Química Orgánica 2 · Planificación de transformaciones aromáticas
Butirofenona por acilación de Friedel–Crafts del benceno
Condiciones: 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 7 pasos escritos
El cloruro de butanoílo se une al AlCl3
El cloro del cloruro de butanoílo dona un par solitario al aluminio, el ácido de Lewis con un orbital vacío. Este complejo debilita el enlace C–Cl, de modo que el carbono acílico puede soltar el cloruro.
Las flechas curvas
- Un par solitario del cloro forma un enlace con el aluminio deficiente en electrones del AlCl3.
Se forma el ion butanoilio (acilio)
Se rompe el enlace C–Cl y el cloruro sale como tetracloroaluminato. El oxígeno carbonílico comparte un segundo par solitario con el carbono, así que en el ion acilio todos los átomos tienen el octeto completo.
Las flechas curvas
- Los electrones del enlace C–Cl se van con el cloro, que permanece unido al aluminio como AlCl4−.
- Un par solitario del oxígeno forma un tercer enlace C–O y da el ion acilio lineal, con la carga positiva en el oxígeno.
¿Por qué no hay reordenamiento?
El ion acilio es la razón por la que se usa la acilación de Friedel–Crafts, y no la alquilación, para unir una cadena lineal de cuatro carbonos.
El benceno ataca al ion acilio
Un par π del benceno se une al carbono del acilio y se forma el ion arenio. Uno de los pares π del C≡O vuelve al oxígeno, de modo que el nuevo grupo es un carbonilo de cetona neutro.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en el carbono con el hidrógeno dibujado forma el nuevo enlace C–C; el carbono vecino del anillo queda catiónico.
- Uno de los pares π del C≡O se desplaza hacia el oxígeno, así el carbono acílico conserva ocho electrones y el oxígeno pierde su carga.
El ion arenio está deslocalizado
La carga positiva del ion arenio se reparte entre los carbonos en orto y en para respecto al nuevo carbono sp³. Dibujar la forma contribuyente para muestra hasta dónde se extiende la carga por el anillo.
Las flechas curvas
- El par π vecino del anillo se desplaza hacia el carbono catiónico y lleva la carga positiva al carbono en para respecto al nuevo enlace.
El tetracloroaluminato restablece la aromaticidad
Un cloruro del AlCl4− toma el protón del carbono sp³ del anillo, se libera HCl y se regenera el AlCl3. El par C–H vuelve a formar el sistema π del anillo y este recupera su aromaticidad.
Las flechas curvas
- Un par solitario del cloro del tetracloroaluminato se une al protón del anillo y forma HCl.
- Los electrones del enlace Al–Cl se quedan en ese cloro al separarse del aluminio, de modo que se regenera el AlCl3 neutro.
- Los electrones del enlace C–H forman un enlace π del anillo con el carbono vecino.
- El par π adyacente se desplaza hacia el carbono catiónico en para y completa el sexteto aromático.
Butirofenona
El benceno lleva ahora un grupo butanoílo: la butirofenona, la cetona que una reducción de Clemmensen o de Wolff–Kishner convierte en butilbenceno. La cetona desactiva el anillo, así que solo se adiciona un grupo acilo.
Qué vas a practicar
Dibuja la acilación de Friedel–Crafts del benceno con cloruro de butanoílo: formación del ion acilio con AlCl3, ataque del anillo y pérdida del protón del anillo hasta la butirofenona.
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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