Reordenamiento de Beckmann: mueve tú mismo los electrones
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Fotografía una reacción de tu tarea y dibuja cada flecha de su mecanismo, con cada movimiento verificado. 1 escaneo gratis ya, sin registrarte; 1 más con una cuenta gratuita. Se renueva cada mes. Cancela cuando quieras.
Arrastra desde los electrones que se mueven (un par solitario o un enlace) hasta donde van, o toca uno y luego el otro. Abrir la demo en pantalla completa
Acabas de mover cada flecha de reordenamiento de Beckmann.
Así se siente cada ejercicio de Arrow Lab. Sigue así:
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El ácido sulfúrico concentrado en caliente transforma la oxima de ciclohexanona en ε-caprolactama, el monómero del nylon 6. El ácido protona el OH de la oxima; luego un enlace C–C del anillo migra al nitrógeno mientras sale el agua, de modo que el nitrógeno queda dentro de un anillo de siete miembros como ion nitrilio. El agua captura ese catión y dos transferencias de protón convierten el ácido imídico en la lactama.
Dibuja las 15 flechas de arriba a lo largo de seis pasos de reacción, con una pregunta en el camino. Cada flecha se verifica a medida que la dibujas, y Pista revela el siguiente movimiento poco a poco.
Convierte tus propios apuntes en ejercicios como este
Con el plan de estudiante de Arrow Lab puedes tomar una foto de una reacción de tus apuntes de clase o de tu libro de texto. Arrow Lab lee los materiales de partida y los reactivos, tú verificas esa lectura y la app arma el mecanismo como un ejercicio como el de arriba: dibujas cada flecha, recibes pistas cuando te trabas y ves de inmediato si cada movimiento es correcto.
Scan Standard, Scan Lite y Scan incluyen créditos de escaneo cada mes, hasta 20 por día. Un crédito es una unidad de trabajo, no un problema: un Scan típico usa alrededor de 1 crédito, trabajar al revés desde un producto unos 2, y un mecanismo largo o complicado 2–4.
El mecanismo del reordenamiento de Beckmann, paso a paso
El reordenamiento de Beckmann convierte una cetoxima en una amida al trasladar un grupo de carbono al nitrógeno. Es estereoespecífico: migra el grupo que está anti respecto al grupo saliente sobre el nitrógeno, porque su enlace σ se alinea con el orbital σ* del enlace N–O que se rompe. La oxima de ciclohexanona es simétrica, así que cualquiera de los enlaces del anillo da la misma lactama; en una oxima no simétrica, la geometría decide el producto. La migración y la pérdida de agua ocurren juntas, por lo que no se forma un ion nitrenio libre.
Los 8 pasos de la demo, con las palabras del propio ejercicio. Intenta dibujar cada uno arriba antes de leerlo.
El ácido protona el hidroxilo de la oxima
El hidróxido es un mal grupo saliente, así que el ácido sulfúrico primero protona el oxígeno de la oxima. El agua unida al nitrógeno es ahora un grupo saliente excelente.
Un enlace del anillo migra al nitrógeno mientras sale el agua
El enlace C–C del anillo antiperiplanar al enlace N–O se desplaza al nitrógeno en el mismo momento en que se va el agua. El par solitario del nitrógeno forma un tercer enlace con el carbono que era de la oxima, así que el catión es un ion nitrilio y el nitrógeno queda dentro de un anillo de siete miembros.
¿Qué enlace se desplaza?
El reordenamiento de Beckmann es estereoespecífico: migra el grupo anti (trans) al grupo saliente sobre el nitrógeno, porque su enlace σ se alinea con el orbital σ* del enlace N–O. En la oxima de ciclohexanona los dos enlaces del anillo dan la misma lactama, pero en una oxima no simétrica la geometría decide el producto.
El agua captura el ion nitrilio
El agua liberada en la migración se adiciona al carbono electrófilo del nitrilio. Un par π pasa al nitrógeno y queda un ion oxonio sobre un carbono de C=N.
El hidrogenosulfato arranca un protón
El hidrogenosulfato desprotona el ion oxonio y da el ácido imídico neutro, el tautómero de la lactama.
El ácido protona el nitrógeno de la imina
La tautomerización comienza con la protonación del nitrógeno básico del C=N por el ácido sulfúrico, lo que da un catión que también es una amida protonada en el oxígeno.
La pérdida del protón del O–H da la lactama
El hidrogenosulfato arranca el protón del O–H. El par solitario del oxígeno forma el enlace C=O y el par π del C=N pasa al nitrógeno, lo que da la amida.
ε-Caprolactama
El nitrógeno se ha insertado en el anillo junto al carbono que era de la oxima, lo que convierte el esqueleto cetónico de seis miembros en una amida cíclica de siete miembros, el monómero del nylon 6.
Cómo se dibuja el mecanismo
H2SO4 (conc.), 100–120 °C; then dilute with water and neutralise with aqueous NH3