Química Orgánica 2 · Herramientas de oxidación y reducción
Reducción del ácido 4-oxopentanoico con NaBH4 en medio básico acuoso
Condiciones: NaOH (1.1 equiv), H2O; NaBH4 (0.5 equiv), 0 °C to 25 °C; then cold aqueous HCl to pH 2
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 hidróxido desprotona el ácido carboxílico
El protón más ácido se va primero. El hidróxido elimina el protón O–H del ácido carboxílico y da el carboxilato y agua.
Las flechas curvas
- Un par solitario del hidróxido forma el nuevo enlace O–H con el protón ácido.
- El par O–H del carboxilo permanece en el oxígeno y da el carboxilato.
El hidruro se adiciona al carbono de la cetona
El par enlazante B–H del borohidruro forma el nuevo enlace C–H en el carbono de la cetona mientras el par π del C=O se desplaza hacia el oxígeno.
Las flechas curvas
- El par B–H lleva el hidrógeno al carbono de la cetona.
- El par π del C=O de la cetona se desplaza hacia el oxígeno y da un alcóxido.
Por qué no se reduce el carboxilato
El carbono de un carboxilato está flanqueado por dos oxígenos que comparten una carga negativa, así que es un electrófilo muy pobre frente a un donador de hidruro aniónico.
El agua protona el alcóxido
En medio básico acuoso la fuente de protones es el agua: el alcóxido toma un protón del agua y se obtiene el alcohol secundario, con regeneración del hidróxido.
Las flechas curvas
- Un par solitario del alcóxido forma el nuevo enlace O–H con un hidrógeno del agua.
- El par O–H del agua permanece en el oxígeno como hidróxido.
La acidificación restaura el ácido carboxílico
Al añadir HCl hasta pH 2 se aportan iones hidronio. Un hidronio protona el oxígeno del carboxilato y da el ácido neutro, y otro neutraliza el hidróxido.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del carboxilato toma un protón del hidronio.
- El par del enlace O–H del hidronio permanece en el oxígeno, que sale como agua.
- El hidróxido toma un protón de un segundo hidronio.
- Ese par O–H permanece en el oxígeno y deja agua.
Ácido 4-hidroxipentanoico
La cetona se ha convertido en un alcohol secundario y el ácido recupera su forma neutra: el producto es el ácido 4-hidroxipentanoico.
Qué vas a practicar
Dibuja la desprotonación del ácido 4-oxopentanoico por el hidróxido, la adición de hidruro a la cetona, la protonación del alcóxido por el agua y la acidificación del carboxilato, que da ácido 4-hidroxipentanoico.
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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