QUÍMICA. 2º Bachillerato. Reacciones orgánicas PAU. Curso 2014-15. A continuación aparecen las reacciones orgánicas que han sido objeto de pregunta en las pruebas PAU de la Comunidad Valenciana. La mayoría están completas y se ha identificado el tipo de reacción, además, en casos concretos, se acompaña de una breve explicación. Al final del documento hay algunos ejemplos sin resolver como actividad para el alumno. Es conveniente nombrar las sustancias que aparecen en cada reacción como ejercicio. Completa las reacciones y nombra los compuestos que intervienen: 1) CH4 + Cl2 → ClCH3 HCl; Sustitución. 2) CH≡ CH + H2 → CH2 CH2 ; Adición. 3) CH3OH + CH3-COOH → CH3 COOCH3 H2O ; Esterificación. 4) CH3-CH2I + NH3 → CH3 CH2 NH2 HI ; Sustitución. 5) CH3-CH=CH2 + Br2 → CH3 CHBr CH2 Br ; Adición. calor catalizador 6) CH3-CH2OH CH2 CH2 H2 O; Eliminación. 7) CH3-CH2OH + NaOH → No reacciona; Para obtener el alcóxido (etóxido: CH3–CH2O-) el reactivo debería ser más enérgico, una base más fuerte: metal alcalino (Na, K) o hidruro (NaH), por ejemplo. 2 CH3-CH2OH + Na → 2CH3 CH2O Na + + H2 ; oxidante 8) CH3-CH2OH Oxidación. Si el oxidante fuera enérgico, como CrO4-, Cr2O72-(ambos en medio ácido), reactivo de Jones (CrO3/H+/H2O) o MnO4- (que da buenos resultados tanto en medio ácido como básico) el resultado sería el ácido carboxílico correspondiente, que en este caso es: CH3–COOH. Con oxidantes menos enérgicos, como PCC (clorocromato de piridinio) en medio ácido, que lo podemos ver formulado como CrO3(Py)2 (o como CrO3 + piridina) + HCl, el resultado sería el aldehído correspondiente, que en este caso es: CH 3–CHO. 9) CH2=CH2 + HCl → CH3 CH2Cl; Adición. 10) CH3-CH=CH-CH3 + Cl2 → CH3 CHCl CHCl CH3 ; Adición. 11) CH2=CH2 + CH2=CH2 → — CH2–CH2— ; Polimerización. n 12) CH≡ CH + HCl → CH2 CHCl; Adición. 13) CH2=CH2 + H2O → CH2 CHOH; Adición. 14) CH3COOH + KOH → CH3COOK H2O; Neutralización. 15) HCOOH + CH3-OH → HCOOCH3 H2O; Esterificación. 16) CH3COOH + CH3OH → CH3COOCH3 H2O; Esterificación. 17) CH3-CH2Cl + NH3 → CH3 CH2 NH2 HCl; Sustitución (aminación). 18) CH3-CH2-CH2Cl + KOH(ac) → CH3 CH CH2 KCl H2O; Eliminación. H SO concentrado 19) CH3-CH2OH CH2 CH2 H 2O; Eliminación (deshidratación). 2 4 20) CH3-CH=CH-CH3 + HCl → CH3 CH2 CHCl CH3 ; Adición. H 21) HCOOH + CH3-CH2-CH2OH HCOOCH2CH2CH3 H2O ; Esterificación. 22) CH≡ C-CH3 + HBr → CH2 CBr CH3 ; Adición. Como el reactivo (HBr) es asimétrico, y se adiciona a un enlace múltiple también asimétrico, el producto mayoritario es el que corresponde a la orientación del HBr de modo que el H se una al átomo de carbono menos sustituido (el que se encuentra unido a mayor número de átomos de H), que se conoce como Regla de Markovnikov. H SO 23) CH3-CH2-CH2-CH(OH)-CH3 2 4 CH3 CH2 CH CH CH3 H2O; Eliminación (deshidratación), la eliminación del hidroxilo (-OH) se produce con el H del átomo de carbono adyacente más sustituido (el que se encuentra unido a menor número de átomos de H), que se conoce como Regla de Saytzev. 24) CH3-CH=CH2 + Cl2 → CH3 CHCl CH2Cl; Adición. 25) CH3-COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 H2O ; Esterificación. 26) CH2=CH-CH2-CH3 + H2 → CH3 CH2 CH2 CH3 ; Adición. 27) CH3-COO-CH3 + H2O → CH3 COOH CH3OH; Hidrólisis. La esterificación es un proceso reversible. 28) CH3-CH2Cl + KOH (ac) → CH2 CH2 KCl H2O; Eliminación. catalizador calor 29) n CH2=CH2 —CH2–CH2— ; Polimerización. n 30) CH3 −C ≡ C−CH3 + HCl → CH3 CH CCl CH3 ; Adición. CH3 H SO calor 31) C6H5 –CH3 + HNO3 2 O 2N NO2 + H2O ; Sustitución (nitración). 4 NO2 La formación del (2,4,6)-trinitrotolueno se obtendrá cuando haya suficiente cantidad de reactivo (HNO3); la cantidad estequiométrica sería de 3 mol HNO3 y daría lugar, además, a 3 mol H2O. Si la cantidad disponible de HNO3 no es suficiente, se obtendrá una mezcla de isómeros monosustituidos, que estará formada mayoritariamente por 2-nitrotolueno (también conocido como o-nitrotolueno) y 4nitrotolueno (también conocido como p-nitrotolueno), en una proporción aproximada de 2 mol (2-nitrotolueno):1 mol (4-nitrotolueno). La orientación del sustituyente, el grupo nitro, se debe al grupo alquilo presente, metilo en este caso. reductor (LiAlH ) 32) CH3COOH CH3CH2OH; Reducción. 4 33) CH3 −CH =CH2 + Br2 → CH3 CHBr CH2 Br ; Adición. 34) CH3–CH2Br + KOH (ac) → CH2 CH2 KBr H2O; Eliminación. 35) C6H5–OH + NaOH → C6 H5 O Na H2O; En este caso se forma fenóxido de sodio ya que el fenol presenta mayor carácter ácido que el etanol (ejemplo 7). 36) CH3–COOH + NaOH → CH3 COONa H2O; Neutralización. 37) ClCH=CHCl + Cl2 → Cl2CH CHCl2 ; Adición. 38) CH3-CH2-CH2Br + KOH (ac) → CH3 CH CH2 KBr H2O; Eliminación. K Cr O /H (ac) CH3 CO CH3 ; Oxidación. 39) CH3-CHOH-CH3 2 2 7 40) CH3-CH(CH3)-COOH + CH3-CH2OH → CH3 CH(CH3 ) COOCH2CH3 H2O; Esterificación. 41) CH3-CH=CH-CH3 + O2 → 4CO2 4H2O; Combustión. H SO (concentrado) 42) C6H6 + HNO3 C6 H5 NO2 H2O; Sustitución. 2 4 H (ac) 43) CH3-COO-CH2-CH3 + H2O CH3 COOH CH3 CH2OH; Hidrólisis. La reacción de esterificación es un proceso reversible. catalizador 44) CH3-CH2-CO-CH2-CH3 + H2 CH3 CH2 CHOH CH2 CH3 ; Adición. A continuación se proponen unos ejercicios para afianzar los conocimientos adquiridos; las respuestas se pueden encontrar en los ejemplos resueltos anteriores: 45) n CH2=CH2 + catalizador → 46) CH2=CH2 + Cl2 → 47) CH3-CH2I + NH3 → H 48) CH3 –CH2OH + HCOOH 49) CH2=CH2 + H2 → H SO (conc) 50) CH3-CHOH-CH2-CH3 2 4 51) CH2=CH-CH3 + HCl → 52) CH3-CH=CH-CH3 + Cl2 → 53) CH3–CH=CH2 + HCl → 54) C6H5-CH3 + HNO3 H2SO4 (conc) 55) CH3-CH2OH + oxidante 56) CH3-COOH + CH3OH 57) CH3-CH2-CH2Cl + KOH(ac) 58) CH2=CH2 + Cl2 59) CH2=CH2 + energía → 60) CH3-CH2OH MnO4-, H+(ac) H2SO4 61) CH3-CH2-CH2OH , 62) CH3-CH2-CH2-COOH + CH3OH catalizador 63) CH2=CH-CH3 + H2 H (ac) 64) CH2=CH2 + H2O 65) CH3-CH2OH MnO4-, H+(ac) calor