Química Orgánica 2 · Efectos de los sustituyentes y orientación
Nitración meta del benzoato de metilo a 0 °C
Condiciones: HNO3, H2SO4, 0 °C
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 el 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 se 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
- Se rompe el enlace N–O con el oxígeno protonado 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 benzoato de metilo ataca al nitronio en meta respecto al éster
El carbonilo del éster retira densidad π del anillo, por lo que el benzoato de metilo está desactivado. El anillo ataca al nitronio por el carbono meta al éster, la única posición cuyo complejo σ mantiene la carga lejos del carbono que lleva el éster.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en el carbono meta al grupo éster forma el nuevo enlace C–N con el nitronio.
- Un par π N=O pasa al oxígeno mientras se forma el nuevo enlace C–N, para que el nitrógeno no exceda el octeto.
Deslocaliza la carga lejos del carbono del éster
El ion arenio reparte su carga positiva entre los dos carbonos orto y el carbono para respecto al nuevo enlace C–N. Tras el ataque meta, ninguno de ellos lleva el grupo CO2CH3, así que ninguna estructura contribuyente coloca dos centros positivos adyacentes.
Las flechas curvas
- El par π situado dos carbonos más allá se desplaza hacia el catión y lleva la carga positiva al carbono para respecto al nuevo enlace; como las demás estructuras contribuyentes, nunca pone la carga en el carbono que lleva el grupo éster.
El hidrogenosulfato quita el protón del anillo
El hidrogenosulfato quita el protón del carbono sp3 del anillo. El par C–H reconstruye el sistema π aromático 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 comienza a restablecer el sexteto aromático.
- Un par π del anillo se desplaza un enlace hacia el carbono catiónico y completa el anillo aromático.
3-nitrobenzoato de metilo
El producto es el 3-nitrobenzoato de metilo, junto con agua y ácido sulfúrico. Mantener la mezcla a 0 °C limita una segunda nitración del anillo, ahora doblemente desactivado.
Qué vas a practicar
Dibuja la nitración meta del benzoato de metilo, desde la formación del nitronio hasta el 3-nitrobenzoato de metilo.
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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