Química Orgánica 2 · Planificación de transformaciones aromáticas
Nitración de la 4-metilacetanilida en orto al NHAc
Condiciones: HNO3, H2SO4, 0 °C
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, protona el oxígeno del OH del ácido nítrico para que pueda salir como agua. En ácido frío, la amida de la 4-metilacetanilida permanece lo bastante sin protonar para reaccionar, y el grupo NHAc es más suave que un NH₂ libre.
Las flechas curvas
- El oxígeno del OH del ácido nítrico usa un par solitario para tomar un protón del ácido sulfúrico.
- Los electrones del O–H se quedan en el oxígeno del ácido sulfúrico y se forma hidrogenosulfato.
Sale agua y se forma el ion nitronio
El agua sale mientras el oxígeno con carga negativa forma un segundo enlace N=O. El producto es el ion nitronio lineal, NO₂⁺, el electrófilo de toda nitración.
Las flechas curvas
- Se rompe el enlace N–O con el oxígeno protonado y se libera una molécula de agua neutra.
- Un par solitario del oxígeno negativo forma el nuevo enlace π N=O, así el nitrógeno conserva su octeto.
El anillo ataca al nitronio en orto al NHAc
El carbono en orto al grupo acetamido ataca al NO₂⁺ y la carga queda en el carbono que lleva el nitrógeno. La posición para ya está ocupada por el metilo, así que el NHAc envía el electrófilo a su posición orto.
Las flechas curvas
- El par π del anillo orientado hacia el carbono que lleva el nitrógeno forma el nuevo enlace C–N y deja ese carbono catiónico.
- Uno de los pares π del N=O se desplaza hacia el oxígeno al formarse el enlace C–N, y el nitrógeno conserva ocho electrones.
El par solitario del nitrógeno estabiliza el ion arenio
El nitrógeno de la amida dona su par solitario al carbono catiónico y da una forma contribuyente de iminio en la que todos los átomos tienen octeto. Esta donación del par solitario explica por qué el NHAc se impone al CH₃, que solo ofrece hiperconjugación.
Las flechas curvas
- El par solitario del nitrógeno forma un enlace π C=N y lleva la carga positiva al nitrógeno.
El hidrogenosulfato retira el protón del anillo
El hidrogenosulfato toma el protón del carbono sp³ que lleva el grupo nitro. El par C–H vuelve a formar el enlace π del anillo mientras el par π del C=N regresa al nitrógeno y se recupera la acetamida neutra.
Las flechas curvas
- El oxígeno negativo del hidrogenosulfato toma el protón del anillo y regenera el ácido sulfúrico.
- Los electrones del enlace C–H forman el enlace π del anillo con el carbono que lleva el nitrógeno.
- El par π del C=N regresa al nitrógeno como par solitario y se recupera la amida neutra.
4-Metil-2-nitroacetanilida
El grupo nitro queda en orto al NHAc y en meta al metilo: 4-metil-2-nitroacetanilida. La hidrólisis posterior de la amida da 4-metil-2-nitroanilina.
Qué vas a practicar
Dibuja la nitración de la 4-metilacetanilida en orto al grupo acetamido y muestra el par solitario del nitrógeno que hace del NHAc el orientador más fuerte.
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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