Química Orgánica 1 · Ácidos, bases y resonancia: repaso para el examen
El carbonato desprotona el 4-nitrofenol
Condiciones: 4-Nitrophenol, Na₂CO₃ (1 equiv), H₂O, 25 °C
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 6 pasos escritos
El carbonato quita el protón del fenol
Un oxígeno del carbonato toma el protón del O–H. El 4-nitrofenol (pKa 7.15) es un ácido mucho más fuerte que el bicarbonato (pKa 10.3), así que log K = 10.3 − 7.15 ≈ 3.2 y la transferencia es esencialmente completa.
Las flechas curvas
- El par solitario de un oxígeno del carbonato se enlaza al hidrógeno del fenol.
- El par enlazante del O–H se queda sobre el oxígeno del fenol, que queda con carga negativa.
La carga se traslada al carbono en para
El par solitario de un oxígeno forma un enlace π C=O mientras que dos pares π del anillo se desplazan a lo largo del anillo, colocando la carga negativa sobre el carbono que lleva el grupo nitro.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno forma el enlace π del C=O.
- El par π del anillo contiguo se desplaza un enlace.
- El siguiente par π del anillo se convierte en un par solitario sobre el carbono en para.
Por qué importa la posición para
Solo las posiciones orto y para reciben la carga del fenóxido, así que solo un grupo nitro en para (u orto) puede trasladar esa carga a sus propios oxígenos.
El grupo nitro toma la carga
El par solitario del carbono en para forma un enlace π C=N, y un par π del N=O se traslada al oxígeno. Ahora ambos oxígenos del nitro llevan carga negativa y el nitrógeno conserva su octeto. Este contribuyente quinonoide ayuda a explicar por qué el 4-nitrofenóxido es amarillo.
Las flechas curvas
- El par solitario del carbono en para forma el enlace π C=N.
- El par π del N=O se traslada al oxígeno para que el nitrógeno no supere el octeto.
De vuelta al fenóxido aromático
El contribuyente quinoide es importante, pero no es el mayoritario: tiene el mismo número de cargas formales que el fenóxido, todavía con la carga negativa sobre el oxígeno, pero ha perdido el sexteto aromático del anillo. Cuatro pares se desplazan juntos de vuelta para restaurar el anillo aromático con O⁻ sobre el oxígeno del fenóxido.
Las flechas curvas
- El par solitario de un oxígeno del nitro vuelve a formar el enlace π N=O.
- El par π del C=N se traslada al anillo para que el nitrógeno conserve su octeto.
- Un par π del anillo se desplaza un enlace hacia el carbono que lleva el oxígeno.
- El par π del C=O regresa al oxígeno, que se convierte en el O⁻ del fenóxido.
4-Nitrofenóxido y bicarbonato
El contribuyente aromático dibujado aquí, con O⁻ sobre el oxígeno del fenol, es el mayoritario; la carga negativa también se comparte, a través de los otros contribuyentes, con los carbonos orto y para del anillo y con los oxígenos del nitro. El bicarbonato es el ácido conjugado del carbonato.
Qué vas a practicar
Dibuja el carbonato quitando el protón del O–H del 4-nitrofenol, traslada la carga del fenóxido a través del anillo hasta un oxígeno del grupo nitro en para, y vuelve al contribuyente aromático del fenóxido.
Acabas de dibujar cada flecha de este problema.
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