Química Orgánica 2 · Ácidos carboxílicos y control ácido–base
Efecto orto: ácido 2-metilbenzoico frente a 4-metilbenzoico
Condiciones: pKa in water at 25 °C: 2-methylbenzoic acid 3.91, benzoic acid 4.20, 4-methylbenzoic acid 4.36.
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.
La pregunta
Un grupo metilo en posición para hace más débil al ácido benzoico, como se espera de un grupo donador de electrones; sin embargo, un metilo en posición orto lo hace más fuerte. ¿Qué explicación concuerda con estos datos?
Mostrar la respuesta y la explicación
Respuesta y explicación
Respuesta correcta El metilo en orto gira el grupo carboxilo fuera del plano del anillo y elimina la conjugación anillo–carbonilo que estabiliza al ácido neutro
Inhibición estérica de la conjugación: el ácido pierde estabilización, así que la ionización es más favorable.
Esta no Un grupo metilo es atractor de electrones cuando está cerca del grupo carboxilo
El metilo es débilmente donador en cualquier posición; el efecto inductivo no puede explicar un ácido más fuerte.
Esta no El metilo en orto forma un puente de hidrógeno con el carboxilato y lo estabiliza
Un C–H de un grupo metilo no es un donador de puentes de hidrógeno con fuerza apreciable.
Esta no El isómero para es más débil porque el metilo está más lejos y tiene un efecto inductivo mayor
Los efectos inductivos disminuyen con la distancia, así que un grupo más lejano tiene un efecto menor, no mayor.
Solución explicada
En el ácido benzoico, el grupo carboxilo está en el plano del anillo, y el anillo dona densidad electrónica al C=O por conjugación, lo que estabiliza más al ácido neutro que al anión. Un metilo en orto se amontona con el grupo carboxilo y lo gira fuera del plano del anillo. Esa conjugación se pierde, así que el ácido ya no tiene esa estabilización adicional y cede el protón con más facilidad. Este efecto orto estérico supera el pequeño efecto donador del metilo; el metilo en para no tiene efecto estérico y simplemente dona densidad electrónica.
Qué vas a practicar
Interpreta la acidez inusualmente alta del ácido 2-metilbenzoico como una inhibición estérica de la conjugación entre el anillo y el grupo carboxilo.
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