Química Orgánica 2 · Acetales, iminas y equilibrios relacionados
Acetónido del meso-butano-2,3-diol
Condiciones: acetone, TsOH (cat.), anhydrous CuSO4
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
Protona la acetona
El TsOH protona el oxígeno carbonílico de la acetona. El CuSO4 anhidro absorbe el agua que se forma después, lo que desplaza hacia adelante este equilibrio desfavorable de la cetona.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno carbonílico toma el protón del TsOH, el ácido más fuerte presente.
- El par enlazante del O–H permanece sobre el oxígeno y deja el tosilato.
Un OH del diol se adiciona a la acetona
Un hidroxilo del meso-butano-2,3-diol ataca el carbono carbonílico protonado. El enlace O–C del estereocentro no se rompe, así que su configuración se conserva.
Las flechas curvas
- Un par solitario de un oxígeno del diol forma el nuevo enlace C–O con el carbono de la acetona.
- El par π del C=O se desplaza hacia el oxígeno positivo y lo neutraliza.
Desprotonación al hemiacetal
El tosilato quita el protón del oxígeno adicionado y da el hemicetal neutro.
Las flechas curvas
- El tosilato usa un par solitario para tomar el protón del oxígeno del oxonio.
- El par del O–H vuelve al oxígeno y deja un oxígeno de éter neutro.
Protona el grupo hidroxilo
El TsOH protona el OH del hemicetal sobre el antiguo carbono de la acetona y prepara el agua como grupo saliente.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno del hidroxilo toma un protón del TsOH.
- El par del O–H se queda en el tosilato.
Sale el agua: ion oxocarbenio
El oxígeno de éter procedente del diol forma el C=O⁺ a medida que sale el agua. Todos los enlaces que se forman o se rompen involucran al carbono de la acetona, nunca a los dos estereocentros.
Las flechas curvas
- El par solitario del oxígeno del éter forma el enlace π C=O⁺, así que no se forma un carbocatión libre.
- El par enlazante C–O sale con la molécula de agua.
Cierre del anillo por el segundo OH
El segundo OH del diol ataca el carbono del oxocarbenio y cierra el anillo de dioxolano de cinco miembros. Como el diol es meso, ambos grupos metilo quedan en la misma cara del anillo.
Las flechas curvas
- El par solitario del hidroxilo vecino forma el enlace C–O que cierra el anillo.
- El par π del C=O⁺ vuelve al oxígeno del anillo como par solitario.
Desprotonación al acetal cíclico
El tosilato quita el último protón del oxonio, lo que da el acetónido neutro y regenera el TsOH.
Las flechas curvas
- El tosilato toma el último protón del oxígeno del oxonio del anillo.
- El par del O–H permanece sobre el oxígeno del anillo, que pasa a ser un oxígeno de éter neutro.
cis-2,2,4,5-Tetrametil-1,3-dioxolano
El producto es el acetónido cis (meso): los dos metilos del anillo en C4 y C5 están en la misma cara porque los enlaces C–O de los estereocentros nunca se rompieron. El diol racémico (R,R)/(S,S) daría en cambio el isómero trans.
Qué vas a practicar
Dibuja la formación del acetónido catalizada por TsOH a partir de meso-butano-2,3-diol y acetona, conservando los dos estereocentros del diol, hasta el cis-2,2,4,5-tetrametil-1,3-dioxolano.
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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