Reacciones orgánicas 2ª parte

REACCIONES ORGÁNICAS 2ª PARTE.
1) REACCIONES DE SUSTITUCIÓN O DESPLAZAMIENTO.
R—X + Y → R—Y + X
• Sustituciones radicalicas: A través de radicales libres, típicas en hidrocarburos
saturados obteniéndose variedad de productos. Ejemplo:
CH3―CHH―CH3 + Br2 → CH3―CHBr―CH3 + HBr
Se forman varios radicales Br· , H· y CH3-CH·-CH3 que se unen al azar formando
mezcla de productos.
• Sustituciones nucleófilas: Un reactivo nucleófilo sustituye a un grupo
electronegativo. Según sea la ruptura del enlace en el sustrato tenemos:
a) Sustitucion nucleofila unimolecular SN1; en dos etapas, una lenta y otra rápida.
El grupo OH- puede entrar por ambos lados produciendo una mezcla de dos productos
distintos que, si tienen isomería óptica, será una mezcla racémica.
b) Sustitucion nucleófila bimolecular SN2; en una sola etapa ataca el nucleofilo y
sale el grupo saliente.
La sustitución se produce por el lado opuesto al grupo saliente. Si el sustrato es
ópticamente activo, el producto tendrá la configuración opuesta.
Principales reacciones de sustitución nucleófila:

Formación de alcoholes

Formación de aminas

Formación de nitrilos

Formación de éteres

Formación de ésteres

Formación de derivados halogenados
 Sustituciones electrófilas: El reactivo electrofilo ataca zonas de alta densidad del
sustrato como los dobles enlaces en los hidrocarburos aromáticos.
El carbocatión se estabiliza por efecto mesómero a través del sistema aromático.
Principales reacciones de sustitución electrófila:

Nitración

Halogenación

Alquilación de Friedel-Crafts

Acilación de Friedel-Crafts

Sulfonación
2) REACCIONES DE ADICIÓN.

Adiciones radicalicas: Poco frecuente porque la ruptura del enlace π no suele
ser homolÍtica. Se catalizan con luz UV y peróxidos.

CH3―CH=CH2 + Cl2 → CH3 ―CHCl ―CH2Cl

Adiciones nucleofilas: Se produce en sustratos con insaturaciones polarizadas
como C=O, -C≡N, … lo que facilita que el C sea atacado por reactivos nucleófilos.
Principales reacciones de adición nucleófila.


Adición de alcoholes

Adición de hidrógeno

Adición de ácido cianhídrico

Adición de agua
Adiciones electrófilas: Adición de un reactivo electrófilo a la insaturación.
Cuando se adiciona un reactivo asimétrico se sigue la regla de Markownikoff: La
parte mas electropositiva del reactivo se adiciona al C más hidrogenado.
El producto mayoritario es el que tienen el carbocatión más estabilizado por el efecto
+I del grupo CH3.
Principales reacciones de adición electrófila.

Hidrogenación

Halogenación

Adición de hidrácidos

Adición de agua
3) REACCIONES DE ELIMINACIÓN.
Son inversas a las reacciones de adición y se produce fundamentalmente un doble
enlace por perdida de dos átomos unidos a dos C contiguos. Se sigue la regla de
Saytzeff: Se obtiene la instauración mas sustituida por pérdida del H del carbona más
sustituido o menos hidrogenado.
• Eliminación unimolecular E1: A través de varias etapas, una de ellas más
lenta, unimolecular.
 Eliminación bimolecular E2: En una sola etapa.
Principales reacciones de eliminación.

Deshidratación del alcoholes

Deshidratación de amidas

Deshalogenación

Deshidrohalogenación
4) REACCIONES DE CONDENSACIÓN.
Son reacciones de adición-eliminación en las que se unen dos moléculas
orgánicas eliminándose otra moléculas mas simple.
Principales reacciones de condensación.

Formación de esteres (esterificacion): ácido + alcohol → éster + agua.
Se realizan en varias etapas:
El proceso contrario es la hidrólisis el éster en medio ácido o la saponificación si el
medio es básico:

Formación de amidas: acido + amina → amida + agua.
5) REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN.
Si se produce un aumento del número de oxidación del C se trata de una oxidación y
si se produce la disminución del número de oxidación del C se trata de una reducción.
En general, una oxidación supone la formación de enlaces C―O, y la reducción de
enlaces C―H.
El número de oxidación del carbono en las moléculas orgánicas es 0 cuando se une a
otro C, -1 en los enlaces con el H y +1 por cada enlace con heteroátomos.
Ejemplo:
-3+1 +2-2 -2+1 -1+1-1
-3+1 +3-2-2+1
-3+1 -1+1-2+1
CH3 - CO -CH2 - CH2-Br
CH3 – COOH
CH3 – CH2-OH
El paso de cetona a ácido es una oxidación ya que el número de oxidación del C
aumenta de +2 a +3.
El paso de cetona a alcohol es una reducción ya que el número de oxidación del C
disminuye de +2 a -1
Son oxidaciones todas las combustiones.
C4H10 + O2  CO2 + H2O
Principales reacciones redox.
 Son oxidaciones todas las combustiones.
C4H10 + 13/2 O2  4 CO2 + 5 H2O

Oxidación de alcoholes
Los alcoholes 1º se oxidan fácilmente, simplemente con oxígeno. Un ejemplo es la
oxidación del vino:
CH3-CH2-OH + O2  CH3-CHO (etanal).
Los aldehídos son reductores y la reacción continúa
CH3-CHOH + O2  CH3-COOH (vinagre).
Los alcoholes secundarios necesitan oxidantes más fuertes como el KMnO4 o K2Cr2O7:
CH3-CHOH-CH3 + KMnO4  CH3-CO-CH3 (propanona)
 Oxidación de dobles enlaces
Se obtienen productos diferentes según la posición del doble enlace y la concentración
de oxidante:
CH3-CH2-CH=CH-CH3 + KMnO4 (diluido)  CH3-CH2-CHOH-CHOH-CH3
CH3-CH2-CH=CH-CH3 + KMnO4 (concentrado)  CH3-CH2-COOH + HOOC-CH3
CH3-CH2-CH2-CH=CH2 + KMnO4 (concentrado)  CH3-CH2-CH2-COOH + CO2 +H2O

Oxidación de radicales en hidrocarburos aromáticos:
 Reducción de ácidos, aldehídos y cetonas.
Los principales reductores utilizados son el tetrahidruro de boro y sodio y el
tetrahidruro de litio y aluminio. Se obtienen alcoholes.
CH3-COOH + LiAlH4 CH3-CHO la reacción prosigue  CH3-CH2-OH
CH3-CO-CH3 + LiAlH4 CH3-CH2OH-CH3
 Reducción de amidas a aminas
CH3-CO-NH-CH3 + LiAlH4 CH3-CH2-NH-CH3
 Reducción de nitrilos a aminas primarias
CH3-CH2-CN + LiAlH4 CH3-CH2-CH2-NH2
 Reducción de grupos nitro a grupos amino.
CH3-CH2-NO2 + LiAlH4 CH3-CH2-NH2
6) REACCIONES ÁCIDO-BASE.
Tienen carácter ácido débil, los ácidos orgánicos, los fenoles, los alcoholes y los
alquinos. Estos compuestos pueden sustituir el hidrógeno de carácter ácido por un
metal análogamente a como se forman las sales:
CH3-COOH + NaOH  CH3- COONa + H2O
CH3-CH2-OH + Na  CH3-CH2.ONa
CH3-CH2-CΞH + AgNO3 + NH3  CH3-CH2-CΞAg
Las aminas son bases más fuertes que el amoníaco.
CH3-CH2-NH2 + HCl  CH3-CH2-NH3-Cl
7) REACCIONES DE POLIMERIZACIÓN.
No son un tipo de reacciones concretas, pueden ser adiciones, eliminaciones,
condensaciones, etc….
Se basan en la unión repetitiva de la misma molécula (monómero) originando
macromoléculas formadas por la unión sucesiva del mismo elemento (polímero).
Ejemplo:
A partir del cloruro de eteno o cloruro de vinilo CH2=CH-Cl se prepara el cloruro de
polivinilo o PVC, formado por unas 100.000 unidades de cloruro de vinilo. Este
producto plástico duro se utiliza para la fabricación de tuberías, ventanas, puertas o
envases.