Química Orgánica 2 · Efectos de los sustituyentes y orientación
Sulfonación en para del clorobenceno con SO3
Condiciones: SO3, H2SO4
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 clorobenceno ataca al SO3 en para respecto al cloro
El cloro atrae electrones por efecto inductivo, así que el clorobenceno reacciona más lentamente que el benceno, pero el SO3 es un electrófilo fuerte. El par π del anillo en para respecto al cloro se une al azufre, y un par π del S=O se desplaza al oxígeno.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en el carbono en para respecto al cloro forma el nuevo enlace C–S.
- Uno de los pares π del S=O se desplaza al oxígeno a medida que se forma el enlace C–S y deja un oxígeno de sulfonato con carga negativa.
El cloro comparte un par solitario con el catión
La carga positiva pasa al carbono que porta el cloro, y un par solitario del cloro forma un enlace C=Cl⁺. Esta débil donación es lo que hace que los halógenos sean orientadores orto/para aunque desactiven el anillo.
Las flechas curvas
- El par π contiguo al catión se desplaza hacia él y pone la carga positiva en el carbono que porta el cloro.
- Un par solitario del cloro forma un enlace π C=Cl⁺, una estructura resonante en la que todos los átomos tienen octeto.
El hidrogenosulfato retira el protón del anillo
El hidrogenosulfato retira el protón del carbono sp3 que porta el azufre. El anillo recupera la aromaticidad, el cloro recupera su par solitario y el producto es el anión sulfonato.
Las flechas curvas
- Un par solitario de un oxígeno del hidrogenosulfato toma el protón del carbono sp3 del anillo y forma ácido sulfúrico.
- El par del enlace C–H se convierte en un enlace π del anillo y empieza a restablecer el sexteto aromático.
- Un par π del anillo se desplaza un enlace hacia el carbono que porta el sustituyente.
- El par π del C=Cl⁺ regresa al cloro como par solitario y deja neutro al cloro.
El ácido sulfúrico protona el sulfonato
El oxígeno del sulfonato es lo bastante básico para tomar un protón del ácido sulfúrico. Así se obtiene el ácido sulfónico neutro y se regenera el hidrogenosulfato; en ácido diluido caliente, toda la sulfonación es reversible.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del sulfonato con carga negativa toma el protón ácido del ácido sulfúrico.
- El par del enlace O–H queda en el oxígeno del sulfato y regenera el hidrogenosulfato.
ácido 4-clorobencenosulfónico
El producto es ácido 4-clorobencenosulfónico, junto con hidrogenosulfato. El voluminoso grupo SO3H entra casi exclusivamente en para respecto al cloro.
Qué vas a practicar
Dibuja la sulfonación en para del clorobenceno con SO3 en ácido sulfúrico, incluida la estructura de cloronio y la protonación final del sulfonato.
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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