Química Orgánica 2 · Adición a aldehídos y cetonas
Intercambio de oxígeno-18 de la acetona a través de su hidrato
Condiciones: H2¹⁸O (excess), H⁺ (cat.)
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 7 pasos escritos
El hidronio protona el oxígeno carbonílico
El ácido catalítico está presente como hidronio formado a partir del agua marcada. Protona el oxígeno carbonílico de la acetona, lo que convierte al carbono carbonílico en un electrófilo mucho mejor para el agua, un nucleófilo débil.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno carbonílico toma el protón del hidronio.
- El par O–H se queda en el oxígeno marcado y da agua neutra.
El agua marcada se adiciona al carbonilo protonado
Una molécula de agua con 18O ataca el carbono electrófilo de la cetona protonada. El par π del C=O pasa al oxígeno original, que conserva su protón como un OH neutro.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del agua marcada forma el nuevo enlace C–O.
- El par π del C=O pasa al oxígeno original.
El agua quita el protón del oxonio
El oxígeno recién adicionado lleva una carga positiva. El agua, la base presente, le quita su protón y da el gem-diol (hidrato) neutro, que lleva un oxígeno ordinario y un oxígeno-18.
Las flechas curvas
- Un par solitario del agua toma el protón del oxígeno del oxonio.
- El par O–H se queda en el oxígeno marcado como hidroxilo.
El hidronio protona el hidroxilo sin marcar
Los dos grupos OH del hidrato son ahora equivalentes salvo por el marcaje, así que cualquiera puede protonarse. Al protonar el OH original, sin marcar, se convierte en un buen grupo saliente: agua.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno del hidroxilo sin marcar toma el protón del hidronio.
- El par O–H se queda en el oxígeno del agua marcada.
Sale agua ordinaria
El par solitario del oxígeno marcado empuja para formar un enlace π C=O mientras se rompe el enlace C–O con el oxígeno protonado. Sale agua sin marcar y queda una cetona protonada en el 18O.
Las flechas curvas
- Un par solitario del oxígeno marcado forma el nuevo enlace π C=O.
- El par del enlace C–O se va con el oxígeno sin marcar como agua.
El agua desprotona el carbonilo marcado
El agua quita el protón del carbonilo protonado y regenera el hidronio, de modo que el ácido es solo un catalizador. Al repetir el ciclo en exceso de agua marcada, prácticamente toda la acetona pasa a la forma con 18O.
Las flechas curvas
- Un par solitario del agua quita el protón del oxígeno carbonílico protonado.
- El par O–H se queda en el oxígeno marcado como par solitario del C=O.
Acetona-18O
La acetona lleva ahora el marcaje 18O y se ha liberado agua ordinaria. Este intercambio es una prueba directa de que las cetonas forman hidratos de manera reversible en agua, aunque el hidrato de la acetona apenas sea detectable.
Qué vas a practicar
Dibuja la adición catalizada por ácido de agua marcada a la acetona, las transferencias de protón en el gem-diol y la pérdida de agua sin marcar que dan acetona marcada con oxígeno-18.
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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