Química Orgánica 2 · Repaso de sustitución aromática para el examen
Propanoilación de Friedel–Crafts del mesitileno
Condiciones: AlCl3, CH2Cl2; then H2O
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 cloruro de propanoílo se une al cloruro de aluminio
El cloruro de aluminio es un ácido de Lewis fuerte con un orbital vacío en el aluminio. Un par solitario del cloro del cloruro de propanoílo lo llena, lo que convierte al cloruro en un grupo saliente mucho mejor.
Las flechas curvas
- Un par solitario del cloro del cloruro de acilo se dona al orbital vacío del aluminio y forma el enlace Cl–Al.
Se forma el ion propanoilacilio
El enlace C–Cl se rompe y ambos electrones van al cloro unido al aluminio, lo que libera tetracloroaluminato. Al mismo tiempo, un par solitario del oxígeno forma un triple enlace C≡O⁺, de modo que el carbono del acilio conserva el octeto completo.
Las flechas curvas
- El par C–Cl se va al cloro, que permanece en el aluminio como AlCl4⁻.
- Un par solitario del oxígeno forma un tercer enlace carbono–oxígeno y estabiliza el carbono catiónico.
Un carbono del anillo del mesitileno ataca al ion acilio
El mesitileno tiene tres posiciones libres equivalentes, cada una en orto respecto a dos grupos metilo y en para respecto al tercero, así que cualquiera da el mismo producto. Un par π del anillo forma el nuevo enlace C–C con el carbono del acilio en el paso lento y da el ion arenio.
Las flechas curvas
- El par π del anillo en un carbono libre forma el enlace con el carbono electrófilo del acilio.
- Un par π del C≡O regresa al oxígeno y deja un carbonilo de cetona neutro en el nuevo sustituyente.
La carga positiva pasa a otro carbono que lleva metilo
En el ion arenio, la carga positiva se reparte entre los dos carbonos en orto y el carbono en para respecto al nuevo enlace. Los tres llevan un grupo metilo, así que cada estructura contribuyente es un carbocatión terciario, y por eso el mesitileno reacciona tan rápido.
Las flechas curvas
- El enlace π del anillo se desplaza hacia el carbono catiónico y lleva la carga positiva al carbono en para que lleva metilo.
El tetracloroaluminato quita el protón del anillo
Un cloruro del AlCl4⁻ toma el protón del carbono sp³ del anillo y regenera el cloruro de aluminio. Los electrones del C–H y el enlace π del anillo se desplazan para reconstruir el sexteto aromático.
Las flechas curvas
- Un par solitario del cloro del tetracloroaluminato toma el protón del anillo.
- El par Al–Cl se queda en el cloro, así que se libera AlCl3 neutro junto con HCl.
- El par C–H forma un enlace π del anillo hacia el carbono vecino que lleva metilo.
- El enlace π adyacente se desplaza al carbono catiónico y lo neutraliza, restaurando el anillo aromático.
1-(2,4,6-Trimetilfenil)propan-1-ona
Se forma 1-(2,4,6-trimetilfenil)propan-1-ona junto con HCl. La cetona retiene el AlCl3 como complejo hasta que el tratamiento con agua lo libera, así que se consume un equivalente completo del ácido de Lewis.
Qué vas a practicar
Dibuja la formación del ion acilio a partir de cloruro de propanoílo y AlCl3, el ataque del mesitileno y la pérdida del protón del anillo que dan 1-(2,4,6-trimetilfenil)propan-1-ona.
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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