Química Orgánica 2 · Planificación de transformaciones aromáticas
1-Nitro-4-propilbenceno por nitración del propilbenceno
Condiciones: HNO3, H2SO4
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 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. El anillo del propilbenceno espera al electrófilo que genera esta química ácido–base.
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 propilbenceno ataca al nitronio en para a la cadena
El carbono del anillo en para al grupo propilo ataca al NO₂⁺. El grupo alquilo dona densidad electrónica, por lo que el propilbenceno reacciona más rápido que el benceno y orienta a orto y para.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en el carbono en para al grupo propilo forma el nuevo enlace C–N; el carbono vecino queda 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.
Carga en el carbono que lleva el propilo
Al desplazar un par π del anillo, la carga positiva queda en el carbono que lleva el grupo propilo. Esa forma contribuyente de tipo terciario, estabilizada por el grupo alquilo, explica por qué el ataque en para supera al ataque en meta.
Las flechas curvas
- El par π vecino del anillo se desplaza hacia el carbono catiónico y lleva la carga positiva al carbono que lleva el propilo.
De vuelta a la carga junto al carbono sp³
El ion arenio es un único híbrido, así que la carga puede dibujarse de nuevo junto al C–H sp³. Esta forma contribuyente muestra qué enlace π vuelve a formar el par C–H en la desprotonación.
Las flechas curvas
- El par π vuelve a desplazarse hacia el carbono que lleva el propilo y deja la carga positiva en el carbono junto al C–H sp³.
Para antes que orto
Tanto el ataque en orto como en para dan una forma contribuyente con la carga en el carbono que lleva el propilo.
El hidrogenosulfato retira el protón del anillo
El hidrogenosulfato retira el protón del carbono sp³ que recibió el grupo nitro. El par C–H restablece el anillo aromático y se regenera el ácido sulfúrico.
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 catiónico vecino y se restablece la aromaticidad.
1-Nitro-4-propilbenceno
Ahora hay un grupo nitro en para a la cadena propilo: 1-nitro-4-propilbenceno, el último paso de la ruta acilación, Clemmensen, nitración. Hacer primero la acilación evita el isopropilbenceno reordenado que daría la propilación directa.
Qué vas a practicar
Dibuja la formación del nitronio y la nitración del propilbenceno en para al grupo propilo, incluida la forma contribuyente con la carga en el carbono que lleva el propilo.
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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