Química Orgánica 2 · Repaso de sustitución aromática para el examen
Nitración del 4-metilbenzoato de metilo al éster 3-nitro
Condiciones: HNO3, H2SO4, 0 °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 ácido sulfúrico protona el ácido nítrico
El ácido sulfúrico, el ácido más fuerte, protona el grupo OH del ácido nítrico. Así el OH se convierte en agua, un buen grupo saliente.
Las flechas curvas
- Un par solitario del OH del ácido nítrico toma el protón ácido del ácido sulfúrico.
- El par O–H se queda en el oxígeno y da hidrogenosulfato.
Sale agua y se forma el ion nitronio
Se rompe el enlace N–O con el oxígeno protonado y sale agua. Un par solitario del otro oxígeno forma un segundo enlace N=O y da el ion nitronio lineal, el electrófilo activo.
Las flechas curvas
- El par N–O sale con la molécula de agua.
- Un par solitario del oxígeno forma un segundo enlace N=O para que el nitrógeno conserve el octeto.
El carbono en orto respecto al metilo ataca al nitronio
El carbono del anillo en orto respecto al grupo metilo también está en meta respecto al éster, así que ambos sustituyentes dirigen el electrófilo al mismo lugar. Un par π del anillo forma el enlace C–N y la carga positiva queda en el carbono que lleva el metilo.
Las flechas curvas
- El par π del anillo forma el enlace con el nitrógeno del nitronio.
- Un par π del N=O se desplaza al oxígeno, de modo que el nitrógeno mantiene cuatro enlaces.
La carga no llega al carbono del éster
La carga del arenio se sitúa en los dos carbonos en orto y en el carbono en para respecto al nuevo enlace C–N. Para esta posición, ninguno de ellos es el carbono que lleva el éster atractor de electrones y uno es el carbono que lleva el metilo, así que este ion arenio es el más estable posible.
Las flechas curvas
- El enlace π del anillo se desplaza hacia el carbono catiónico terciario y lleva la carga a la posición para respecto al nuevo enlace.
El hidrogenosulfato restaura la aromaticidad
El hidrogenosulfato quita el protón del carbono sp³ que lleva el grupo nitro. El par C–H y el enlace π vecino se desplazan para reconstruir el anillo aromático.
Las flechas curvas
- Un par solitario de un oxígeno del hidrogenosulfato toma el protón del anillo.
- El par C–H forma un enlace π del anillo.
- El siguiente enlace π se desplaza al carbono catiónico y restaura el sexteto.
4-Metil-3-nitrobenzoato de metilo
Se forma 4-metil-3-nitrobenzoato de metilo y se regenera el ácido sulfúrico. El grupo metilo (orto/para) y el éster (meta) se refuerzan mutuamente, así que predomina un solo producto.
Qué vas a practicar
Dibuja la formación del ion nitronio, el ataque del 4-metilbenzoato de metilo desde el carbono en orto respecto al metilo y en meta respecto al éster, y la rearomatización que da 4-metil-3-nitrobenzoato de metilo.
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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