Química Orgánica 2 · Aminoácidos y conectividad de los péptidos
2-Amino-3-metilbutanonitrilo de Strecker a partir de isobutiraldehído
Condiciones: NH4Cl, KCN, 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 8 pasos escritos
El cianuro libera amoníaco del amonio
El cloruro de amonio y el cianuro de potasio establecen un equilibrio ácido–base, porque el HCN (pKa 9.2) y el NH4+ (pKa 9.25) son casi igual de ácidos. El cianuro toma un protón de un ion amonio y libera el amoníaco nucleofílico; los iones amonio restantes son el ácido suave de las transferencias de protón que siguen.
Las flechas curvas
- El par solitario del carbono del cianuro toma un protón del ion amonio.
- El par de enlace del N–H permanece sobre el nitrógeno y deja amoníaco neutro.
El amoníaco se adiciona al aldehído
El par solitario del amoníaco se adiciona al carbono electrofílico del aldehído del isobutiraldehído. Los electrones π del C=O se desplazan al oxígeno y dan un aducto tetraédrico zwitteriónico con un grupo NH3+ y un alcóxido.
Las flechas curvas
- El par solitario del nitrógeno se enlaza al carbono carbonílico parcialmente positivo.
- El par π del C=O se desplaza al oxígeno, que se convierte en alcóxido.
El amonio protona el alcóxido
El alcóxido es una base fuerte, así que el ion amonio del NH4Cl le cede un protón y se convierte en amoníaco.
Las flechas curvas
- Un par solitario del alcóxido toma un protón del ion amonio.
- El par del N–H permanece sobre el nitrógeno como amoníaco.
El amoníaco quita el protón del N–H
El amoníaco toma un protón del nitrógeno con carga positiva y da la carbinolamina neutra. Las dos transferencias de protón se median a través del amonio y el amoníaco, en lugar de ocurrir de forma intramolecular.
Las flechas curvas
- El par solitario del amoníaco toma el protón del N–H.
- El par del N–H regresa al nitrógeno, que queda como amina neutra.
Protona el OH de la carbinolamina
En este medio amortiguado, el hidróxido es un mal grupo saliente, así que el ion amonio protona el OH para convertirlo en agua, un buen grupo saliente.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno toma un protón del ion amonio.
- El par del N–H permanece sobre el nitrógeno como amoníaco.
Sale agua y se forma el ion iminio
El par solitario del nitrógeno forma un enlace π C=N mientras sale el agua, lo que da el ion iminio. El nitrógeno estabiliza al carbono en el mismo paso, así que no se forma un carbocatión libre.
Las flechas curvas
- El par solitario del nitrógeno forma el enlace π C=N.
- El par del C–O sale con el oxígeno como agua neutra.
El cianuro se adiciona al carbono del iminio
El cianuro forma un nuevo enlace C–C con el carbono del iminio y el par π del C=N regresa al nitrógeno. El ion iminio plano se ataca por cualquiera de sus caras, así que el aminonitrilo es racémico.
Las flechas curvas
- El par solitario del carbono del cianuro ataca el carbono electrofílico del iminio.
- El par π del C=N se desplaza al nitrógeno y da una amina neutra.
2-Amino-3-metilbutanonitrilo
El producto es 2-amino-3-metilbutanonitrilo racémico, junto con agua, amoníaco y HCN. Al calentarlo en ácido acuoso, el nitrilo se hidroliza a ácido carboxílico y se obtiene valina racémica.
Qué vas a practicar
Dibuja cómo el NH4Cl y el KCN convierten el isobutiraldehído en su ion iminio y luego en 2-amino-3-metilbutanonitrilo, el precursor de Strecker de la valina.
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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