Química Orgánica 2 · Efectos de los sustituyentes y orientación
Nitración en para del cumeno: tamaño del alquilo y posición
Condiciones: HNO3, 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 6 pasos escritos
El ácido sulfúrico protona al ácido nítrico
El ácido sulfúrico, el ácido más fuerte de la mezcla, protona el oxígeno del OH del ácido nítrico. Así el OH se convierte en agua, un buen grupo saliente sobre el nitrógeno.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del OH del ácido nítrico toma el protón ácido del ácido sulfúrico.
- El par del enlace O–H del ácido sulfúrico queda en su oxígeno y deja hidrogenosulfato.
Sale agua y se forma el ion nitronio
El agua sale del ácido nítrico protonado mientras el oxígeno con carga negativa forma un segundo enlace N=O. El ion nitronio lineal, O=N⁺=O, es el electrófilo que ataca el anillo.
Las flechas curvas
- El enlace N–O con el oxígeno protonado se rompe y sus electrones salen con la molécula de agua.
- Un par solitario del oxígeno con carga negativa forma un nuevo enlace π N=O, de modo que el nitrógeno conserva su octeto.
El cumeno ataca al nitronio en para respecto al isopropilo
El grupo isopropilo es un activante débil que dona electrones por hiperconjugación y por efecto inductivo. El par π del anillo en el carbono en para respecto a él forma el enlace C–N con el ion nitronio.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en el carbono en para respecto al grupo isopropilo forma el nuevo enlace C–N con el nitronio.
- Uno de los pares π del N=O se desplaza al oxígeno a medida que se forma el nuevo enlace C–N, para que el nitrógeno no supere el octeto.
Pon la carga en el carbono que porta el isopropilo
Al desplazar un par π, la carga positiva pasa al carbono del anillo que lleva el grupo isopropilo. Ese catión del anillo, de tipo terciario, se estabiliza por hiperconjugación C–H y C–C, posible solo tras el ataque en orto o en para.
Las flechas curvas
- El par π contiguo al catión se desplaza hacia él y lleva la carga positiva al carbono que porta el isopropilo, donde la hiperconjugación la estabiliza.
El hidrogenosulfato retira el protón del anillo
El hidrogenosulfato, la base más fuerte de la mezcla sulfonítrica, retira el protón del carbono sp3 del anillo. Los electrones regresan al anillo y se regenera el ácido sulfúrico.
Las flechas curvas
- Un par solitario de un oxígeno del hidrogenosulfato toma el protón del carbono sp3 del anillo y regenera el 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 catiónico y completa el anillo aromático.
1-isopropil-4-nitrobenceno
El producto es 1-isopropil-4-nitrobenceno (4-nitrocumeno), junto con agua y ácido sulfúrico regenerado. El isómero orto es minoritario porque el grupo ramificado protege los carbonos orto.
Qué vas a practicar
Dibuja la nitración en para del cumeno y explica cómo el grupo isopropilo orienta a orto/para pero favorece la posición para.
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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