Química Orgánica 2 · Sustitución de acilo y elección del derivado
Anilina y CO2 a partir de isocianato de fenilo y agua
Condiciones: H2O
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 agua se adiciona al carbono del isocianato
El carbono del isocianato está unido al nitrógeno y al oxígeno, y es muy electrófilo. Un oxígeno del agua lo ataca y el par π del C=N se desplaza hacia el nitrógeno, formando un zwitterión.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno del agua forma el nuevo enlace O–C con el carbono del isocianato.
- Los electrones π del C=N se desplazan hacia el nitrógeno.
El agua retira el protón del oxonio
El agua retira el protón del oxígeno cargado positivamente del zwitterión. La carga negativa queda en el nitrógeno del aducto y se forma hidronio.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno del agua se enlaza al protón del oxonio.
- Los electrones O–H se quedan en el oxígeno del hidroxilo.
El hidronio protona al nitrógeno
El anión de nitrógeno es la base más fuerte presente y toma un protón del hidronio. Se obtiene ácido N-fenilcarbámico neutro y se recupera la molécula de agua.
Las flechas curvas
- El par solitario del nitrógeno se enlaza al protón del hidronio.
- Los electrones O–H regresan al oxígeno y se regenera el agua.
El ácido carbámico se ioniza
Los ácidos carbámicos son ácidos (pKa ≈ 5), así que el agua retira el protón O–H. El anión carbamato lleva su carga en el oxígeno que expulsará a la amina.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno del agua se enlaza al protón del ácido carbámico.
- Los electrones O–H se quedan en el oxígeno como carbamato.
Se protona el nitrógeno
El hidronio protona el nitrógeno del carbamato y se forma un zwitterión. Con el nitrógeno protonado, la amina puede salir como anilina neutra en lugar de como un ion amiduro muy básico.
Las flechas curvas
- El par solitario del nitrógeno se enlaza al protón del hidronio.
- Los electrones O–H regresan al oxígeno y se regenera el agua.
La descarboxilación libera CO2
El par solitario del oxígeno del carboxilato forma un segundo enlace C=O y se rompe el enlace C–N. El dióxido de carbono escapa como gas, lo que hace irreversible este paso.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno forma el nuevo enlace π C=O del dióxido de carbono.
- Se rompe el enlace C–N y sus electrones se quedan en el nitrógeno, con lo que se libera anilina.
Anilina y dióxido de carbono
A partir del isocianato y una molécula de agua se forman anilina y CO2. En las espumas de poliuretano, este CO2 es el agente espumante, y la nueva amina reacciona con más isocianato para formar enlaces urea.
Qué vas a practicar
Dibuja cómo el agua convierte el isocianato de fenilo en anilina y CO2: adición al N=C=O, relevo de protones hasta el ácido carbámico y descarboxilación.
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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