Reacciones de Adición

Química
Orgánica
Química Orgánica Química Orgánica Química Orgánica Química Orgánica
Reacciones
de Adición
ITESM-cq, Depto. C.B. Academia Química
Reacciones de Adición
Objetivos
Diferenciar entre una reacción de Adición Electrófila , Nucleófila y Radicalaria
Identificar el tipo de reacción y su sustrato.
Reconocer el mecanismo de reacción implicado.
Distinguir las consecuencias estructurales.
Conocer las consecuencias cinéticas.
Identificar los productos principales de la reacción
Identificar los reactivos necesarios en cada
Presentar ejemplos de cada uno de los mecanismos.
Identificar las reacciones de adición 1,2 y 1,4 de dienos conjugados
I. Contestar con falso (F) o verdadero (V). Justificar brevemente la respuesta.
1. __________ En las reacciones de adición están implicadas moléculas con enlaces sigma exclusivamente.
2. __________ Las reacciones de adición son exclusivas de hidrocarburos insaturados (alquenos y alquinos)
3. __________ Las reacciones de adición electrófilas ocurren por que un ácido de Lewis es atraído por los electrones del
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enlace .
__________ La adición de halógenos a alquenos ocurre por el mecanismo de adición electrofílica.
__________ La adición de halógenos a cicloalquenos forma tanto el isómero “trans” como el “cis”
__________ La hidrogenación catalítica y la hidratación son reacciones de eliminación
__________ Los triples enlaces puede experimentar reacciones de adición como los alquenos
__________ Las reacciones preferentes de los dienos conjugados son las adiciones 1,2
__________ Si comparas la fórmula condensada de un aldehído y cetona que tengan la misma fórmula molecular, el
aldehído y cetona son isómeros
__________ En el mecanismo de adición por radicales se lleva a cabo una ruptura heterolítica de los enlaces.
__________ Los aldehídos forman con dos moles de alcoholes especies llamadas cetales
__________ La regla de Markovnikov surge de la formación del carbocatión más estable.
__________ Los dienos conjugados sufren tanto reacciones de adición 1,2 como 1,4.
__________ La hidrogenación de un nitrilo produce una amina secundaria.
__________ El 1,4 pentadieno es un dieno conjugado
__________ Durante la adición 1,4 a dienos conjugados se forma un carbocatión alílico.
__________La adición de HX es anti-Markovnikov cuando se usan peróxidos.
__________ Los aldehídos y cetonas presentan reacciones de adición electrófila en el carbonilo.
__________ La adición de reactivo de Grignard a aldehídos que no son el formaldehido general alcoholes primarios.
__________Las iminas son derivados de nitrógeno llamadas bases de Schiff
__________ La adición de un alcohol a un aldehído forma un hemiacetal.
Completar:
1. Describa claramente la diferencia entre adición electrofílica, nucleofílica y radicalaria. (tomando en cuenta el tipo de
compuesto en el que ocurren, el reactivo que actúa sobre este, el tipo de ruptura de enlaces, el intermediario formado
y por supuesto el producto obtenido.
2. Ordene los siguientes carbocationes de menor a mayor estabilidad.
CH3
CH +
CH
3
+
2
+
a)
b)
c)
3. Proponga un mecanismo para la adición de HI al metilenciclohexano para dar 1-yodo-1-metilciclohexano
4. Dibuje la fórmula estructural y dar el nombre para el producto de la hidratación catalizada con ácido del 1metilciclohexeno.
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5. La reacción del 2-metil-2-penteno con lo siguientes reactivos es regioselectiva. Dibuja la fórmula
estructural para el producto que se obtiene en cada una de las reacciones y explique la regioselectividad
observada.
a) HBr
b) H2O en presencia de H2SO4
6. La adición de Bromo (Br2) o cloro (Cl2) a los cicloalquenos es estereoselectiva. Prediga la estereoquímica
del producto que se forma y explique la estereoselectividad propuesta.
a) 1-metilciclohexeno + Br2/CCl4
b) 1,2-dimetilciclopenteno + Cl2/CCl4
7. Dibuja la fórmula estructural de un alqueno con la fórmula molecular que se indica, que produzca el
compuesto que se muestra como producto principal. Observa que más de un alqueno puede dar el mismo
compuesto como producto principal
a)
b)
c)
8. Dibuja la fórmula estructural del alqueno que experimenta hidratación catalizada por ácido para dar el
alcohol que se indica como producto principal. Más de un alqueno puede dar cada uno de los siguientes
compuestos como producto principal
a) Ciclohexanol
c) 1,2-dimetilciclopentanol
b) 1-isopropil-4-metilciclohexanol.
9. La terpina se prepara comercialmente por hidratación del limoneno catalizada por ácido. La terpina se
emplea en medicina como expectorante.
a) Proponga una fórmula estructural para la terpina y un mecanismo para su formación
b) ¿Cuántos isómeros “cis - trans” son posibles para la fórmula estructural que propuso.
10. Escribir la estructura del compuesto orgánico mayoritario formado en la reacción del cloruro de
hidrógeno con cada uno de los siguientes compuestos (aplicar regla de Markovnikov cuando
convenga)
a) 2-metil-2-buteno
b) isobutileno
c) 3,3-dimetil-1-buteno (en peróxidos)
11. Identificar al producto orgánico principal de cada una de las reacciones siguientes:
a)
b)
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c) Hidrogenación catalítica del metilencicloctano
d)
e)
Adición de Bromuro de hidrógeno a 2-metil-2-buteno
f)
g)
h)
i)
12. Reacciones características de aldehídos y cetonas
a)
b)
c)
Adición de derivados de amoniaco
a) Feniletanal + hidroxilamina → ?
b)
c)
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Adición de alcoholes o formación de acetales, cetales, hemiacetales o hemicetales.
a) Benzaldehído + CH3OH en exceso →
b) Ciclohexanona + ¿ → dietilcetal de ciclohexanona
c) ¿Cuál de los siguientes corresponde a un hemiacetal, hemicetal, cetal y acetal?
13. Indica el tipo de reacción de adición en cada una de las reacciones
a)
OH
O
b)
+
CH3OH
OCH3
c)
d)
e)
f)
14. Indica todos los productos obtenidos de la reacción del compuesto
cuál es el producto que se obtiene en mayor cantidad.
a) 1mol de HCl
b) 1 mol de Br2/CCl4
c) 1 mol de H2O en H2SO4.
más: (señala
Respuestas:
I. Contestar con falso (F) o verdadero (V). Justificar brevemente la respuesta.
1. F, debe haber un enlace “pi” para que se pueda dar la reacción de adición
2. F, también ocurren en otros compuestos que contengan enlaces múltiples tales como nitrilos, aldehídos,
cetonas, etc.
3. V
4. V
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F, sólo forma isómeros trans porque entra por lados opuestos
F, son reacciones de adición
V
F, dependiendo de las condiciones puede predominar la adición 1,4
V
F, para formar radicales la ruptura debe ser homolítica
F, forman los acetales
V
V
F, forma una amina primaria.
F, es un dieno aislado
V
V
F, reacciones de adición nucleofíla
F, sólo con el formaldehido se forman alcoholes primarios
V
V.
Completar:
1. Adición electrófila
Adición nucleófila
Adición por radicales libres
Inicial
En la etapa de inicio se genera un radical alcóxido que rápidamente reacciona con la molécula de ácido
bromhídrico para formar una molécula del alcohol y un radical bromuro.
RO OR
RO
2 RO
ROH + Br
+ HBr
Propagación
El radical bromuro rompe el enlace pi, generando el radical libre más estable.
Terminación
El radical libre más estable reacciona con otra molécula de HBr formando el halogenuro y un nuevo radial
bromo que se unirá a otro enlace pi y así sucesivamente.
Br
R1 CH CH2
H
+ H Br
Br
R1 CH CH2 +
Br
radical 2º
Reacción de adición AntiMarkovnikov
2. b<c<a
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3. La transferencia de un protón del HI al doble enlace es el paso limitante de la velocidad de reacción da un
carbocatión terciario como intermediario.
La reacción del carbocatión terciario (un ácido de Lewis) completa la capa de valencia del carbono y da
lugar al producto
CH3
OH
4.
1-metilciclohexanol
CH3
5.
CH3
Br
a)
b) HO
Ambas reacciones siguen la regla de Markonikov se forma el
carbocatión más estable o se adiciona el H al carbono más rico en hidrógenos, en ambos casos
solo se obtiene un producto.
6.
Cl
CH3
CH3
Br
a)
Br
b)
Cl CH
3
es una adición de halógenos siempre es anti.
b)
7. a)
8. a)
b)
c)
c)
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OH
9.
OH
, dos isómeros cis-trans.
El mecanismo se muestra a continuación:
CH3
OH2
CH3
H
+
Ocurre un mecanismo
similar en la adición de la
segunda molécula de agua
al segundo doble enlace
H2O
CH3
OH
CH3
OH2
HSO4
+
H2SO4
10. a) 2-cloro-2-metilbutano
b) 2-cloro-2-metilpropano
c) 1-cloro-3,3-dimetilbutano
11. a) isopropanol
b) 2,3-dibromo-2,3-dimetilbutano
c) metilcicloctano
d) 2,3-dibromo-3-metilpentano
e) 2-bromo-2-metilbutano
f) Acido doeicosanoico
g) 3,4-diclorohexano
h) 1,4-dimetoxi-1-yodo-2-buteno
i) 3-pentenol-2 y 1-pentenol-3
12. a)
b)
c)
Adición de derivados de nitrógeno
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a) oxima de fenilacetaldehído
b)
c) 2. 3. Acetona metilimina ó metilimina de acetona
Adición de alcoholes o formación de acetales, cetales, hemiacetales o hemicetales.
a)
c)
Dimetilacetal del benzaldehído b) etanol en exceso
a. Hemicetal
b. Hemiacetal
c. Cetal
d. Acetal
13. Indica el tipo de reacción de adición en cada una de las reacciones
a) Electrófila
b) Nucléofila
c) Electrófila
d) radicales
e) electrófila
f) radicalaria
14. a)
Cl
- Producto principal adición1,4:
Cl
Cl
- Productos adición 1,2:
b)
Br
Br
- Producto principal adición 1,4:
Br
Br
Br
- Producto adición 1,2:
Br
c)
H
-
Producto principal adición 1,4:
H
-
Productos adición 1,2:
OH
OH
OH
H
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