Química Orgánica 2 · Efectos de los sustituyentes y orientación
Acetilación de Friedel–Crafts del p-xileno
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
Se rompe el enlace C–Cl 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 sigue unido al aluminio como AlCl4⁻.
- Un par solitario del oxígeno forma un tercer enlace C–O y todos los átomos del ion acilio quedan con octeto.
El p-xileno ataca al ion acilio junto a un grupo metilo
Por simetría, los cuatro carbonos CH del anillo del p-xileno son equivalentes: cada uno está en orto a un grupo metilo y en meta al otro. El par π del anillo en uno de ellos forma el enlace C–C con el carbono del acilio.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en un carbono orto a un grupo metilo forma el nuevo enlace C–C con el carbono del acilio.
- Un par π del C≡O regresa al oxígeno mientras se forma el nuevo enlace C–C, de modo que el carbono acílico conserva su octeto.
Reparte la carga desde el carbono con metilo
El ataque coloca primero la carga positiva en el carbono unido al grupo metilo en orto, un catión de tipo terciario estabilizado por hiperconjugación, por lo que el anillo activado reacciona con facilidad. Un desplazamiento π reparte la carga hacia el carbono para respecto al nuevo enlace C–C.
Las flechas curvas
- El par π del anillo situado dos carbonos más allá se desplaza hacia el catión y lleva la carga positiva del carbono con el metilo al carbono para respecto al nuevo enlace C–C.
El tetracloroaluminato quita el protón del anillo
El AlCl4⁻ quita el protón del carbono sp3 que lleva el grupo acetilo. Los electrones C–H regresan al anillo y se liberan HCl y AlCl3.
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 se queda en el cloro y se libera AlCl3 neutro.
- 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.
2,5-dimetilacetofenona
El producto es la 2,5-dimetilacetofenona, junto con HCl y AlCl3. Solo es posible un isómero constitucional, y la cetona desactiva el anillo frente a una segunda acilación.
Qué vas a practicar
Dibuja la acetilación de Friedel–Crafts del p-xileno y explica por qué solo puede formarse un producto en el anillo.
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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