Química Orgánica 1 · Reacciones radicalarias y selectividad
Bromación del isobutano en su único hidrógeno terciario
Condiciones: 2-Methylpropane (isobutane) with Br₂ and light (hν). Split the upper-left Br₂ molecule, then draw one propagation cycle: a bromine radical removes the tertiary hydrogen and the tert-butyl radical reacts with the remaining Br₂. The unused radical from initiation remains; its later fate is outside this task. Monobromination only.
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
Inicia: rompe Br₂ con luz
La luz aporta energía suficiente para romper el débil enlace Br–Br de forma equitativa (homólisis). Cada bromo conserva sus tres pares solitarios y gana un electrón desapareado; no se forman iones.
Las flechas curvas
- Un electrón de enlace del Br₂ de arriba a la izquierda queda en uno de sus dos bromos.
- El otro electrón de enlace queda en el otro bromo de esa misma molécula.
Elimina el hidrógeno terciario
Este es el paso que determina la selectividad. Reacciona un radical bromo; el otro sigue presente. La abstracción por Br• es endotérmica, así que su estado de transición se parece al radical que se está formando, y el radical terciario (C–H terciario, unos 400 kJ/mol) se alcanza mucho más fácilmente que uno primario (unos 420 kJ/mol).
Nota: El isobutano tiene nueve hidrógenos primarios y un hidrógeno terciario; sigue la rama terciaria, que da el producto mayoritario.
Las flechas curvas
- El radical bromo más cercano al hidrógeno terciario aporta un electrón del nuevo enlace H–Br.
- Un electrón del enlace C–H completa el H–Br.
- El otro electrón del enlace C–H queda en el carbono terciario.
Transfiere bromo desde un segundo Br₂
El radical tert-butilo, que es plano, forma un enlace con el bromo. El nuevo Br• puede iniciar otro ciclo, así que un solo evento de iniciación impulsa muchos ciclos de propagación.
Las flechas curvas
- El electrón desapareado del tert-butilo aporta un electrón del nuevo enlace C–Br.
- Un electrón del enlace Br–Br completa el enlace C–Br.
- El otro electrón del enlace Br–Br regenera el Br•.
Bromuro de tert-butilo, HBr y dos radicales Br
El carbono central se enlaza ahora a tres grupos metilo y a bromo: 2-bromo-2-metilpropano. A pesar de tener nueve hidrógenos primarios y solo uno terciario, la bromación da bromuro de tert-butilo de forma casi exclusiva (más del 99%). El radical bromo no consumido de la iniciación y el nuevo de la propagación son ambos radicales neutros; el número de radicales sigue siendo dos porque la propagación ni crea ni destruye radicales.
Qué vas a practicar
Dibuja una secuencia completa de fotobromación desde la homólisis de Br–Br pasando por ambos pasos de propagación y relaciona el radical terciario con el producto de bromuro de tert-butilo, que se forma de manera casi exclusiva.
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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