Examen BQOI Septiembre 1996

Trabajo realizado por Agustín Pastor Navarro y Juan Manuel Macián Clemente
Química Orgánica Examen Septiembre 1996
1.Ordene de mayor a menor acidez los siguientes compuestos, justificándolo brevemente:
butano, 2,4-dinitrofenol, fenol y 4-nitrociclohexanol.
Un compuesto es más localizado ácido cuando su base conjugada es más estable.
La base conjugada es más estable cuando la carga está deslocalizada (efecto inductivo y
resonancia)
O-H
O-H
O-H
NO 2
>
>
>
NO 2
O-
δ
−
δ−
δ
O-
δ−
−
NO 2
δ−
NO 2
δ−
O-
δ−
NO 2
δ
CH 3-CH2-CH2-CH3
Alcano inerte.
NO 2
−
Cargas localizadas en los carbonos
Localizada en el oxígeno
Localizada en el oxígeno
y en las posiciones orto-para
2.Escriba la estructura de los productos posibles en la deshidratación catalizada por
ácidos de los siguientes alcoholes indicando cuál de ellos es el mayoritario:
a) 2-metil-2-butano;
b) 1-metilciclohexanol
c) 2-feniletanol
CH
CH 3
a)
CH 2
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
H+
CH 2
C
CH 3
C
CH 3
CH 3
C
CH 3
+ H2O
CH 2 CH 3
OH
CH 3
C
CH2
Da este por ser el más sustituido
H-O CH 3
b)
c)
Ε
CH2
CH 3
H+
Da el último por ser el más sustituido
+
CH 2CH 2OH
H+
CH=CH 2
Es el único que da
3.Indique el producto o productos de la reacción del cloruro de benzoilo con:
a) ácido etanoico b) tolueno en presencia de AlCl3 c) etanol d) amoniaco
O
a)
Cl
O
C
CH 3
ph
+
ph
+ ph-CH3/AlCl3
C
OH
CH 3
C
O
b)
Cl
O
O
CH 3
C
O
anhidrido
O
C
ph
Friedel-Crafts
ph
C
CH 3
O
c)
Cl
O
ph
C
+ CH 3CH 2OH
CH 3-CH2 O
O
d)
Cl
ester
ph
C
O
ph
C
+
NH 2
NH 3
C
amida
ph
4.La reacción del feniletanal en medio básico da un compuesto A de fórmula molecular
C9H8O Seguidamente el compuesto A reacciona con: a) H2/Pt; b) NaBH4 ; c) Br2/CCl4;
d) Br2/AlCl3 .Indicar las estructuras de A y de los otros productos.
Alquilbencenosulforatos
O
H
C
O
C H
CH 2
C
OH
CH 3 C
+
O
O
H
C CH C
H
KOH
KOH
H
a)
O
O
H
C CH C
H
+
b)
H2/Pt
O
H
C CH C
OH
H
C CH CH 2
H
+
c)
3-oxo 1-propenbenceno
CH 2 CH 2 C H
NaBH 4
O
H
C CH C
H
Br
+
H
H
C C
O
Br
C
H
Br2/CCl 4
d)
H
C CH
O
H
C CH C
H
Br
+
H2
H
C
O
H
C CH
+
H
C
O
+
Br
BrH
5.A partir de tolueno obtener fenil(4-metil-fenil)metanona.
Cloruro de tionilo
O
ph
ph
C
AlCl3
CH 3
O
O
ph
+
CH 3
ph
C
Cl
SOCl 2
ph
C
OH
ph
6.Indique cuales de los siguientes carbocationes están estabilizados o desestabilizados por
los sustituyentes que soportan:
a) 2,2,2-trifluoruroetilio; b) nitrometilio; c) amoniometilio; d) 2-metil-2-propilio
F
a)
δ
−
F
δ−
3δ −
CH 2
C
Desestabilizado por efecto inductivo del CF
3
F
δ−
b)
NO 2
Desestabilizado por efecto inductivo del nitro
CH 2
c)
NH 3+
d)
H3C
Desestabilizado por efecto inductivo del NH
CH 2
C
CH 3
3
+
Desestabilizado por efecto dador de los grupos
metilo. Carbocatión 3º
CH 3
7.Indique en cuál de las siguientes reacciones será predominante la sustitución nucleofílica
y en cuál la eliminación: a)1-cloropropano con cianuro; b)2-bromo-2-metilpropano con
hidróxido; c)1-bromo propeno con amiduro.
CN -
CH 3CH 2CH 2Cl +
Ninguna de las dos
CH 3CH 2CH 2Cl
Br
CH 3-C-CH3 +
OH-
CH 3
H3C
CH CH +
Br
H3C C
Eliminación(deshidrohalogenación) nunca
CH 2
CH 3
NH2-
H3C
sustitución por ser sustrato 3º
C
CH
Haluro de vinilo nunca sustitución
8. La deshidrohalogenación del 4-clorociclohexeno da lugar a un único producto. Escriba
la estructura de los productos posibles e indique cual es el que se forma y porqué.
Se cumple la regla de Saytsev; el producto más estable es el dieno conjugado por eso se forma
exclusivamente.
CH 3
No se forma
KOH
+
H2O
Cl - +
+
EtOH/∆
Cl
9. 9. Deduzca la fórmula estructural de un compuesto A de fórmula empírica C6H10
capaz de adicionar dos moles de H2 para formar el 2-metilpentano y que además da lugar
a un compuesto carbonílico cuando es tratado conH2O en medio ácido en presencia de una
sal de mercurio. El compuesto A no reacciona con amiduro sódico.
El C6H10 si forma con adición de dos moles de H2 el CH3 CH CH2 CH2 CH3 puede tener dos
CH3
dobles o uno triple.
La reacción con H2O en medio ácido para dar compuestos carbonílicos es exclusivo de alquinos
por tanto es un alquino y la reacción es la tautomería cetoenólica.
R'
C
C
R
H2O
HgSO 4
R'
H
HO
C
C
R
R'
H
O
C
H
C
R
Si es un alquino hay dos posibilidades:
CH3 CH C
CH3
C CH3
CH3 CH CH2
ó
CH
CH3
El que buscamos es el primero (4-metil-2-pentino) porque no reacciona con NaNH2. Sólo
reacciona con el amiduro de sodio el 2º porque tiene base débil.
R C C
El triple enlace está en un C terminal dándole el H al NaNH2 que pasa a amoníaco
10. Indicar como realizar la transformación de; a) 1-propanol en 1,2-dicloropropano y b)
ciclohexeno en ciclohexanona .
a)
CH 3CH 2CH 2OH
H3C
C
Cl
Preparación
alqueno
H+/∆
Cl 2/CCl 4
Halogenación
CH 3CH=CH 2
rotura doble enlce
O
b)
Pd ó Pt
H2
10 atm
ZnO2;O2
200ºC
CH 3CH=CH 2
CH 2
Cl
11. Escriba el producto o productos que esperarla al hacer reaccionar óxido de etileno
con:a)cloruro de propilmagnesio y posterior hidrólisis; b) yoduro de etenilmagnesio
seguido de hidrólisis y c) propinuro de sodio seguido de hidrólisis.
CH 3CH 2CH 2MgCl / H +
O
a)
H2C
CH 2=CH 2MgI / H +
O
b)
c)
H2C
CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2OH
CH 2
CH 2=CH-CH 2CH 2OH
CH 2
O
H2C
C CH 3 + Na+ / H+
C
CH 3 C C CH 2CH 2O-
CH 2
H+
R C C CH 2CH 2OH
12.El 2-feniletanol es un compuesto con aroma a rosa utilizado en perfumería. Escribir su
síntesis a partir de bromobenceno.
Br
O
Mg-Br
Mg
1º) H2C
éter
CH 2CH 2OH
CH 2
2º) H3O+
13. ¿Es posible preparar el cloruro de 4-hidroxibutilmagnesio a partir del 4-cloro-1butanol?. ¿Porqué?.
No porque no es posible tener al mismo tiempo un Grignard (base muy fuerte) y un grupo
hidroxilo que es ácido
CH 3-CH 2-CH 2-CH 2-O - MgCl+
Cl-Mg=CH 2-CH 2-CH 2-CH 2-OH
Cl-CH 2-CH 2-CH 2-CH 2-OH
14. Indicar los reactivos necesarios para sintetizar a partir de ciclopentanona los siguientes
productos:
N
O
OH
O
d)
H2NOH
a)
HCN
O
O
HO
CH 3
b)
HO
BrMg
C
H
e)
H
Zn (Hg)
HCl
O
c)
O
OH
OH
H+
O
C
N
15.Tipos de surfactantes y un ejemplo de cada uno de ellos.
ANIÓNICOS: cuando la parte apolar tiene carga negativa. Son lineales con alguna ramificación:
Jabones
COO -Na+
O
Alquilsulfatos
O
O-
S
O
12 C- 20 C
O
Alquilbencenosulforatos
O-
S
O
CATIÓNICOS: cuando la parte polar es positiva. Son sales de alquilmetilamonio lineal
CH 3
N+
CH 3
CH 3
NEUTROS
Polietoxilates
O-(CH2-CH2-O)n-CH2-CH2-OH
Polietilgliicoles
O-(CH2-CH2-O)n-H
HO
Polioles
HO
CH 2OH
12 C- 18 C
O
HO
OH
16. Procesos industriales a partir del carbón.
Son tres procesos principales:
Destilación seca:
CARBÓN
HULLA
Coque (residuo)
CaO
2000º
C Ca
2
BTX, mezclas disolventes, etilbenceno
CH=CH
acetileno
Gasificación: (proceso Fisher-Tropsch)
Gas de Agua o de Síntesis
CARBÓN
C+H2O
∆ H=30 Kcal/mol/
CO+H 2
Que se acopla con la combustión parcial del C
que es exotérmica
C+1/2O2
∆ H=-28 Kcal/mol/
CO
El gas de agua se utiliza para obtener metanol
(para combustible), derivados, y también metano
Además a partir del gas de síntesis (con Ni + cat.) obtenemos gasolina de bajo IO
Metanación o hidrogenación: (proceso Bergius)
H
2
CARBÓN
Metano
CO+3H 2
17 Estructura y precursores de la baquelita
La baquelita es una resina formada a partir de fenol + formol:
OH
Precursores
O
+
H
C
H
Estructura
OH
OH
OH
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
H2C
OH
OH
CH 2
CH 2
CH 2
CH 4+H2O
18 Nombre los cauchos sintéticos que conozca e indique sus monómeros precursores.
Monómeros precursores
Cauchos sintéticos
2-metil-1,3-butadieno
Poliisopreno cis, caucho butílico o
H2C=C-CH=CH 2
Isopreno
isobutilenoisopreno
H2C=CH-CH=CH 2
1,3-butadieno
CH 3
CH=CH 2
Cl
H2C=C-CH=CH 2
Feniletileno
Estireno
Buna, polibutadieno cis, butadienoestireno
Butadienoestireno
2-loro-1,3-butadieno
Cloropropeno
Neopreno
19. . Indique cuatro productos industrialmente importantes que derivan del benceno
Benceno +....
Poliuretano
20. Estructuras del Nomex y Kevlar.
Estructura de NOMEX: (poliamida aromática)
+
OH
HO
NH 2
H2N
O
O
H
H
N
N
O
O
O
O
Estructura de KEVLAR: (poliamida aromática)
OH
HO
+
NH 2
H2N
O
O
O
O
H
H
N
N
N
O
O