Química Orgánica 1 · Reordenamientos de carbocationes y expansiones de anillo
Dehydration of 2-cyclobutylpropan-2-ol with ring expansion
Condiciones: H2SO4, 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 7 pasos escritos
Protonate the hydroxyl group
The OH oxygen takes a proton from sulfuric acid so that water can leave.
Las flechas curvas
- An oxygen lone pair takes the acidic proton.
- The O–H pair stays on oxygen as bisulfate.
Water leaves
Ionization gives a tertiary cation sitting next to the strained cyclobutane ring.
Las flechas curvas
- The C–O bond pair leaves with oxygen as water.
Ring expansion
A ring C–C bond migrates to the cationic carbon. The four-membered ring becomes a five-membered ring, releasing much of the ~26 kcal/mol cyclobutane strain; the charge moves to the former ring CH carbon (secondary).
Las flechas curvas
- The ring bonding pair carries its CH2 carbon to the cation.
Why expand from a tertiary cation?
Strain relief outweighs the change from a tertiary to a secondary cation, and a later methyl shift restores a tertiary cation.
1,2-Methyl shift
A methyl group on the adjacent quaternary ring carbon moves to the secondary cationic carbon, giving a tertiary cation in the ring.
Las flechas curvas
- The C–CH3 bond pair carries the methyl to the cation.
Lose a β-proton
Bisulfate removes the ring hydrogen on the carbon next to the cation, forming the tetrasubstituted alkene (Zaitsev).
Las flechas curvas
- A bisulfate oxygen lone pair takes the β-proton.
- The C–H pair becomes the new π bond.
1,2-Dimethylcyclopentene
Both methyls end on the ring double bond; sulfuric acid is regenerated.
Qué vas a practicar
Draw the dehydration of 2-cyclobutylpropan-2-ol: ionization, cyclobutane-to-cyclopentane expansion, a 1,2-methyl shift and E1 to 1,2-dimethylcyclopentene.
Acabas de dibujar cada flecha de este problema.
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