Química Orgánica 2 · Sustitución electrofílica aromática
Transferencia del terc-butilo del 4-terc-butiltolueno al benceno
Condiciones: AlCl3, HCl (trace), benzene (excess)
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 8 pasos escritos
El HCl se une al AlCl3
Un par solitario del cloro del HCl se coordina al aluminio. El enlace H–Cl de este complejo es un ácido mucho más fuerte que el HCl solo, una fuente de protones casi tan potente como un superácido.
Las flechas curvas
- El par solitario del cloro del HCl forma un enlace dativo con el aluminio.
Protonación en el carbono ipso
El par π del anillo en el carbono que lleva el grupo terc-butilo toma el protón. El ataque ipso está favorecido porque la carga llega entonces al carbono que lleva el metilo, en para, y porque este carbono puede perder después un catión terciario estable.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en el carbono ipso se enlaza al protón ácido.
- El par H–Cl se queda en el cloro y se forma AlCl4⁻.
Carga sobre el carbono que lleva el metilo
Un desplazamiento π en el anillo coloca la carga positiva en el carbono que porta el grupo metilo, en para al carbono sp³. Este contribuyente de tipo terciario es la forma más estable del ion arenio ipso.
Las flechas curvas
- Un par π del anillo se desplaza hacia el catión y lleva la carga al carbono que lleva el metilo.
Sale el catión terc-butilo
El enlace anillo–C(CH₃)₃ se rompe y ambos electrones regresan al anillo, que se convierte en tolueno aromático. El catión terc-butilo que sale es lo bastante estable para ser un buen electrófugo; es una alquilación de Friedel–Crafts en sentido inverso.
Las flechas curvas
- El par enlazante C–C con el grupo terc-butilo forma el enlace π del anillo junto al carbono sp³.
- El par π vecino se desplaza hacia el carbono catiónico que lleva el metilo y completa el sexteto.
El benceno captura el catión terc-butilo
Un par π del benceno se enlaza al catión terc-butilo, una alquilación de Friedel–Crafts en sentido directo. Como el benceno está en gran exceso, captura la mayor parte del catión y desplaza el equilibrio hacia el terc-butilbenceno.
Las flechas curvas
- El par π del benceno forma el nuevo enlace C–C con el carbono catiónico.
Deslocaliza la carga del nuevo ion arenio
La carga positiva del ion arenio del benceno se reparte entre los carbonos orto y para. Se dibuja el contribuyente para.
Las flechas curvas
- Un par π del anillo se desplaza hacia el catión y lleva la carga al carbono para.
Rearomatización
El AlCl4⁻ quita el protón del carbono sp³ del ion arenio del benceno. Se forma terc-butilbenceno y se regeneran HCl y AlCl3, que actúan solo como catalizadores.
Las flechas curvas
- Un par solitario de un cloro del AlCl4⁻ se enlaza al protón del anillo.
- El par Al–Cl regresa al cloro y se liberan HCl y AlCl3.
- El par C–H regenera el enlace π del anillo.
- El par π vecino se desplaza hacia el carbono para catiónico y completa el sexteto.
Tolueno y terc-butilbenceno
El grupo terc-butilo ha pasado del 4-terc-butiltolueno al benceno, y se obtienen tolueno y terc-butilbenceno. Los catalizadores se regeneran.
Qué vas a practicar
Dibuja la protonación ipso del 4-terc-butiltolueno por HCl–AlCl3, la pérdida del catión terc-butilo para dar tolueno y su captura por el benceno para dar terc-butilbenceno.
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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