Química Orgánica 1 · Eliminación y vías competitivas
Deshidrata un alcohol terciario con ácido fosfórico
Condiciones: 2-Methylpropan-2-ol (tert-butyl alcohol) heated with concentrated phosphoric acid (H₃PO₄); the gaseous alkene escapes as it forms. Follow the E1 dehydration to 2-methylpropene. H₃PO₄ is drawn in full, and the dihydrogen phosphate formed in the first step is the base in the last step. The three methyl groups are equivalent; remove the separately drawn methyl hydrogen.
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
Protona el grupo hidroxilo
El hidróxido es un grupo saliente muy pobre, así que el enlace C–O todavía no puede romperse. La protonación convierte –OH en –OH₂⁺, que sí puede salir como agua neutra. En cada momento solo una pequeña fracción del alcohol está protonada, pero esa fracción es todo lo que la ruta necesita.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del alcohol se enlaza al H ácido del ácido fosfórico.
- El par del enlace O–H se queda en el oxígeno del fosfato, que se convierte en dihidrógeno fosfato, H₂PO₄⁻.
Pierde agua
Este paso lento, determinante de la velocidad, forma un carbocatión terciario. Tres grupos alquilo estabilizan la carga positiva, y por eso los alcoholes terciarios se deshidratan en condiciones mucho más suaves que los secundarios o primarios. Aquí solo se rompe un enlace.
Las flechas curvas
- El par del enlace C2–O se va con el oxígeno como una molécula de agua neutra, dejando a C2 con un orbital p vacío.
Elimina un protón en β
El dihidrógeno fosfato es una base débil, pero un enlace C–H contiguo a un carbocatión es muy ácido, así que una base débil basta. Esta transferencia de protón regenera el H₃PO₄.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno con carga negativa del fosfato se enlaza al hidrógeno del metilo dibujado aparte.
- El par del enlace C–H del metilo forma el enlace π C=C y llena el orbital p vacío del carbocatión.
2-Metilpropeno, agua y ácido fosfórico
C1 y C2 ahora comparten un enlace π: 2-metilpropeno, (CH₃)₂C=CH₂. El oxígeno del alcohol se fue como agua, y el oxígeno del fosfato que prestó su protón lo recuperó, así que el H₃PO₄ es un catalizador. El dihidrógeno fosfato es un nucleófilo pobre, así que no atrapa al catión, y el escape del alqueno gaseoso desplaza el equilibrio hacia la deshidratación.
Qué vas a practicar
Lleva un alcohol terciario a través de la protonación, la pérdida de agua y la desprotonación en β por el dihidrógeno fosfato, regenerando el catalizador H₃PO₄.
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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