Química Orgánica 2 · Sustitución electrofílica aromática
Reacción de Mannich del indol a gramina
Condiciones: formaldehyde, dimethylamine, AcOH
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 10 pasos escritos
El ácido acético protona el formaldehído
El ácido acético, el ácido indicado en las condiciones, protona el oxígeno carbonílico del formaldehído. El carbonilo protonado es un electrófilo mucho más fuerte para la amina débilmente básica que sigue presente en la disolución.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno carbonílico se enlaza al protón ácido del ácido acético.
- El par O–H se queda en el oxígeno del ácido acético y se forma acetato.
La dimetilamina se adiciona al carbono carbonílico
El par solitario del nitrógeno de la dimetilamina se enlaza al carbono del formaldehído protonado. El par π C=O⁺ regresa al oxígeno y se obtiene un N,O-hemiaminal protonado.
Las flechas curvas
- El par solitario de la amina forma el nuevo enlace C–N con el carbono electrofílico.
- El par π C=O pasa al oxígeno y lo neutraliza.
El acetato quita el protón del N–H
El acetato toma el protón del nitrógeno de amonio. Se obtienen el hemiaminal neutro (dimetilaminometanol) y de nuevo ácido acético.
Las flechas curvas
- Un par solitario de un oxígeno del acetato se enlaza al protón del N–H.
- El par N–H regresa al nitrógeno como su par solitario.
El ácido acético protona el grupo OH
El oxígeno del hidroxilo toma un protón del ácido acético. El agua es un grupo saliente mucho mejor que el hidróxido, así que esto activa el enlace C–O.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del hemiaminal se enlaza al protón ácido.
- El par O–H se queda en el acetato.
Sale agua y se forma el ion iminio
El par solitario del nitrógeno forma un enlace π C=N y expulsa agua. El producto es el ion dimetilmetileniminio, el electrófilo de Mannich (el catión de la sal de Eschenmoser).
Las flechas curvas
- El par solitario del nitrógeno forma el enlace π C=N⁺.
- El par enlazante C–O sale con el oxígeno como agua.
El C3 del indol ataca el ion iminio
El enlace π C2=C3 del indol se enlaza a través de C3 al carbono del iminio. El ataque en C3 no afecta al anillo de benceno, y el catión que se forma queda junto al nitrógeno del anillo.
Las flechas curvas
- El par π C2=C3 forma el nuevo enlace de C3 al carbono del iminio.
- El par π C=N⁺ regresa al nitrógeno, que se convierte en una amina neutra.
El nitrógeno del indol comparte la carga
El par solitario del nitrógeno del anillo forma un enlace π C2=N, así que el catión es un ion iminio con octeto en todos los átomos. Este contribuyente explica por qué C3 es la posición más nucleofílica del indol.
Las flechas curvas
- El par solitario del nitrógeno forma un enlace π con el C2 catiónico.
¿Por qué C3?
El ataque en C3 mantiene aromático el anillo de benceno y permite que el nitrógeno estabilice directamente el catión.
El acetato restaura el anillo aromático
El acetato quita el protón del C3 sp³. El par C–H regenera el enlace π C2=C3 mientras el par π C2=N regresa al nitrógeno, y se recupera el indol aromático.
Las flechas curvas
- Un par solitario de un oxígeno del acetato se enlaza al protón de C3.
- El par C–H forma el enlace π C2=C3.
- El par π C2=N regresa al nitrógeno como su par solitario.
Gramina
Se forma gramina, 3-(dimetilaminometil)indol, junto con agua y ácido acético. El nuevo grupo CH2NMe2 queda en C3.
Qué vas a practicar
Dibuja la formación del ion dimetilmetileniminio a partir de formaldehído y dimetilamina en ácido acético, su ataque por el C3 del indol y la rearomatización a gramina.
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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