Química Orgánica 2 · Efectos de los sustituyentes y orientación
Nitración para del (trifluorometoxi)benceno
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 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 anillo ataca al nitronio en para respecto al OCF3
El grupo CF3 retira densidad electrónica del oxígeno, así que el OCF3 desactiva el anillo por efecto inductivo, de forma parecida a un halógeno. Los pares solitarios del oxígeno aún pueden donar débilmente, por lo que el anillo ataca al nitronio por el carbono para respecto al OCF3.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en el carbono para respecto al grupo OCF3 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.
El oxígeno del OCF3 todavía dona
La carga positiva pasa al carbono unido al oxígeno, que forma un enlace C=O⁺ con uno de sus pares solitarios. Los flúores hacen que esta estructura de oxonio sea más débil que en el anisol, pero aun así baja la energía del ataque orto/para por debajo del meta.
Las flechas curvas
- El par π junto al catión se desplaza hacia él y coloca la carga positiva en el carbono unido al oxígeno del OCF3.
- Un par solitario del oxígeno forma un enlace π C=O⁺; el grupo CF3, pobre en electrones, hace que esta donación sea débil, pero sigue siendo decisiva.
El hidrogenosulfato quita el protón del anillo
El hidrogenosulfato quita el protón del carbono sp3 que lleva el grupo nitro. Los electrones regresan al anillo hacia el oxígeno y se restablece la aromaticidad.
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 que lleva el sustituyente.
- El par π C=O⁺ regresa al oxígeno como par solitario y se restablece el oxígeno de éter neutro.
1-nitro-4-(trifluorometoxi)benceno
El producto es el 1-nitro-4-(trifluorometoxi)benceno, junto con agua y ácido sulfúrico. El producto para supera ampliamente al orto, porque la atracción inductiva se siente más en los carbonos orto cercanos.
Qué vas a practicar
Dibuja la nitración para del (trifluorometoxi)benceno y explica cómo el OCF3 desactiva el anillo y aun así orienta a orto/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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