SUSTITUCIÓN NUCLEOFILICA (SN1 Y SN2)

SUSTITUCIÓN NUCLEOFILICA (SN1 Y SN2)
Problema 1. ¿Qué producto se puede formar en una reaccion de sustitución nucleofílica
entre el (R)-1-bromo-1-feniletano con ion cianuro, -C≡N? Indique la estereoquímica del
reactivo y del producto, suponiendo que sucede una inversión de la configuración.
Br
Na+ -CN
?
Problema 2. ¿Qué producto espera obtener de una reaccion de sustitución nucleofílica
entre el (S)-2-bromohexano y el ion acetato, CH3COO-? Suponga que sucede una
inversión de configuración e indique la estereoquímica del reactivo y del producto.
Problema 3. ¿Qué producto espera obtener de una reaccion SN2 entre OH- con
(R)-2-bromobutano? Describa la estereoquímica del reactivo y del producto.
Problema 4. ¿Qué producto espera de la reaccion SN2 entre 1-bromobutano y cada una
de estas sustancias?
a)
b)
c)
d)
NaI
KOH
H-C≡C-Li
NH3
Problema 5. ¿Qué sustancia de cada uno de los pares siguientes es mas reactiva como
nucleófilo? Explique por qué.
a) (CH3)2N- o (CH3)2NH
b) (CH3)3B o (CH3)3N
c) H2O o H2S
Problema 6. Clasifique los compuestos siguientes por reactividad creciente en la
reaccion SN2:
CH3Br,
CH3OTos,
(CH3)3CCl,
(CH3)2CHCl
Problema 7. ¿Qué producto o productos espera obtener de la reaccion de
(S)-3-cloro-3-metiloctano con acido acético? Indique la estereoquímica del reactivo y la
del producto.
Problema 8. Clasifique las sustancias siguientes por su probable reactividad SN1
creciente.
CH3CH2Br,
H2C=CHCH(Br)CH3,
H2C=CHBr,
CH3CH(Br)CH3
Problema 9. El 3-bromo-1-buteno y el 1-bromo-2-buteno participan en la reaccion SN1
casi con la misma velocidad, aun cuando uno es un halogenuro secundario y el otro es
primario. Explique por qué.
Problema 10. Pronostique si es probable que cada una de estas reacciones de
sustitución sea SN1 o SN2:
OAc
Cl
a)
CH3CO2- Na+
CH3CO2H, H2O
b)
CH2OAc
CH2Br
CH3CO2-
Na
+
CH3CO2H, H2O
Problema 11. Diga si las reacciones siguientes de sustitución serán SN1 o SN2:
a)
OH
Cl
HCl
CH3OH
CH3
b)
H2C
+ -
Na
C
CH2Br
CH3
SCH3
CH3CN
H2C
C
CH2SCH3
Problema 12. Diga si cada una de estas reacciones puede ser SN1 o SN2:
a) 1-Bromobutano + NaN3 → 1-Azidobutano
b)
O
Cl
+ CH3COOH
CH3
O
CH3
CCH3
Problema 1. Ordénese los compuestos de cada conjunto de acuerdo con su reactividad
en desplazamientos SN2:
a) 2-bromo2-metilbutano, 1-bromopentano, 2-bromopentano
b) 1-bromo-3-metilbutano, 2-bromo-2-metilbutano, 3-bromo-2-metilbutano
c) 1-bromobutano, 1-bromo-2,2-dimetilpropano, 1-bromo-2-metilbutano, 1-bromo3-metilbutano
Problema 2. Ordénese los compuestos de cada conjunto de acuerdo con su reactividad
en desplazamientos SN1:
a) 2-bromo2-metilbutano, 1-bromopentano, 2-bromopentano
b) 1-bromo-3-metilbutano, 2-bromo-2-metilbutano, 3-bromo-2-metilbutano
Problema 3. Caracterice cada uno de los disolventes siguientes como prótico o
aprótico:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
Amoniaco.
Dióxido de azufre.
Cloruro de metileno.
Etanol.
Dietil éter.
Acido acético.
Acetona .
Formamida.
N-Metilformamida.
Acetonitrilo.
Tetrahidrofurano.
Sulfolano.
CH2
CH2
CH2
CH2
S
O
O
SULFOLANO.
Problema 4. Lo visto en este capitulo es el tipo de reaccion SN2 más común, en la que
un nucleófilo aniónico ataca a un sustrato neutro. Utilizando el mismo enfoque, sugiera
una posible explicación para los hechos siguientes:
a) El aumento de la polaridad del disolvente ocasiona una aumento grande en la
velocidad del ataque SN2 por amoniaco sobre un halogenuro de alquilo.
RX + NH3
→
RNH3+ + X-
b) El aumento de la polaridad del disolvente ocasiona una disminución grande en la
velocidad del ataque SN2 por ion hidróxido sobre el ion trimetilsulfonio.
HO- + (CH3)3S+
→
CH3OH + (CH3)2S
c) El aumento de la polaridad del disolvente ocasiona una disminución pequeña en
la velocidad del ataque SN2 por trimetilamina sobre el ion trimetilsulfonio.
(CH3)3N + (CH3)3S+
→
CH3N(CH3)3+ + (CH3)2S
Problema 5. Escriba una formula estructural para el producto orgánico formado en la
reaccion del bromuro de metilo con cada uno de los siguientes compuestos:
a)
b)
c)
d)
e)
NaOH (hidróxido sódico)
KOCH2CH3 (etóxido potásico)
LiN3 (azida de litio)
NaSH (hidrógeno sulfuro de sodio)
Benzoato de sodio.
Problema 6. Cuando el 1-bromo-3-cloropropano se hace reaccionar con un mol de
cianuro sódico en etanol acuoso, se obtiene un único producto orgánico. ¿Cuál es este
producto?
Problema 7. La secuencia en dos etapas descritas en las siguientes ecuaciones, ¿es
consistente con un comportamiento cinético de segundo orden para la hidrólisis del
bromuro de metilo?
CH3Br
Lenta
CH3+ + HO-
CH3+ + Br -
Rapida
CH3OH
Problema 8. El nitrito sódico (NaNO2) reacciona con 2-yodooctano para dar una
mezcla de dos compuestos isómeros constitucionales de formula molecular C8H17NO2
con un rendimiento global del 88%. Sugiera las estructuras razonables para estos dos
isómeros.
Problema 9. Identifique el compuesto en cada uno de los siguientes pares que reacciona
con una velocidad más rápida en una reacción SN1:
a)
b)
c)
d)
Bromuro de isopropilo o bromuro de isobutilo
Yoduro de ciclopentilo o yoduro de 1-metilciclopentilo
Bromuro de ciclopentilo o 1-bromo-2,2-dimetilpropano
Cloruro de terc-butilo o yoduro de terc-butilo
Problema 10. ¿Por qué el carbocatión intermedio en la hidrólisis del 2-bromo-3metilbutano se transpone a través de un desplazamiento de hidruro mejor que a través de
un desplazamiento de metilo?
Problema 11. El tratamiento del 3-metil-2-butanol con cloruro de hidrógeno rindió
solamente trazas de 2-cloro-3-metilbutano. Se aisló un cloruro isómero en un 97%.
Sugiera una estructura razonable para este producto.