Química Orgánica 1 · Mezclas estereoquímicas y sus mediciones
2-Metilciclohexanona racémica por enolización catalizada por base
Condiciones: NaOH (cat.), H2O
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
El hidróxido quita el hidrógeno α del estereocentro
El estereocentro de la (R)-2-metilciclohexanona es el carbono α, y su hidrógeno es ácido (pKa de alrededor de 20) porque los electrones C–H pueden deslocalizarse sobre el oxígeno del carbonilo. El hidróxido toma ese protón y el estereocentro se convierte en un carbono sp2 plano del enolato.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del hidróxido se une al hidrógeno α del estereocentro.
- El par del enlace C–H se desplaza para formar un enlace C=C entre el carbono α y el carbono del carbonilo.
- El par π C=O pasa al oxígeno, que ahora lleva la carga negativa del enolato.
El enolato es un anión plano y aquiral
La carga negativa se reparte entre el oxígeno y el carbono α, y todos los átomos de la unidad C=C–O son sp2 y coplanares. La estructura contribuyente con la carga en el carbono muestra dónde se forma el nuevo enlace C–H, y sus dos caras son imágenes especulares, así que la molécula ha perdido toda memoria de la configuración original.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno regresa para volver a formar el enlace π C=O.
- El par π C=C pasa al carbono α y coloca allí la carga negativa.
El agua reprotona cualquiera de las caras del carbono α
Una molécula de agua cede un protón al carbono α, por la cara superior o por la inferior con igual probabilidad. El ataque por una cara regenera la (R)-cetona y por la otra da la (S)-cetona, y se libera hidróxido para iniciar otro ciclo.
Las flechas curvas
- El par solitario del carbono α toma un protón del agua por la cara en que la encuentre.
- El par del enlace O–H se queda en el oxígeno y regenera el catalizador hidróxido.
¿Por qué la rotación cae a cero?
Cada desprotonación borra la configuración, y cada reprotonación elige una cara al azar.
2-Metilciclohexanona racémica
Tras muchos ciclos, la muestra es una mezcla 50:50 de (R)- y (S)-2-metilciclohexanona con 0 % de ee y sin rotación óptica. El hidróxido es un catalizador: se regenera en cada ciclo.
Qué vas a practicar
Dibuja cómo el hidróxido quita el hidrógeno α del estereocentro de la (R)-2-metilciclohexanona, la estructura contribuyente de carbanión del enolato plano y la reprotonación por agua, y muestra por qué la cetona termina siendo racémica.
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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