Aminas, Alcoholes, Fenoles y Fenoles y Eteres Aminas Obtención

Aminas
 Se caracterizan por la presencia de N con el par
de electrones disponible
Aminas, Alcoholes,
Fenoles y Eteres
 Son los únicos compuestos orgánicos básicos
 Clasificación por sustitución
 Primarias (1 grupo R)
 Secundarias (2 grupos R)
 Terciarias (3 grupos R)
 Clasificación por la naturaleza del R
 Alifáticas
 Aromáticas
 Heterocíclicas
Cátedra de Química Orgánica
Dra Miriam Martins Alho
Obtención de Aminas
Obtención de Aminas
•Reducción de nitrilos
•Sustitución nucleofílica
RX
NH3
R NH2
LiAlH4
RX
RX
R
NR3
R2 NH
Difícil de controlar
R
H
O
NH2
R
H
Al
H
NH2
R'
R
H
O
R
NHR'
NO2
Li
R
R
N
R'
R
CH2 NH2
•Reducción de Nitrocompuestos Aromáticos
•Reducción de amidas
O
CN
N
H
H2 / Pt
o
Me / H+
NH2
Me = Sn, Zn, Fe
Válido también para nitrocompuestos
alifáticos
R"
NR'R"
Dra Miriam Martins Alho
Dra Miriam Martins Alho
1
Basicidad de las Aminas
Basicidad de las Aminas
pKa NH3 = 9.25
pKa CH3CH2NH2 = 10.7
pKa PhNH2 = 4.6

Las aminas aromáticas son
menos básicas que el
amoníaco
N
H3C
H
H
N-H2 + H+
NH3
Sustituyentes atractores disminuyen
la basicidad, los donores la
4.6
aumentan
[H2N-] [H+]
Ka =
[H3N]
pKa NH3 = 9.25
pKa CH3CH2NH2 = 10.7
Las aminas alifáticas
son más básicas que
el amoníaco
pKa (CH3CH2)2NH = 11.0
pKa (CH3CH2)3N = 10.8
Dra Miriam Martins Alho
Aminas en la Naturaleza

H3C
COOH
COOH
H2N H
H2N H
Fenilalanina

N
5.2
1.0
1.0 NO
2
NH2
5.3 OCH
3
Las aminas heterocíclicas son básicas
si no usan sus electrones para
aromatizar el ciclo
Dra Miriam Martins Alho
Alcoholes, Fenoles, Eteres
N
H
Fenoles: grupo –OH
unido a carbono sp2
COOH
H2N H
NH
Histidina
N
Porfirinas:: Hemoglobina, clorofila
Porfirinas
Productos de putrefacción (por descomposición
Asparagina

N
N
H
NH2
Aminoácidos:
Aminoácidos: Unidades estructurales de las proteínas
Alanina

NH2
Están influenciadas por otros
sutituyentes en el anillo.
Putrescina
HN
Alcoholes: grupo –OH
unido a carbono sp3
de los aminoácidos)
Arginina
R
R"
R'
Cadaverina
Alcaloides:: Compuestos conteniendo nitrógeno, generalmente solubles en
Alcaloides
R
medios ácidos
Cocaína
R"
R'
Nicotina
Atropina
Eteres: dos
grupos
unidos por
oxígeno.
N
Morfina
O
H
O
H
•
•
Todos poseen - sobre el oxígeno
•
Los alcoholes y los fenoles presentan
interacciones por puente de hidrógeno
•
Los éteres sólo son aceptores de
puente hidrógeno => menor p. eb.
Los alcoholes, éteres y fenoles están
polarizados
2
Acidos o básicos?
Alcoholes y Fenoles:
Fenoles: Acidez
Pueden actuar como bases (en el
sentido de Lewis) frente a
compuestos ácidos (próticos o de
Lewis) pero no son básicos de
por sí
Carga concentrada en un único átomo sin
posibilidad de deslocalización
el anión generado no es estable
B: = NaNH2, NaH
H
H+
O+
R
H
O
R
H
B:
O-
R
Pueden actuar como bases (en el
sentido de Lewis) y ácidos como (en el
sentido de Bronsted) frente a una base
suficientemene fuerte pero no
presentan características ácido
base de por sí.
El anión se estabiliza por resonancia
B: = NaOH, KOH
También se genera el alcóxido por
reacción redox con Na metálico
B: = NaNH2, NaH
Clasificación
Alcoholes:
Obtención de alcoholes
Fuentes Industriales
RCH2OH alcoholes primarios
R1 R2CHOH
R1R2R 3COH
alcoholes secundarios alcoholes terciarios
Eteres:
simétricos
asimétricos
cíclicos
O
Síntesis a partir de alquenos:
Acción biológica:
• Hidratación en medio ácido
• Fermentación de bagazo de caña y/o
jugos de fruta.
• Formilación y reducción
• Reducción de ácidos grasos
Oxiranos o
epóxidos
Oxetano Tetrahidrofurano
(THF)
Tetrahidropirano
• Fermentación de almidón (obtención
de etanol)
O
1,4-dioxano
3
Obtención de Alcoholes
Obtención de alcoholes
-
 A partir de Halogenuros de Alquilo
 Métodos de Laboratorio
HO
R X
R OH
 A partir de halogenuros de alquilo
 Por SN1 y SN2
 A partir de alquenos
Para alcoholes 1rios y algunos 2rios.
 Hidratación
 Oximercuración
Oximercuración--desmercuración
 Hidroboración
 A partir de derivados carbonílicos
 Reactivo de Grignard
 Reducción de aldehídos, cetonas y derivados de
ácidos carboxílicos
Para alcoholes 3rios, y algunos 2rios.
Hay transposiciones y pérdida de asimetría
Obtención de alcoholes
Obtención de alcoholes
 Por oximercuraciónoximercuración-desmercuración
 Por hidratación de alquenos
 Orientación tipo Markovnikov
Varios productos
 Intermediario catiónico
 Mezclas de estereoisómeros
 Transposición de cationes => el producto principal puede
no ser el deseado
deseado..
 Orientación tipo Markovnikov
 Intermediario cíclico => No hay transposiciones
 El agua ataca por la cara opuesta => la adición es anti
anti..
 El Hg se intercambia por H por reducción con NaBH4
 Se trabaja con sales de Hg y se produce Hg
Hg°°
4
Obtención de alcoholes
Obtención de alcoholes
 A partir de grupos Carbonilo
 Por hidroboración
R Mg+ X-
 Reacción de Grignard
 Ataque concertado al
carbonilo.
 La adición es syn (por la
misma cara)
 Se genera un nuevo centro
asimétrico
 No se genera actividad óptica
 En ésteres entran dos alquilos por carbonilo:
 Transferencia de hidruro seguida por oxidación e
hidrólisis.
 Orientación tipo anti
anti--Markovnikov
 La adición es syn (por la misma cara)
 No existen transposiciones
Obtención de alcoholes
Reacciones de los alcoholes
 A partir de grupos Carbonilo
 Reducción
Aldehídos, cetonas, ésteres
 Principales reacciones de los alcoholes
Agente Reductor
Oxidación
Alcoholes
se transforman en aldehídos, cetonas o ácidos carboxílicos
Deshidratación
H2O
se pierde agua para generar un alqueno
Sustitución
se convierte el alcohol en buen nucleófugo y se sustituye por un
nucléofilo adecuado
Alquilación
Se convierte al alcohol en un nucleófilo y se lo usa en reacciones
de SN
Acilación
 formación de ésteres
5
Reacciones de los alcoholes
Oxidación
Oxidación:
Menos oxidado
RCH3 < RCH2OH < RCHO < RCOOH
Reacciones de los alcoholes
Oxidación: Sales de Cr(VI) o Mn(VII)
Menos oxidado
RR’CH2 < RR’CHOH < RCOR’  productos de degradación
Para alcoholes
primarios
RR’R”CH < RR’R”COH  productos de degradación
 Los alcoholes primarios pueden oxidarse hasta ácidos carboxílicos, sin
fragmentar la molécula
O
 Los alcoholes secundarios pueden oxidarse hasta cetonas. Oxidaciones
posteriores fragmentan la molécula
 Los alcoholes terciarios no pueden oxidarse sin fragmentar la molécula
Reacciones de los alcoholes
Deshidratación: el grupo hidroxilo es mal nucleófugo, por lo tanto,
la deshidratación no puede hacerse sin antes convertirlo en un buen grupo
saliente (para alcoholes 3rios, 2rios, bencílicos y alílcos).
 Por mecanismo E1
R
OH
Reacciones de los alcoholes
Sustitución:
el grupo hidroxilo puede sufrir reacciones de SN1 o SN2.
 Por SN1:
 Protonación del hidroxilo
 Formación del carbocatión (paso lento, hay rotaciones y pérdida de
configuración, transposiciones)
 Atque del Nu –
 Reaccionan mejor los alcoholes terciarios, bencílicos y alílicos.
+
Productos principales
R+S
 El medio de reacción debe tener poca cantidad de agua (para disminuir la



reacción inversa)
La protonación se realiza con H2SO4 (c) en caliente, o bien con ácidos no
acuosos (p-TSA)
Hay catión intermediario =>
 Hay trasposiciones
 Hay pérdida de estereoquímica
El producto mayoritario es el alqueno más sustituído.
 Por SN2: Se utiliza para obtener halogenuros de alquilo primarios y
secundarios sin transposiciones
6
Reacciones de los alcoholes
Alquilación:
El grupo hidroxilo
puede actuar como nucleófilo, preferentemente cuando
está cargado negativamente (como alcóxido).
-
Na°
RO Na
+
+ H2
Reacción redox
ROH
Síntesis de Williamson
-
RO Na
-
+
Na NH 2
-
RO Na
+
+
+ R'X
ROR' + NaX
+ NH 3 Reacción ácido-base
Fenoles: alcoholes muy
particulares...
 Presentan características ácidas débiles (se disuelven en
soluciones de hidróxidos pero no en bicarbonato)
 Pueden utilizarse como nucleófilos en Síntesis de Williamson,
pero no sufren SN.
 Reaccionan por SEA en el anillo.
 Son fácilmente oxidables por acción del aire
Acilación (formación de ésteres):
El grupo hidroxilo puede actuar como nucleófilo, aún sin carga negativa,
sobre derivados activados de ácidos carboxílicos.
O
O
+ ROH
X
halogenuro de acilo
OR
éster
Obtención de fenoles
Fuentes industriales
Fuentes industriales
 A partir de halogenuros o ácidos sulfónicos
-
SO3 Na
Obtención de fenoles
 A partir de isopropilbenceno (cumeno)
+
NaOH (aq), 300°C
-
O Na
+
OH
H
+
Cl
NaOH, 360°C
300atm.
7
Obtención de fenoles
Eteres: obtención
Síntesis de laboratorio
 Deshidratación ácida de alcoholes
 Sirve para obtener éteres
simétricos y se lleva a cabo en
exceso de alcohol.
H 2SO4 / calor
ROR + H2 O  Existe competencia con la
2 ROH
eliminación
La reacción de formación de sales de diazonio es muy versátil y
permite obtener otros compuestos aromáticos cuya síntesis por
otros medios es altamente dificultosa, como por ejemplo, los
fluorbencenos.
 Síntesis de Williamson
(en medio básico)
Síntesis de Williamson
-
RO Na
+
+ R'X
ROR' + NaX
 Alcoximercuración de alquenos
La formación de la sal de diazonio se debe llevar a cabo a
temperatura controlada en caso de que se la desee utilizar para
otra síntesis, ya que si la temperatura se eleva, da
automáticamente el fenol.
NaBH4
+ ROH + Hg(CF3 COO)2
OR Hg(CF3COO)
OR H
Eteres: reacciones

Son compuestos relativamente inertes. Reaccionan por escición
de la unión C-O-C en presencia de ácidos en un mecanismo
concertado (tipo SN2) o bien en un proceso de dos etapas (tipo
SN1).
-
+
X
R2OH + R1
HX
O
R1
R2
R1X
rápida
H
lenta
+
O
R1
R2
lenta
H
-
X R1

OR2

XR1 + R2OH
8