Química Orgánica 2 · Síntesis y transformación de aminas
Caprolactam by the Beckmann rearrangement
Condiciones: conc. H2SO4, Δ
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 8 pasos escritos
Protonate the oxime OH
Sulfuric acid protonates the oxime oxygen, turning OH into water, a good leaving group.
Las flechas curvas
- The oxime oxygen takes the proton from sulfuric acid.
- The O–H pair stays on oxygen as hydrogen sulfate.
Ring carbon migrates as water leaves
The ring C–C bond anti to the leaving water migrates to nitrogen while water leaves, and the nitrogen lone pair makes the C≡N⁺ bond. The six-membered ring expands to a seven-membered nitrilium ion.
Las flechas curvas
- The C–C pair carries the ring carbon to nitrogen.
- The nitrogen lone pair forms another C–N π bond.
- The N–O pair leaves with water.
Which group migrates?
Beckmann migration is stereospecific.
Water adds to the nitrilium carbon
Water attacks the electrophilic nitrilium carbon and one C≡N π pair moves onto nitrogen.
Las flechas curvas
- A water lone pair forms the C–O bond.
- One C≡N π pair moves onto nitrogen.
Hydrogen sulfate removes a proton
Hydrogen sulfate takes a proton from the oxonium oxygen, giving the imidic acid.
Las flechas curvas
- Hydrogen sulfate takes the O–H proton.
- The O–H pair stays on oxygen.
Protonate the imidic acid nitrogen
Sulfuric acid protonates the imine nitrogen, starting the tautomerization to the amide.
Las flechas curvas
- The nitrogen lone pair takes the proton.
- The O–H pair stays on oxygen.
Remove the O–H proton
Hydrogen sulfate removes the O–H proton; the O lone pair forms the C=O and the C=N π pair moves onto nitrogen, giving the amide.
Las flechas curvas
- Hydrogen sulfate takes the O–H proton.
- The O–H pair forms the C=O π bond.
- The C=N π pair moves onto nitrogen.
Caprolactam
Caprolactam, the monomer of nylon 6, forms and sulfuric acid is regenerated.
Qué vas a practicar
Draw protonation of the oxime OH, the concerted ring-carbon migration to nitrogen as water leaves, capture of the nitrilium ion by water, and the proton transfers that give caprolactam.
Acabas de dibujar cada flecha de este problema.
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