Química Orgánica 2 · Efectos de los sustituyentes y orientación
Acetilación de Friedel–Crafts del fluorobenceno en para
Condiciones: acetyl chloride, AlCl3; then 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 6 pasos escritos
El cloruro de acetilo se une al cloruro de aluminio
El cloruro de aluminio es un ácido de Lewis fuerte con un orbital vacío en el aluminio. El cloro del cloruro de acetilo le dona un par solitario, lo que debilita el enlace C–Cl.
Las flechas curvas
- Un par solitario del cloro del cloruro de acetilo llena el orbital vacío del aluminio.
Se forma el ion acilio
El enlace C–Cl se rompe y sale AlCl4⁻, mientras el oxígeno carbonílico comparte un segundo par solitario con el carbono. El ion acilio resultante, CH3–C≡O⁺, está estabilizado por resonancia y no se reordena.
Las flechas curvas
- El par del enlace C–Cl sale con el cloro, que queda unido al aluminio como AlCl4⁻.
- Un par solitario del oxígeno forma un tercer enlace C–O y da octeto a todos los átomos del ion acilio.
El fluorobenceno ataca al ion acilio en para respecto al F
El flúor atrae electrones por efecto inductivo, así que el fluorobenceno es algo menos reactivo que el benceno, pero sus pares solitarios siguen orientando a orto/para. El par π del anillo en para respecto al flúor se une al carbono del acilio.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en el carbono en para respecto al flúor forma el nuevo enlace C–C con el carbono del acilio.
- Uno de los pares π del C≡O regresa al oxígeno a medida que se forma el nuevo enlace C–C, de modo que el carbono acílico conserva su octeto.
El flúor comparte un par solitario con el catión
El ataque en para pone la carga positiva, en una de las estructuras resonantes, en el carbono unido al flúor. Entonces un par solitario del flúor puede formar un enlace π C=F⁺, una estructura en la que todos los átomos tienen octeto; el ataque en meta nunca lo permite.
Las flechas curvas
- El par π contiguo al catión se desplaza hacia él y lleva la carga positiva al carbono que porta el flúor.
- Un par solitario del flúor forma un enlace π C=F⁺ y da la estructura de fluoronio, en la que todos los átomos tienen octeto.
El tetracloroaluminato retira el protón del anillo
El AlCl4⁻ retira el protón del carbono sp3 que porta el grupo acetilo. Los electrones del C–H vuelven a recorrer el anillo, el flúor recupera su par solitario y se liberan AlCl3 y HCl.
Las flechas curvas
- Un par solitario de un cloro del AlCl4⁻ toma el protón del carbono sp3 del anillo y forma HCl.
- El par del enlace Al–Cl queda en el cloro y libera AlCl3 neutro.
- 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=F⁺ regresa al flúor como par solitario y deja de nuevo neutro al flúor.
4-fluoroacetofenona
El producto es 4-fluoroacetofenona, junto con HCl y AlCl3. La cetona producto desactiva el anillo, así que no ocurre una segunda acilación; el tratamiento con agua la libera del aluminio.
Qué vas a practicar
Dibuja la acetilación de Friedel–Crafts del fluorobenceno en para respecto al flúor, incluida la estructura resonante del complejo σ en la que el flúor comparte un par solitario.
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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