C C C F H3C CH(OCH2CH3)2 H

HOJA DE PROBLEMAS 3 (SOLUCIONES)
LA ESTRUCTURA Y ESTEREOQUÍMICA DE LOS PRODUCTOS DE UNA REACCIÓN COMO
EVIDENCIA DE SU MECANISMO
1. Indica si las siguientes reacciones transcurren con inversión o retención de la configuración.
a. (R)-(+)-1,2-epoxibutano → (R)-(-)-3-hexanol (por tratamiento con etil litio).
H
H
EtLi
O
HO
retención
b. (S)-(+)-2,2-dimetilciclopropanocarboxamida → (S)-(-)-2,2-dimetilciclopropilamina
(condiciones de Hoffmann).
CONH2 NaOH
NH2
Br2
H
H
retención
c. (S)-etanol-1-d → (S)-[1-2H, 1-3H]etano [reactivos: i) TsCl, Et3N; ii) LiEt3B3H].
D H LiEt B3H D H
D H
TsCl
3
HO
Et3N
TsO
T
inversión
d. (S)-[1-2H, 1-3H]etano → (R)-[1-2H, 1-3H]etanol (por la acción de metano monooxigenasa).
D OH
D H
T
T
retención
e. (S)-(+)-1-bromo-1-metil-2,2-difenilciclopropano → (R)-(-)-2-metil-1,1-difenilciclopropano.
Ph
H
Ph
Br
Ph
Ph
CH3
CH3 retención
f. (2R, 3S)-(+)-3-bromobutan-2-ol → (2S, 3S)-(-)-2,3-dibromobutano.
H Br
H Br
H
Br
OH
H
inversión
g. D-(+)-1-buten-3-ol → D-(-)-3-metoxi-1-buteno
CH3O
HO
H
H
retención
2. Cuántas señales de RMN esperarías para los protones metilénicos del siguiente aleno:
F
H3C
CH(OCH2CH3 )2
C C C
H
El aleno tiene un eje de disimetría y sólo por eso los dos etoxilos son diastereotópicos. Eso hace que deban
observarse dos señales en 13C-RMN para los dos metilenos. Pero además, existe un centro proquiral en el
carbono metínico. Esto hace que la sustitución isotópica imaginaria de los hidrógenos de los metilenos de
lugar a cuatro compuestos de configuración (R,R,R), (R,R,S), (R,S,R) y (R,S,S) que son diastereómeros
entre sí. Así que los cuatro protones son diastereotópicos y podrán resonar a desplazamiento químico
diferente. Se podrán observar 2 sistemas AB, desdoblados por el acoplamiento con el metilo.
3. Un estudio del mecanismo de la reacción de Wurtz requirió conocer la configuración absoluta del (-)3-metilnonano producido en la reacción. Para conseguirlo, los investigadores trataron (R)-(-)-2bromooctano con el producto de la reacción del sodio con malonato de dietilo en solución etanólica. El
producto levorrotatorio fue hidrolizado y calentado hasta que se observó el desprendimiento de un mol
de CO2 por mol de reactivo, dando lugar a un ácido monocarboxílico levorrotatorio. El tratamiento de
éste secuencialmente primero con LAH, después con PBr3 y finalmente con LAH de nuevo, produjo ()-3-metilnonano. Identifica el mecanismo de cada una de las reacciones de esta secuencia y di si el
producto, (-)-3-metilnonano, tiene la misma configuración del reactivo (R)-(-)-2-bromooctano.
EtOOC
EtOOC
Na
H Br
EtOOC
H
COOEt
H
HOOC
H
LAH
LAH
PBr3
BrH2C
H
HOH2C
H
La configuración se ha invertido
4. Alcaligenes bronchisepticus KU 1201 descarboxila el ácido α-metil-α-fenilmalónico para formar el
ácido (R)-α-fenilpropiónico.
a. En ausencia de marcaje isotópico, ¿la reacción es estereoselectiva o estereoespecífica?.
b. En experimentos diferentes, cada uno de los átomos de carbono carboxílico del diácido de
partida se marcó con 13C. Cuando el reactivo fue el ácido (S)-(-)-[1-13C]-α-metil-αfenilmalónico, el producto fue el ácido (R)- [1-13C]-α-fenilpropiónico. Cuando el ácido (R)(+)-[1-13C]-α-metil-α-fenilmalónico fue usado como reactivo inicial, el producto fue el ácido
(R)-(-)-α-fenilpropiónico sin marca isotópica.
i. ¿Qué grupo carboxilo (pro-R o pro-S) se elimina en la descarboxilación?
ii. ¿Tiene lugar la descarboxilación con retención o inversión de la configuración?
HOOC Ph
HOOC Ph
CH3
CH3
H
HOOC
Como el producto inicial no tiene estereoisómeros, la reacción no puede considerarse estereoespecífica y sólo
puede calificarse de estereoselectiva.
HOOC Ph
*
HOOC Ph
*
HOOC
HOOC
Ph
Ph
CH3
CH3
H
HOOC
CH3
CH3
H
HOOC
*
El grupo que se elimina es el pro-R.
No se puede hablar de retención o inversión porque el reactivo inicial no es disimétrico. En el caso del
compuesto marcado la reacción se produce con retención.
5. La cis-3,7-dimetil-1,5-ciclooctanodiona sufre dos transposiciones de Beayer-Villiger sucesivas para
dar dos productos, ambos de fórmula molecular C10H16O4. Cuando uno de esos productos se reduce
con LAH se obtienen dos dioles aquirales. Cuando se reduce el otro producto, se obtiene un único
producto que es un diol quiral (obtenido como mezcla racémica). ¿Cuáles son las estructuras de los
productos obtenidos en cada una de las reducciones con LAH?
O
O
H3C
O
H3C
CH3
O
H3C
CH3
OH
O
CH3
HO
OH
HO
O
O
O
H3C
H3C
HO
CH3
O
HO
OH
CH3
OH
O
6. ¿Podrías aventurar mecanismos lógicos para los procesos siguientes? (Pista: utiliza siempre los
conceptos de a) ácido de Lewis que ataca a centros básicos y viceversa; b) electrófilo que es atacado
por el nucleófilo y viceversa; c) la electronegatividad de los átomos).
CO2Et
O
Et3SiH / TiCl4
O
CO2Et
O
O
HO
OSO2Me
CO2Et
Me3P
CO2Et
CH3CN
HO
N
H
N3
OSO2Me
O
H SiEt3
H
Cl
O
CO2Et
O
OSO2Me
Ti
Cl
Cl
Cl Cl
O
O
CO2Et
O
O
Ti
Cl
Cl Cl
CO2Et
OSO2Me
Et3SiCl
Et3SiH
Et3Si
Ti
Cl
Cl Cl
OSO2Me
HCl
SiEt3
TiCl4
H
O
CO2Et
HO
OSO2Me
O
CO2Et
PMe3
O
O
CO2Et
N
Me3P
N
N
N
N2
CO2Et
N H
N
N
N
O
O
HO
HO
HO
CO2Et
Me3P
Me3P
O
O
CO2Et
CO2Et
O
N
N
H
Me3P
Me3PO
H