Química Orgánica 2 · Estructura y equilibrios de los carbohidratos
Ciclación de la D-fructosa a β-D-fructofuranosa
Condiciones: H2O, trace acid
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 4 pasos escritos
El hidronio protona el oxígeno de la cetona
Una traza de ácido (hidronio) protona el oxígeno carbonílico de la D-fructosa de cadena abierta. El carbonilo protonado es mucho más electrófilo, de modo que incluso el hidroxilo de C5, poco nucleofílico, puede adicionarse a él.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno carbonílico de C2 toma el protón del hidronio.
- El par del enlace O–H se queda en el oxígeno y se libera una molécula de agua neutra.
El oxígeno de C5 se adiciona a C2
El hidroxilo de C5 gira sobre la cetona protonada y se adiciona a C2, cerrando un anillo de cinco miembros (cuatro carbonos y un oxígeno). C2 se convierte en el nuevo estereocentro anomérico; la adición por la cara que deja el OH anomérico en trans respecto al hidroxilo de C4 da la furanosa β.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del hidroxilo de C5 se une al carbono electrófilo C2 y cierra el anillo de cinco miembros.
- Los electrones π del C=O pasan al oxígeno protonado, que queda como un hidroxilo neutro en C2.
El agua quita el protón del oxonio
El oxígeno del anillo tiene ahora tres enlaces y carga positiva. El agua toma ese protón y regenera el hidronio, así que el ácido es solo un catalizador.
Las flechas curvas
- Un par solitario del agua toma el protón del oxígeno positivo del anillo.
- El par del O–H se queda en el oxígeno del anillo, que pasa a ser un oxígeno de éter neutro.
β-D-fructofuranosa
C2 es ahora un carbono de hemicetal que lleva el oxígeno del anillo, el OH anomérico y el CH2OH de C1. Esta β-furanosa es la forma cíclica de la fructosa en la sacarosa; en agua se equilibra con la β-piranosa, que es la forma mayoritaria.
Qué vas a practicar
Dibuja la formación del hemicetal catalizada por ácido, en la que el hidroxilo de C5 de la D-fructosa se cierra sobre la cetona de C2 para dar β-D-fructofuranosa.
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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