Química Orgánica 2 · Herramientas de oxidación y reducción
Reducción de Clemmensen de la 1-indanona a indano
Condiciones: Zn(Hg), HCl, Δ
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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 7 pasos escritos
El ácido protona el oxígeno carbonílico
En ácido clorhídrico concentrado, el hidronio protona el oxígeno carbonílico de la 1-indanona. El carbonilo protonado es mucho más electrofílico y está listo para tomar electrones de la superficie de zinc.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno carbonílico toma el protón del hidronio.
- El par O–H del hidronio se queda en el oxígeno como agua.
El zinc cede un par de electrones al carbono
La superficie de zinc transfiere dos electrones al carbono carbonílico y forma un enlace carbono–zinc mientras el par π del C=O se desplaza hacia el oxígeno. El oxígeno sigue unido al carbono como grupo OH; los alcoholes no se reducen en condiciones de Clemmensen, así que un alcohol libre no puede ser un intermediario.
Las flechas curvas
- Un par solitario del zinc forma el nuevo enlace C–Zn con el carbono carbonílico.
- El par π del C=O se desplaza hacia el oxígeno y lo neutraliza.
Protonación del grupo OH
Un segundo hidronio protona el grupo hidroxilo del carbono que lleva el zinc. Así lo convierte en agua, un buen grupo saliente.
Las flechas curvas
- Un par solitario del hidroxilo toma el protón del hidronio.
- El par O–H del hidronio se queda en su oxígeno.
Un segundo átomo de zinc expulsa agua
Un segundo átomo de zinc aporta otro par de electrones al carbono mientras sale el agua. Ahora el carbono tiene dos átomos de zinc, una especie parecida a un carbenoide de zinc en la que el antiguo oxígeno carbonílico ya desapareció por completo.
Las flechas curvas
- Un par solitario del segundo átomo de zinc forma otro enlace C–Zn.
- El par del enlace C–O sale con el oxígeno como agua neutra.
Primera protonólisis de un enlace C–Zn
El enlace polar C–Zn es básico en el carbono, así que el hidronio lo protona. El carbono gana su primer hidrógeno nuevo y el zinc sale como Zn²⁺.
Las flechas curvas
- El par del enlace C–Zn toma un protón del hidronio.
- El par O–H del hidronio se queda en el oxígeno como agua.
La segunda protonólisis da el grupo CH2
Otro hidronio protona el enlace C–Zn restante. El antiguo carbono carbonílico lleva ahora dos hidrógenos y el segundo zinc se libera como Zn²⁺.
Las flechas curvas
- El par del enlace C–Zn toma un protón del hidronio.
- El par O–H del hidronio se queda en el oxígeno como agua.
Indano
El C=O bencílico de la 1-indanona se convirtió en un grupo CH2, lo que da indano. Las condiciones de Clemmensen son adecuadas para aril cetonas que resisten el ácido caliente; un sustrato sensible al ácido se reduciría mejor mediante Wolff–Kishner.
Qué vas a practicar
Sigue un esquema de la reducción de Clemmensen de la 1-indanona sobre la superficie de zinc: protonación del carbonilo, transferencia de electrones desde el zinc, pérdida de agua y protonación de los enlaces C–Zn para dar indano.
Acabas de dibujar cada flecha de este problema.
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