Química Orgánica 2 · Sustitución electrofílica aromática
Sulfonación del p-xileno a ácido 2,5-dimetilbencenosulfónico
Condiciones: conc. H2SO4 (contains SO3), Δ
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 anillo ataca el trióxido de azufre
El ácido sulfúrico concentrado caliente contiene SO₃, el electrófilo. En el p-xileno cada carbono libre del anillo está en orto a un metilo, así que el ataque en cualquier posición coloca la carga del ion arenio en un carbono que lleva un metilo. Un par π del anillo se enlaza al azufre y uno de los pares π S=O pasa al oxígeno, con lo que se forma un ion arenio zwitteriónico.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en el carbono que reacciona forma el nuevo enlace C–S.
- Uno de los pares π S=O pasa al oxígeno, que queda con carga negativa.
Deslocaliza la carga del ion arenio
La carga positiva se reparte entre el carbono que lleva el grupo metilo, el carbono para al nuevo enlace y el otro carbono orto. El contribuyente dibujado primero, con la carga en el carbono que lleva el metilo, es el más estable porque lo estabiliza la hiperconjugación del grupo metilo.
Las flechas curvas
- Un par π del anillo se desplaza hacia el catión del carbono que lleva el metilo y lleva la carga al carbono para al nuevo enlace.
¿Cuántos productos?
La simetría del p-xileno hace que sus cuatro posiciones C–H del anillo sean idénticas.
El hidrogenosulfato quita el protón del anillo
El hidrogenosulfato quita el protón del carbono sp³ que lleva el azufre. El par C–H y el enlace π vecino vuelven a su lugar y se restaura el anillo aromático.
Las flechas curvas
- El oxígeno negativo del hidrogenosulfato se enlaza al protón del anillo.
- El par C–H forma el enlace π del anillo con el carbono que lleva el metilo.
- El par π vecino se desplaza hacia el carbono catiónico.
Protona el sulfonato
El oxígeno del sulfonato recupera el protón del ácido sulfúrico, se obtiene ácido 2,5-dimetilbencenosulfónico y se regenera hidrogenosulfato. El protón del anillo simplemente se ha transferido al producto.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno negativo del sulfonato se enlaza al protón del ácido sulfúrico.
- El par O–H se queda en el oxígeno y se regenera hidrogenosulfato.
Ácido 2,5-dimetilbencenosulfónico
Se forma ácido 2,5-dimetilbencenosulfónico y se regenera hidrogenosulfato. El grupo SO₃H queda entre un grupo metilo y un hidrógeno del anillo.
Qué vas a practicar
Dibuja el ataque del p-xileno al SO3 junto a un grupo metilo, los contribuyentes del ion arenio, y la desprotonación y protonación a ácido 2,5-dimetilbencenosulfónico.
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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