Química Orgánica 1 · Reacciones radicalarias y selectividad
2-Bromobutano a partir de butano: selectividad secundaria
Condiciones: Br₂, hν
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 5 pasos escritos
Iniciación: la luz rompe el Br₂
La luz rompe homolíticamente el débil enlace Br–Br, de modo que cada átomo de bromo conserva un electrón del enlace y se forman dos radicales bromo. El butano y una segunda molécula de Br₂ quedan a la espera de los pasos de propagación.
Las flechas curvas
- La luz aporta la energía para romper el débil enlace Br–Br, y un electrón del enlace se queda en el primer átomo de Br.
- El segundo electrón del enlace se queda en el otro átomo de Br, así que la homólisis da dos radicales bromo neutros y ningún ion.
Propagación: el Br• arranca un hidrógeno secundario
Un radical bromo arranca un hidrógeno secundario del C2 del butano y da el radical sec-butilo y HBr. Como el paso es endotérmico, su estado de transición tardío se parece al radical, así que el radical secundario, más estable, se forma unas 80 veces más rápido por hidrógeno que uno primario.
Las flechas curvas
- El electrón desapareado del radical bromo aporta un electrón del nuevo enlace H–Br.
- Un electrón del enlace C–H secundario se aparea con él para completar el enlace H–Br.
- El otro electrón del C–H secundario se queda en el carbono como el electrón desapareado del radical sec-butilo.
¿Estadística o selectividad?
Proporción de producto = número de hidrógenos × reactividad por hidrógeno. Para el Br•, 4 × 82 = 328 para los secundarios frente a 6 × 1 = 6 para los primarios, así que cerca del 98 % del producto es 2-bromobutano.
Propagación: el radical sec-butilo toma un Br del Br₂
El radical sec-butilo, plano, ataca al Br₂ por cualquiera de sus caras y forma el enlace C–Br del 2-bromobutano y un nuevo radical bromo. Ambas caras son igual de accesibles, así que el nuevo estereocentro se forma como una mezcla 50:50.
Las flechas curvas
- El electrón desapareado del radical sec-butilo aporta un electrón del nuevo enlace C–Br.
- Un electrón del enlace Br–Br se aparea con él para completar el enlace C–Br.
- El otro electrón del Br–Br se queda en el átomo de Br más alejado y regenera el radical bromo que propaga la cadena.
2-Bromobutano racémico y HBr
Ahora C2 lleva el bromo: 2-bromobutano, dibujado sin estereodescriptor porque ambos enantiómeros se forman por igual. De los hidrógenos primarios solo provienen trazas de 1-bromobutano.
Qué vas a practicar
Dibuja la cadena radicalaria que broma el butano en C2 y explica por qué el 2-bromobutano se forma casi en exclusiva y como racemato.
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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