido es un mal grupo saliente.
Las flechas curvas
- El par solitario del óxido reconstruye el enlace π del primer carbonilo.
- Se rompe el enlace C–OCH3 y ambos electrones van al oxígeno del metoxilo.
El metóxido toma el protón del ácido carboxílico
El metóxido (pKa del ácido conjugado ≈ 15.5) desprotona de inmediato el nuevo ácido carboxílico (pKa ≈ 4). El primer extremo de éster es ahora un carboxilato poco reactivo.
Las flechas curvas
- El par solitario del metóxido retira el protón ácido del O–H.
- El par del enlace O–H permanece sobre el oxígeno y se forma el primer carboxilato.
El segundo hidróxido ataca el otro éster
El segundo equivalente de hidróxido se adiciona al carbonilo del éster metílico restante. Por eso se necesitan 2 equivalentes de NaOH: cada éster consume un hidróxido.
Las flechas curvas
- Un par solitario del segundo hidróxido forma un enlace C–O con el carbono del éster restante.
- El par π del segundo C=O pasa a su oxígeno.
Sale el segundo metóxido
El segundo intermediario tetraédrico colapsa de la misma forma y expulsa otro metóxido. El carboxilato que ya está en el anillo queda demasiado lejos para interferir.
Las flechas curvas
- El nuevo par solitario del O⁻ vuelve a formar el segundo carbonilo.
- El segundo enlace C–OCH3 se rompe hacia el oxígeno del metoxilo.
La segunda desprotonación da el dianión
El metóxido retira el último protón de ácido carboxílico y se forma el dianión tereftalato. Ambos extremos son ahora carboxilatos, así que la hidrólisis no puede revertirse.
Las flechas curvas
- El par solitario del segundo metóxido toma el protón ácido restante.
- Los electrones del O–H permanecen sobre el oxígeno y se forma el segundo carboxilato.
Tereftalato y metanol
Se forman tereftalato disódico (Na⁺ omitido) y dos moléculas de metanol. Esta hidrólisis es un modelo del reciclaje químico de botellas de PET, un poliéster construido con el mismo diácido.
Qué vas a practicar
Dibuja los dos ciclos de adición de hidróxido y pérdida de metóxido que convierten el tereftalato de dimetilo en el dianión tereftalato y metanol.
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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