Tarea 3 QOII,QB´s 2014 - Departamento de Química Orgánica

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACIA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA
“SARA BASTERRECHEA DE MONZÓN”
QUÍMICA ORGÁNICA II
LICDA. FLOR LARA
TAREA No. 3
Instrucciones: Deben formar grupos de 5 estudiantes, no más ni menos, para realizar esta
tarea. No se calificará tareas en las que sean más o menos estudiantes de los indicados.
Resolver en hojas tamaño carta de papel bond o periódico y entregar la tarea engrapada. Trate
de usar la menor cantidad de papel y utilice el anverso y reverso de las hojas.
Debe escribir el nombre completo de cada integrante y colocarlos en orden ascendente de
número de carnet.
Fecha de entrega: Viernes 22 de agosto de 2014.
1) Clasifique los siguientes compuestos en orden de acidez creciente. No
consulte la tabla de datos de pKa para responder.
a. ácido benzoico, ácido p-metilbenzoico, ácido p-clorobenzoico
b. ácido p-nitrobenzoico, ácido acético, ácido benzoico
c. etanol, etilamina, ácido propiónico
d. ácido propiónico, ácido α-bromoacético, ácido α-fluoroacético
2) Los ácidos dicarboxílicos tienen dos constantes de disociación, una
corresponde a la disociación inicial en un monoanión y la otra a la segunda
disociación en un dianión. Para el ácido oxálico, la primera constante de
ionización tiene un valor de pK1 =1.2 y la segunda pK2= 4.2, Por qué el
segundo grupo carbonilo es mucho menos ácido que el primero? Explique
3) Pronostique el producto de la reacción del ácido p-metilbenzoico con cada
uno de los siguientes reactivos:
a) BH3, después H3O+
b) CH3MgBr en èter y después H3O+
c) LiAlH4 y después, H3O+
c) KMnO4 en medio ácido
4) En forma de diagrama desarrolle un procedimiento satisfactorio para la
separación de las siguientes mezclas: (asumiendo que no reaccionan entre sí,
y están disueltas en un solvente adecuado, de acuerdo a la solubilidad de las
mismas)
a. agua, alcohol isopropílico, lactosa, ácido butírico
b. tetracloruro de carbono, benzaldehído, salicilaldehído, trifenilcarbinol,
alcohol bencílico
5) Explique con sus propias palabras en qué consiste la sustitución nucleofílica
en el acilo y por qué no se da esta reacción en aldehídos y cetonas, no
olviden que deben usar un lenguaje apropiado, de acuerdo a su nivel de
universitarios y futuros profesionales.
6) Proponga un mecanismo para la reacción que se le indica, use flechas, para
indicar el movimiento de electrones.
COCl
.NaOCH3
1
CO2CH3
.CH3OH
2
7) Jerarquice los compuestos en cada uno de los conjuntos siguientes según la
posible reactividad que presenten ante la sustitución nucleofílica del acilo:
a) cloruro de acetilo, acetato de metilo, acetamida
b) acetato de metilo, trifluoroacetato de metilo, tricloroacetato de metilo
c) anhídrido benzoico, benzamida, bromuro de benzoílo, benzoato de etilo
8) Escriba el mecanismo de la Esterificación de Fischer. Es ésta una reacción
irreversible? Explique
9) Ordene en forma creciente de acuerdo al punto de ebullición, los siguientes
compuestos: Acetato de etilo, hexano, N,N-dimetiletanamida, butanonitrilo,
cloruro de acetilo
10) Indique si los compuestos del inciso 9 son solubles en agua.
11) Cuáles de las siguientes reacciones tendrán lugar rápidamente en
condiciones suaves?
O
O
1)
NH2
+ NaCl
+
Cl
NaNH2
O
2)
O
Cl
O
O
3)
Cl
O
4)
NHCH3
CH3NH2
+
+
O
OH
O
O
CH3NH2
ClH
ClH
O
O
O
+
O
+
+
NHCH3
+
OH
12) Explique cómo sintetizaría los siguientes ésteres a partir de los cloruros de
acilo y los alcoholes adecuados.
a) propionato de etilo
c) 3-metilhexanoato de fenilo
b) ciclohexanocarboxilato de ciclopropilo d) benzoato de bencilo
13) Explique cómo sintetizaría las siguientes amidas a partir de los cloruros de
ácilo y las aminas adecuadas:
a) N,N-dimetilacetamida, b) acetanilida, c) ciclohexanocarboxamida
14) Explique cómo sintetizaría i) acetato de bencilo y ii) N,N-dietilacetamida, a
partir de anhídrido acético y el alcohol o la amina adecuados.
15) Dibuje el mecanismo de la transesterificación catalizada por una base y
catalizada por un ácido. Represente las formas de resonancia de cada uno de
los intermediarios estabilizados por resonancia.
16) Cuál es el producto de la siguiente reacción:
O
O
+
+
H
CH3OHexceso
17) Explique por qué se habla de la hidrólisis ácida de un éster como catálisis
ácida, pero de la hidrólisis básica como promovida por base.
18) Cuál es el producto de la hidrólisis, promovida por una base, de la γbutirolactona.
19) Cuáles son los productos de reacción entre el formiato de etilo y la
ciclohexilamina? Este tipo de reacción tiene un nombre específico?
20) Qué producto se obtiene al hacer reaccionar cloruro de octanoílo con hidruro
de tri(terc-butoxi)aluminio?
21) Diga qué productos se obtienen a partir de la reducción con LiAlH 4, seguida
de hidrólisis ácida, de los siguientes compuestos:
a) butironitrilo
b) N-ciclohexilpropionamida c) ε-caprolactama
CN
N
d)
O
e)
f)
O
N
O
22) Cuál es el producto de la reacción entre cloruro de propanoílo con dos moles
de bromuro de fenilmagnesio y posterior acidificación.
23) Explique cómo adicionaría un reactivo de Grignard a un éster o un nitrilo para
sintetizar: a) 4-fenil-4-heptanol, b) 4-heptanol, c) 2-pentanona.
24) Si tiene a) ftalato de etilo, b) acetoacetato de etilo, c) malonato de dietilo y los
calienta en medio ácido. Cuáles son los productos?
25) Cuál es el producto de
diisopropilcuprato de litio?
reacción
de
cloruro
de
tereftaloílo
con
26) Pronostique el (los) producto(s) de las reacciones siguientes:
HO2C
a)
b) O
HOOC
c)
CO2H
calor
CO 2H
?
calor
?
CO2CH3
calor
?
27) Dé la fórmula estructural de un compuesto orgánico que satisfaga las
condiciones enunciadas y demuestre mediante ecuaciones los cambios que
experimente. Un ácido (A) que solo contiene carbono, hidrógeno y oxígeno,
dio un EN de 103± 1. Dio prueba negativa con fenilhidrazina. El tratamiento
con ácido sulfúrico y calor lo convirtió en un nuevo ácido (B), el cual decoloró
las soluciones de bromo y dio positivo el Test de Baeyer y tuvo un EN de
87±1. El ácido original (A) dio, con hipoyodito, yodoformo y un nuevo ácido
(C) con un EN de 52±1
28) a) Cuántos moles de base se consumirían con un mol de ftalato de dimetilo?
b) Cuál es el equivalente de saponificación del ftalato de dimetilo?
c) Cuál es el equivalente de saponificación del estearato de glicerilo
(triestearoilglicerol)?
d) Problema de reto: Un ácido carboxílico Q solo contiene carbono, hidrógeno y
oxígeno. Su equivalente de neutralización (EN), es 149 ± 3. La oxidación
vigorosa con KMnO4 convierte Q en R, p.f. 345-350oC, EN = 84± 2.
Al calentar Q fuertemente con cal sodada destila un líquido S de p.eb. 135137 oC. La oxidación vigorosa de S con KMnO4 lo convierte en T, p.f. 121122oC, con EN= 123±2. U, un isómero de Q, da V por oxidación, p.f. 375380oC, EN=70 ± 2. ¿Cuáles son los compuestos Q a V? Utilice cualquier tabla
de constantes físicas que necesite.