problemario de quimica organica - Biblioteca UPIBI

Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria de
Biotecnología
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS
PROBLEMARIO DE QUÍMICA ORGÁNICA APLICADA
ACADEMIA DE QUÍMICA
Profesor: Benito Rizo Zúñiga
Diciembre de 2009
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
INDICE
UNIDAD TEMÁTICA I
GENERALIDADES………………………………………………………………………..……..3
UNIDAD TEMÁTICA II
HIDROCARBUROS SATURADOS E INSATURADOS………………………………………8
UNIDAD TEMÁTICA III
ENLACE CARBONO-HALOGENO……………………………………………………………12
UNIDAD TEMÁTICA IV
COMPUESTOS AROMÁTICOS………………………………………………………..……..14
UNIDAD TEMÁTICA V
COMPUESTOS ORGÁNICOS CONTENIENDO OXÍGENO: ALCOHOLES
Y ÉTERES………………………………………………………………………………….…….17
UNIDAD TEMÁTICA VI
COMPUESTOS CON OXÍGENO QUE CONTINEN EL GRUPO CARBONILO……….....21
UNIDAD TEMÁTICA VII
ENOLATOS Y CARBANIONES…………………………………………………………….…25
UNIDAD TEMÁTICA VIII
COMPUESTOS CON N, S, P y
MACROMOLÉCULAS: LÍPIDOS, PROTEÍNAS
CARBOHIDRATOS………………………………………….…………………………………27
Nunca consideres al estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el
bello y maravilloso mundo del saber.
Albert Einstein.
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Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
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UNIDAD TEMÁTICA I
GENERALIDADES
1.- Buscar definiciones de química orgánica en diferentes libros y da una definición propia.
2.- ¿Qué decía la teoría del vitalismo? ¿Cómo se descartó la teoría del vitalismo?
3.- ¿Por qué crees que es importante el estudio de la química orgánica?
4.- Explica con tus propias palabras cómo se forma un enlace iónico y cómo se forma un enlace
covalente. ¿Cuál es el tipo de enlace que predomina en los compuestos orgánicos?
5.- ¿Cuáles son las propiedades físicas generales de los compuestos que tienen enlace iónico y de
los compuestos con enlace covalente?
6.- Escriba estructuras de lewis para las siguientes sustancias, indicando los electrones libres y las
cargas formales diferentes de cero.
b) SO2
a) CHCl3
c) HNO3
d) NO2
e) H2SO4
7.- ¿Cuáles de las siguientes sustancias se esperaría que tuvieran enlaces covalentes, y cuáles
enlaces iónicos? Explique.
a) CH4
b) CH2Cl2
c) LiI
d) KBr
e) Cl2.
e) Na2S
f) CH3OK
8.- ¿Qué es un grupo funcional?
9.- Escribe la fórmula general de manera semidesarrollada de los siguientes grupos funcionales.
a) ácidos carboxílicos
b) anhídridos de ácido
e) amidas f) nitrilos
g) aldehídos
c) halogenuros de ácido
d) ésteres
i) alcoholes
k) aminas
h) cetonas
l) aromáticos m) halogenuros de alquilo
n) alquinos
j) éteres
ñ) alquenos
y
o) alcanos
10.- Escriba todas las estructuras semidesarrolladas para las siguientes fórmulas moleculares,
identifica los grupos funcionales de cada una y déle nombre a cada estructura.
a) C3H8
b) C2H6O
c) C2H4O
d) CH5N
e) C3H7Br
f) C3H9N
11.- Escribe la fórmula de líneas de los siguientes compuestos.
a) isobutano
(propanona)
b)
2-buteno
c) tolueno
d) ácido acético
e) ácido benzoico
f) acetona
g) ciclopentanol h) butanal i) p-nitroanilina j) éter etílico k) acetato de propilo l) cloruro de etilo
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12.- Dibuje la fórmula semidesarrollada de los siguientes compuestos e identifica los grupos
funcionales presentes encerrando en un círculo los átomos que determinan cada grupo funcional.
a) acetoacetato de etilo
b) aspirina
c) acetanilida
d) fenilalanina
e) naproxen
13.- Déle nombre a los siguientes compuestos, (puede usar nomenclatura IUPAC o común).
O
a)
OH
b)
c)
CH3
O
NH2
e)
f)
O
d)
OMe
O
h)
g)
NHCH3
NO2
14.- Trasforma las siguientes fórmulas de líneas a fórmulas semidesarrolladas.
OH
O
a)
O
d)
Cl
b)
c)
NH
OH
O
NH2
f)
e)
O
H
Br
14.- ¿Porqué la teoría enlace valencia propone la teoría de la hibridación?
15.- Analice las siguientes moléculas con la teoría enlace valencia y desarrolle para cada una;
estructura de lewis, configuración electrónica, hibridación, geometría molecular y polaridad de
enlace y polaridad de la molécula.
a) H2O
b) NH3
c) CH4
d) CH3Cl
e) CH2O
f)
HC≡CBr
g) CO2
16.- Trace todos los enlaces del propeno, indique la hibridación de cada carbono y prediga el valor
de cada ángulo de enlace.
17.- Escriba la estructura de lewis del formaldehído, del ácido cianhídrico y del 2-butino indique la
hibridación del carbono, nitrógeno y del oxígeno y determine la polaridad de cada molécula.
18.- Escriba la estructura de lewis de la formaldimina CH2NH. ¿Qué tipo de enlace C-N está
presente y que hibridación tienen el C y el N?
19.-El metoxido de sodio tiene tanto enlaces iónicos como covalentes, indique cuáles son.
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20.- Convierta las siguientes fórmulas de líneas en fórmulas moleculares condensadas.
a)
b)
NO2
c)
N
N
H
21.- Asigne los electrones que le faltan a cada átomo y calcule las cargas formales. .
O
a)
H 3C
S
b)
CH3
H2C=N=N:
c) H3C CN O
22.-.Utilice la convención δ+ o δ- para indicar el sentido de la polaridad en cada uno de los enlaces
que siguen.
a) H3C⎯Br
b) H3C⎯NH2
c) H3C⎯Li
d) H2N⎯H
e) H3C⎯MgBr
f) H3C⎯OH
23.- El dióxido de carbono CO2 tiene momento dipolar de cero pese a que los enlaces C⎯O son
altamente polares. Explique.
24.-Considere la geometría molecular de las siguientes moléculas y prediga en cada caso si tiene
momento dipolar. De ser así indique su sentido.
a) H2C=CH2
b) CHCl3
c)
H2C=O
d) HClC=CHCl (2 estructuras)
25.- Busque la definición de resonancia en diferentes libros y escriba la que le parezca más
adecuada.
26.- Desarrolle todas las estructuras resonantes posibles para las siguientes especies químicas.
a)
CO3-2
b) PhSH
c)
CH2=CH-CH=CH-CH2
d)
H3C-O-CH2+
27.- Explique o defina las siguientes palabras:
a) isómeros
b) isómeros estructurales
c) estereoisómeros
d) enantiómeros
28.- Dibuje los conformeros más importantes del butano (en proyección de Newman) y los
conformeros más importantes del ciclohexano en proyección de caballete. Ordénelos de mayor a
menor estabilidad y explique cuales son los factores que determinan este orden.
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29.- El principal factor que determina la existencia de la quiralidad es la presencia de átomos de
carbono con cuatro sustituyentes diferentes en las moléculas. Identifique en las siguientes
moléculas los carbonos quirales y señálelos con un asterisco.
O
O
c)
b)
a)
O
Cl
O
d)
OH
NH2
OH
30.- Asigna la configuración (R) o (S) a los siguientes isómeros.
CH3
CH3CH2
HO
CH3
H
H
COH
H
CH2CH3
HO
Br
H
NH2
CH2CH3
CH3
CH3
31.- Escriba las fórmulas tridimensionales de los enantiómeros del ácido 3-clorobutanoico y
asignales configuración (R) o (S).
32.- Indique la relación que guardan entre sí las siguientes estructuras, pueden ser dos moléculas
del mismo compuesto, compuestos diferentes, o isómeros, si son isómeros indicar que tipo de
isómeros son.
Cl
b) H
H
a)
y
CH3
d) H
H3C
y
H
CH3
H3C
H
H
Cl
Br
H
H
y Br
c)
H
Cl
Cl
H
H
CH3
H
CH3
CH3
H
H
CO2H
CO2H
e)
Cl
y
Cl
y
H
H3C
CH3
H
CH3
33.- Dibuja en proyección tridimensional los enantiómeros del 2-yodobutano y asignales
configuración (R) y (S).
34.- Escriba las definiciones de ácidos y bases de Arrhenius y de Bronsted-Lowry.
35.- Busque los valores de pKa para los siguientes compuestos y ordénelos de mayor a menor
fuerza ácida.
a) CH3CO2H
b) CH3OH
c)
CH3CH3
d) CH2=CH2
e) C6H5OH (fenol)
36.- Escriba los probables productos de reacción ácido-base entre las siguientes sustancias y
prediga hacia donde se desplaza el equilibrio.
a)
PhCO2H
+
CH3OH
b)
CH3NH2
+
CH3⎯Li ( equivalente a CH3−) →
c)
CH3COCH3
+
d)
NH3
H2O
+
NaNH2
→
→
→
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37.-Explique por qué el ácido acético es un ácido más fuerte que el etanol, y por qué el ácido
yodhídrico es más fuerte que el ácido clorhídrico.
38.- Ordene las siguientes series de compuestos de mayor a menor fuerza ácida. Explique a que
factor se debe el orden de acidez.
b) CH3OH, CH3CO2H,
a) HCl, HF, HI, HBr
C6H5OH (fenol)
39.- Asigne la configuración E o Z a los siguientes alquenos.
a)
H3 C
H
Cl
b)
Br
H3 C
H
CH2CH3
Br
Cl
CH2CH3
c)
H
Br
H3 C
Cl
HO
Br
d)
40.- Los isómeros funcionales, son isómeros estructurales que tiene diferente grupo funcional,
escribe la fórmula de los isómeros funcionales que tienen las siguientes fórmulas moleculares.
a) C2H6O
b) C3H6
c) C3H6O
d) C2H4O2
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UNIDAD TEMÁTICA II
HIDROCARBUROS SATURADOS E INSATURADOS
Alcanos y cicloalcanos
1. Describa cuáles son las propiedades físicas generales de los alcanos (solubilidad, densidad,
puntos de fusión, etc.)
2. ¿Cuáles son los principales usos de los hidrocarburos? ¿Cuál es la principal fuente de
hidrocarburos?
3. ¿Porqué los alcanos ramificados tienen menor punto de fusión que sus isómeros lineales?
4. Déle nombre a los siguientes compuestos.
a)
b)
d)
c)
d)
e)
5.- Escriba las tres estructuras diferentes con fórmula molecular C5H12 y déle nombre a cada una.
6.- Explique con sus propias palabras qué es un mecanismo de reacción.
7.- Diga cómo se clasifican las reacciones orgánicas y de un ejemplo de cada una.
8.- Las principales reacciones para sintetizar alcanos son la hidrogenación de alquenos, la
reducción de halogenuros de alquilo y la reacción de acoplamiento, escriba la reacción general de
estas reacciones.
9.- Escriba los productos de las siguientes reacciones.
H2
a)
Pd
Pd
HCl
Br
H2
c)
Zn
b)
d)
(CH3)2CuLi
Cl
e)
Cl
Zn
HCl
f)
H2
Pd
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10.- Represente cómo se rompe un enlace químico en una molécula de halógeno de forma
homolítica y heterolitica. Indique todos los electrones libres y las cargas formales donde
corresponda.
11.- La reacción de halogenación de alcanos procede por un mecanismo de radicales libres.
Describa cómo ocurre esta reacción utilizando como ejemplo la bromación del propano.
12.- En la reacción de bromación del propano se obtienen dos productos de monosustitución, el
bromuro de n-propilo y el bromuro de isopropilo, explique porque se obtiene en mayor proporción el
bromuro de isopropilo.
13.-Desarrolle el mecanismo por el que ocurre la reacción de monobromación del ciclohexano con
luz ultravioleta, indique los pasos principales.
14.- Indique el producto de las siguientes reacciones.
O2
a)
Chispa
Br2
b)
Li
A
hv
Li
c)
B
Br
C
Br
CuI
A
CuI
B
Cl
d)
CH3CH2CH3
O2
chispa
15.- Escriba los productos de monosustitución por radicales libres del metilciclohexano y del
etilbenceno con Br2, diga en cada caso cuál es el que se obtiene en mayor porcentaje.
16.- Indique como convertiría los siguientes compuestos en butano
a) secbutanol
b) n-butanol
c) 2-buteno
d) cloruro de secbutilo
17.- Indique como convertiría las siguientes sustancias en ciclohexano.
a)
ciclohexeno
b)
cloruro de ciclohexilo
c) ciclohexanol
Alquenos.
1. Describa las principales propiedades físicas de los alquenos.
2.- Escriba la fórmula de los siguientes compuestos.
a) 3,6-dimetil-1-octeno
hexeno
b) 3-cloropropeno
e) (Z)-3-cloro-4-metil-3-hexeno
c) 2,4,4-trimetil-2-penteno
d)
trans-3,4-dimetil-3-
f) (E)-1-ciano-2-cloropropeno g) 1,4-ciclohexadieno
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3.- Dibuje como se forma un doble enlace a partir de la interacción de los orbítales híbridos y de los
orbítales “p”. Señale el enlace σ y el enlace π.
4.- Escriba las tres estructuras diferentes para la fórmula condensada C2H2Cl2, déle nombre y
analice la polaridad de cada una.
5.- Defina los siguientes términos y dé algunos ejemplos para cada uno. nucleófilo, electrófilo, grupo
saliente.
6.- Explique qué es el efecto inductivo y qué es el efecto resonante.
7.- Explique que es un carbocatión, diga cómo se clasifican y dé el orden relativo de estabilidades
de los diferentes tipos de carbocationes.
8.- Los alquenos se preparan a partir de reacciones de eliminación, escriba el mecanismo general
de las reacciones de eliminación E1 y E2.
9.- Describa que dice la regla de Saytzeff.
10.- ¿Por qué la deshidratación de alcoholes requiere de catalizador ácido para poderse realizar?
11.- Escriba el (los) producto(s) de las siguientes reacciones y señale el que se obtiene en mayor
proporción (si se puede producir más de un producto) de acuerdo a la regla de Saytzeff.
a)
KOH
Cl
etanol
Cl
etanol
Br
CH3CH2ONa
c)
CH3CH2ONa
b)
KOH
d)
etanol
etanol
Br
12.- Dibuje
las estructuras de los alquenos que espera obtener por medio de la
deshidrohalogenación de:
a) 1-bromobutano b) 2-bromopropano c) 1-cloro-2-metilciclopentano d) 2,3-dimetil-3-cloropentano
13.- Escriba el producto principal de la reacción de deshidratación de los siguientes alcoholes.
H2SO4
a) CH3CH2OH
OH
c)
H2SO4
b)
OH
H2SO4
H2SO4
d)
OH
14.- Indique cómo prepararía propileno a partir de:
a) alcohol propílico
b) propano
c)
cloruro de isopropilo
d) 1,2-dibromopropano
15.- Describa qué dice la regla de Markovnikov y explique en qué se fundamenta.
16.- Desarrolle el mecanismo de reacción que se propone para la reacción de hidrohalogenación
del propeno con ácido clorhídrico. Indique las cargas donde correspondan.
17.- Desarrolle el mecanismo de reacción que se propone para la reacción de hidratación del 1buteno en medio ácido. Explique por qué se requiere medio ácido para esta reacción.
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18.- Indique el producto principal de la reacción del 3-metil-1-penteno con cada uno de los
siguientes reactivos.
a) KMnO4 dil.
e) 1) O3 2) Zn / H+
b) Br2/peroxido
f) 1) (BH3)2 2) H2O2/ OH
g) H2O/ H+
c) 1) Hg(AcO)2 2) NaBH4
d) HCl
h) KMnO4 conc. OH/∆
19.- Escriba la fórmula y el nombre de los monómeros que se utilizan para preparar los siguientes
polímeros, así como los usos más importantes de cada polímero.
a) polietileno
b) PVC
c) poliestireno
d) teflón
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UNIDAD TEMÁTICA III
ENLACE CARBONO HALOGENO
1. Indique de manera concisa las propiedades físicas generales de los halogenuros de alquilo y
explique la causa de estas propiedades.
2.- Escriba la fórmula semidesarrollada o de líneas de los siguientes compuestos y clasifíquelos
como halogenuros 1°, 2° ,3°, vinílico, alilico, bencilico o arílico.
a) cloruro de isobutilo
e) 3-bromo-1-buteno
b) yoduro de isopropilo
f) 2-cloro-2-metilhexano
c) 2-bromopentano
g) m-yodoetilbenceno
d) bromoeteno
h) 4-cloro-1-penteno
3.- Escriba la fórmula de los 4 isómeros posibles para C4H9Br y déle nombre a cada una.
4.- Los métodos más importantes para preparar halogenuros de alquilo son la halogenación de
alcanos, la adición de halohidrácidos a alquenos y la reacción de alcoholes con halohidrácidos o
con cloruro de tionilo. Escriba los productos de las siguientes reacciones.
a)
HCl(ac)
OH
SOCl2
d)
b)
Br2
hv
Br2
d)
OH
CCl4
c)
HBr
e)
HCl(ac)
OH
5.- Sugiera una explicación para los siguientes resultados.
a)
OH
NaCl
H 2O
no hay reacción
b)
OH
HCl(ac)
Cl
6.- Describa con fórmulas tridimensionales generales cómo ocurre una reacción por mecanismo
SN1 y cómo ocurre una reacción por mecanismo SN2.
7.-Haga una lista de los nucleófilos más comunes en orden de mayor a menor fuerza.
8.- Haga una lista de los grupos salientes más comunes.
9.- Escriba dentro del paréntesis sí la característica es de una reacción SN1 o SN2.
a) ( ) Si el sustrato es quiral se produce una mezcla racémica.
b) ( ) Hay formación de carbocationes como intermediarios.
c) ( ) El impedimento estérico es importante en esta reacción.
d) ( ) Si el sustrato es quiral se produce inversión de la configuración.
e) ( ) Esta favorecida por los disolventes polares proticos.
f) ( ) Los nucleófilos fuertes favorecen este mecanismo.
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10.- Busque y explique por qué los halogenuros de vinilo y de arilo no sufren reacciones SN1 ni
SN2.
11.- Indica los reactivos necesarios para convertir el bromuro de n-butilo en:
a) acetato de butilo
b) butilfenilamina
e) pentanonitrilo
f) butano
c) eter butiletilico
g)
1-hexino
d) 1-buteno
h) n-butanol
12.- ¿Qué producto se formaría en una reacción de sustitución nucleofílica entre el (R)-1-bromo-1feniletano con el ión cianuro? Indique la estereoquímica del reactivo y del producto, suponiendo que
ocurre una inversión de la configuración.
Br
NaCN
13.- La reacción SN2 también puede ocurrir intramolecularmente (dentro de la misma molécula).
¿Qué producto se esperaría del tratamiento de 4-bromo-1-butanol con una base?
14.-. Explique con un mecanismo de reacción el siguiente hecho: cuando se trata el (S)- 2clorobutano con hidroxido de potasio en etanol se obtienen dos productos, el (R)-2-butanol y el 2buteno.
15.- Indique el producto de la reacción del 1-cloropropano con los siguientes reactivos:
a) CH3ONa
b) (CH3)2NH
c) Mg/eter
d) HSK
e) KI
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UNIDAD TEMÁTICA IV
COMPUESTOS AROMÁTICOS
1.- Describa las características que debe cumplir un compuesto químico para ser aromático.
2.- Escriba el nombre IUPAC y común de los siguientes compuestos.
OH
NH2
a)
b)
c)
CO2H
CHO
e)
d)
CO2H
f)
OH
3.- Busque la fórmula de los siguientes medicamentos y encierre en un círculo el anillo aromático.
a) aspirina
b)
diacepan
c)
naproxeno
d)
ibuprofeno
4.- Escriba dos reacciones que demuestren la diferencia en reactividad de un alqueno y un
compuesto aromático.
5.- Indique si los siguientes compuestos son aromáticos.
a)
b)
e)
f)
+
c)
h)
g)
-
d)
N
..
6.- Indique el nombre de los siguientes derivados del benceno.
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CO2H
15
NH2
OH
Br
a)
b)
d)
c)
NO2
CN
NH2
CO2H
NO2
CH3
f)
e)
g)
h)
HO
Br
Cl
CN
7.- Busque y escriba la fórmula de los siguientes compuestos policíclicos y heterocíclicos.
a) naftaleno b)
antraceno
c)
fenantreno
d) piridina
e) quinolina
f)
furano
8.- La reacción principal de los compuestos aromáticos es la reacción de Sustitución Electrofílica
Aromática (SEA), escriba el mecanismo general de esta reacción, utilizando el benceno.
9.- Escriba los productos de las siguientes reacciones.
O
a)
Br
b)
HNO3
H2SO4
FeBr3
Br
d)
Br2
AlBr3
c)
e)
Mg
éter
Cl
AlCl3
f)
KMnO4
NaOH
10.- Explique porqué el tolueno y el fenol son más reactivos que el benceno, y porqué el
benzonitrilo y benzaldehido son menos reactivos que el benceno.
11.- Escriba la estructura de A, B y C de las siguientes secuencias de reacciones y déle nombre a
cada sustancia. En los casos donde se producen isómeros orto y para solo considere al isómero
para.
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
a)
CH3COCl
FeCl3
Br2
b)
HNO3
B
AlBr3
B
2) CO2
3) H2O/H+
B
C
HCl 0-6°C
HCl
H2SO4
C
H2SO4
NaNO2
Fe
A
C
NaOH
HNO3
1) Mg
A
FeBr3
c)
CH3Br
A
16
NH2NH2
12.- Indique los reactivos que se requieren para preparar los siguientes compuestos partiendo de
benceno. Se requiere más de una reacción.
a) p-ciclohexiltolueno
c) m-bromo anilina
c) p-etilfenol
13.- Indique como prepararía los siguientes compuestos a partir del benceno.
a) propilfenilcetona
b) ácido m-nitro benzoico c) ácido p-clorobenzoico d) m-cianotolueno
14.- Si se hacen reaccionar un mol de anilina y un mol de nitrobenceno con un mol de bromo en
presencia de AlBr3. ¿Cuál será el producto principal? Explique su respuesta.
15.- Escriba la estructura de A, B y C de las siguientes secuencias de reacciones y déle nombre a
cada sustancia. En los casos donde se producen isómeros orto y para solo considere al isómero
para.
a)
CH3CH2CL
AlCl3
b)
c)
A
O
Br
AlBr3
HNO3
H2SO4
A
A
Cl2
FeCl3
NH2NH2
NaOH
CH3Br
FeBr3
B
KMnO4 conc.
NaOH
C
Br
B
B
FeBr3
Fe/HCl
C
C
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UNIDAD TEMÁTICA V
COMPUESTOS ORGÁNICOS CON OXÍGENO: ALCOHOLES, ÉTERES Y EPÓXIDOS.
1.- Describa brevemente la importancia de los alcoholes.
2.- Dibuje la molécula de metanol de acuerdo al modelo de la teoría enlace valencia, considerando
las hibridaciones del carbono y del oxígeno, con sus ángulos correspondientes.
3.- Escriba la fórmula estructural de todos los alcoholes posibles (deben ser ocho) de fórmula
condensada C5H12O, déle nombre a cada uno y clasifíquelos como 1°, 2° o 3°.
4.- Déle nombre a cada uno de los siguientes alcoholes.
a)
CH3OH
b)
CH3CH2OH
c)
OH
d)
OH
e)
OH
f)
g)
OH
OH
h)
OH
5.- Explique porque los alcoholes tienen mayor punto de ebullición que los éteres, aldehídos y
cetonas, pero menor que los ácidos carboxílicos de peso molecular igual o parecido.
6.- Dibuje como se forma el puente de hidrógeno entre dos moléculas de alcohol; entre un alcohol y
un éter; entre un alcohol y una amina y entre un alcohol y una cetona.
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
18
7.- Escriba una reacción en la que se demuestre el carácter ácido de los alcoholes y una reacción
donde se manifieste el carácter básico de los alcoholes.
8.- Escriba lo que dicen la regla de Markovnikov y la regla de Saytseff.
9.- Desarrolle el mecanismo de reacción por el que procede la siguiente transformación. Además
explique porque se requiere medio ácido para que ocurra la reacción.
H2O/H+
OH
10.- Dé el producto principal de las siguientes reacciones de preparación de alquenos.
H2O/H+
a)
b)
H2O/H+
c)
1) Hg(OAc)2
2) NaBH4
1) (BH3)2
d)
2) H2O2/OH
e)
1) Hg(OAc)2
1) (BH3)2
f)
2) H2O2/OH
2) NaBH4
11.- Indique el producto principal de las siguientes reacciones.
a)
H2SO4
OH
OH
b)
H2SO4 conc
CH3OH
c) CH3CO2H
CH2OH
e)
KMnO4
PBr3
f)
g)
OH
OH
H+
H2CrO4
d)
OH
1) Na
2) CH3Cl
h)
OH
OH
12.- Indique el producto principal de las siguientes reacciones.
KMnO4
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
OH
a)
OH
b)
CH2OH
H2SO4
e)
f)
OH
OH
OH 1) Li
g)
H+
2) CH3CH2Br
H2CrO4
d)
KMnO4
SOCl2
H2SO4 conc
c) CH3CO2H
19
h) HO
CHOHCH3
OH
KMnO4
13.- Indique el producto principal de las siguientes reacciones.
O
O
CH3
a)
O
b)
I2/NaOH
NaBH4
d)
e)
2) H2O/H+
O
c)
NaBH4
O
1) PhMgBr
O
NH2NH2
H
f)
Tollens
NaOH
14.- Proponga un mecanismo de reacción para explicar la siguiente reacción. Sugerencia: revise
transposiciones.
OH
H2SO4 (ac)
15.- Dé el producto de las siguientes reacciones de epóxidos para preparar alcoholes.
a)
O
H2O/H+
b)
OH
+
O
H
+
c)
O
HBr
16.- ¿Cómo efectuaría las siguiente trasformaciones? Indique los reactivos y las condiciones. Se
requiere más de un paso.
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
CHO
a)
20
b)
Éteres y Epóxidos
1.- Describa brevemente las características estructurales de los éteres y sus propiedades físicas
generales.
2.-Indique los usos principales de los éteres y su método de preparación industrial.
3.- Indique todos los posibles pasos de un mecanismo para la deshidratación de un alcohol a éter.
4.- Dé el nombre de los siguientes compuestos.
a)
b)
CH3OCH3
O
c)
O
O
d)
e)
O
6.- Escriba la reacción general de la síntesis de éteres de Williamson, y desarrolle un mecanismo
de reacción razonable.
7.- Escriba el producto de las siguientes reacciones de preparación de éteres.
a)
CH3Br
+
CH2Br
b)
(CH3)3CONa
+
NaOH(ac)
HO
8.- Desarrolle una síntesis a partir de alcoholes y/o fenoles de los siguientes éteres.
a) etilmetiléter
b) secbutilisobutiléter
c) ciclohexilmetiléter
d) fenilpropiléter
9.- Escriba la reacción general para preparar epoxidos a partir de:
a) halohidrinas
b) alquenos con peroxiácidos
10.- Escriba el epóxido que se obtiene en las siguientes reacciones.
HO
NaOH
a)
OH
b)
NaOH
PhCO3H
c)
Br
Cl
11.- Explique porqué los epóxidos son tan reactivos, y diga cuál es su principal reacción.
12.- Escriba los productos principales de las reacciones de los siguientes epóxidos.
a)
O
H2O/H+
O
b)
CH3OH/H+
c)
O
d)
NH3
e)
O
CH3CH2CH2MgBr
CH3ONa
O
O
f)
H2O/H+
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
21
13.- Escriba la fórmula de los siguientes sulfuros.
a) sulfuro de dimetilo
b) sulfuro de dietilo
c) sulfuro de difenilo
UNIDAD TEMÁTICA VI
COMPUESTOS CON OXÍGENO QUE CONTIENEN EL GRUPO CARBONILO
Aldehídos y cetonas
1.- Escriba la fórmula semidesarrollada de todos los aldehídos y cetonas de fórmula molecular
C5H10O, y déle nombre a cada estructura.
2.- Escriba el nombre común y/o IUPAC de los siguientes compuestos.
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
O
O
O
OH
O
d)
O
O
h)
g)
f)
e)
O
O
O
c)
b)
H
a)
22
3.- La principal reacción de los aldehídos y cetonas es la reacción de adición nucleofilica, desarrolle
el mecanismo de reacción en condiciones neutras y en medio ácido.
4.-Cuando el tricloroacetaldehido (cloral, CCl3CHO) se disuelve en agua, existe primordialmente
como el gem-diol hidrato de cloral, CCl3CH(OH)2, comúnmente conocido como “gotas
noqueadoras”. Indique su estructura y explique porque esta favorecida su estructura.
5.-El oxigeno del agua es primordialmente 16O, pero también se puede adquirir agua enriquecida
con el isótopo pesado 18O. Cuando una cetona o un aldehído se disuelve en agua enriquecida con
18
O, la marca isotópica se incorpora al grupo carbonilo R2C=O18, explique cómo ocurre esto.
6.- Muchas reacciones orgánicas se les conoce con el nombre del químico que la desarrolló o la
descubrió. Escriba la reacción general de las siguientes reacciones.
a) Reducción de Clemmensen b) Reacción de Wittig
Baeller-Villinger.
c) Reacción de tollens
d) Reacción de
7.- Indique el producto principal de las siguientes reacciones:
O
O
H
a)
HOCH2CH2OH
H
+
b)
H
O
O
g)
+
O
c)
O
CH3
d)
NaCN
I2/NaOH
CL
e)
O
f)
CL
h)
2)
NaOH 40 %
O
1) CH3CH2MgBr
H
CL
H
H
H2O/H+
1) NaBH4
2) H2SO4 conc.
8.- Indique una ruta sintética para realizar la siguiente transformación:
O
O
O
OH
OH
9.- Escriba los reactivos necesarios para realizar las siguientes transformaciones.
Ph3P=CHCH3
NH2OH
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
O
OH
a)
H
O
23
O
OH
b)
OH
O
CH2
d)
c)
O
e)
H
OH
f)
O
OH
CH3
10.- Indique la(s) reacción(es) necesarias para sintetizar los siguientes compuestos a partir de
benzaldehído. Se puede necesitar más de una reacción.
a) 1-feniletanol
b) fenilmetilcetona
c) ácido benzoico
d) difenilcetona
11.- Explique y de un ejemplo de adición 1,4 y de adición 1,2 a sistemas carbonilicos α-β
insaturados.
Ácidos carboxílicos y derivados
1. - Explique porqué los ácidos carboxílicos tienen mayor punto de ebullición que los alcoholes de
igual o parecido peso molecular. Incluya en su explicación un esquema que indique la fuerza
intermolecular que origina esta situación.
2.- Escriba la fórmula general de los ácidos carboxílicos, de los anhídridos de ácido, de los
halogenuros de ácido, de los esteres y de las amidas.
3. - Ordene los siguientes compuestos de mayor a menor punto de ebullición. Calcule o busque
primero el peso molecular de cada compuesto.
a) acetona
b) butano
c) propanol
d) ácido acético
4. - Indique la fórmula semidesarrollada o de líneas de los siguientes compuestos.
a) Cloruro de metanoilo
e) N-metilacetamida
b) bromuro de benzoilo
f) benzoato de metilo
c) acetato de fenilo d) anhídrido acético
g) propanoato de etilo
h) ácido cloroacético
5.-Indique los productos de las siguientes reacciones. En la mayoría se obtiene un ácido carboxílico
pero no en todas.
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
KMnO4
MgBr 1) CO2
f)
a) CH3CH2OH
2) H2O/H+
O
KMnO4
NaOH
g)
b) CH3CHOHCH3
OH
OH
KMnO4
KMnO4 conc.
c)
h)
NaOH
O
CH2OH
KMnO4
i)
KMnO4
d)
H
O
I2
H2O/H+
j)
NaOH
CN
e)
24
6.- La reacción principal de los ácidos carboxílicos y de sus derivados es la reacción de sustitución
nucleofilica, desarrolle el mecanismo general de esta reacción.
7.- Escriba el producto principal de las siguientes reacciones de los ácidos carboxílicos.
O
O
a)
NH3
OH
O
OH
b)
CH3OH/H+
c)
1) LiAlH4
OH
2) H3O+
8.- Escriba el producto y el mecanismo por el que procede la siguiente reacción.
1)
MgBr
2)
CO2
H3O+
9.- Indique las reacciones que realizaría para sintetizar 2-feniletanol a partir de bromuro de bencilo.
OH
Br
10.- ¿Cómo convertiría cada uno de los siguientes compuestos en ácido butanoico? Escriba cada
paso y muestre los reactivos necesarios.
a) 1-butanol
b) 1-bromopropano
c) 1-bromobutano
d) 1-buteno
11.- Proponga un mecanismo para la siguiente reacción nucleofilica, use flechas para indicar el flujo
de los electrones en cada paso.
O
O
Cl
CH3ONa
12.- Escriba el producto de cada una de las siguientes reacciones.
OMe
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
O
a)
O
OH
O
SOCl2
b)
NH2CH3
anilina
d)
e)
CH3COOH
c) CH2=C=O
Cl
O
O
25
O
H2O
f)
Cl
NH3
OMe
13.- Indique el (los) reactivo(s) necesarios para realizar las siguientes transformaciones.
O
O
OH
a)
NH2
b)
Cl
Cl
OH
CO2H
O
O
c)
O
O
OMe
d)
CO2H
OH
14.- Escriba el producto de la reacción intramolecular de los siguientes compuestos.
UNIDAD TEMÁTICA VII
ENOLATOS Y CARBANIONES.
O
O
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
26
1.- Explique la diferencia entre la resonancia y la tautomería ceto-anol.
2.- Dibuje la formula general de un enol y de un ión enolato.
3.- Dibuje las estructuras tautomericas de los siguientes compuestos.
O
O
O
b)
a)
c)
H
4.- Busque y dé el valor de pKa de los siguientes compuestos y explique a que se debe la diferencia
de los valores de pKa.
a) acetona
b) propano
c) 2,4-pentanodiona
5.- Desarrolle el mecanismo de formación de enoles a partir de cetonas en medio ácido.
6.- Desarrolle el mecanismo de formación de enolatos de aldehídos en medio básico.
7.- Explique con un mecanismo de reacción el hecho de que la (S)-secbutil fenil cetona se racemiza
cuando se disuelve en una solución básica.
8.- Explique porqué la cetona I se racemiza en solución básica y en cambio la cetona II no lo hace.
O
O
C6H5
C6H5
C6H5
C6H5
II
I
9.- Indique el producto principal de cada una de las siguientes reacciones.
O
a)
Cl2
+
H
O
b)
Br2
+
H
O
c)
H
Br2
+
H
10.- La reacción del yodoformo se utiliza para identificar metilcetonas, pero el acetaldehído también
da prueba positiva. Escribe el producto de las siguientes reacciones.
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
O
O
I2
a)
b)
27
O
I2
c)
NaOH
NaOH
I2
H
NaOH
11.- Desarrolle el mecanismo de reacción que se lleva a cabo cundo el acetaldehído sufre la
reacción de condensación aldólica para dar el aldehído α-β insaturado.
O
2
NaOH
H
etanol
12.- El cinamaldehído, el constituyente aromático del aceite de canela, se puede sintetizar por
medio de una condensación aldólica cruzada. Muestre los reactivos que se requieren para realizar
esta síntesis.
CHO
cinamaldehído
13.- ¿Qué producto de condensación esperaría obtener al tratar las siguientes sustancias con
etóxido de sodio en etanol?
a) butanoato de etilo
b) 3,7-nonanodiona
c) 3-fenilpropanal
14.- Escriba el producto de las siguientes reacciones de condensación de Claisen.
O
a) 2
CH3CH2ONa
O
O
O
b)
+
O
H
CH3CH2ONa
O
etanol
etanol
15.- La versión intramolecular de la reacción de Claisen fue desarrollada por Dieckmann, y con
esta condensación se obtienen compuestos cíclicos, escriba el producto de las siguientes
reacciones.
O
O
a) EtOC(CH2)4COEt
EtONa
etanol
O
O
b) EtOC(CH2)5COEt
EtONa
etanol
UNIDAD TEMÁTICA VIII
COMPUESTOS CON N, S, P y MACROMOLÉCULAS: LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y
CARBOHIDRATOS
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
28
1.- Describa las propiedades físicas más importantes de las aminas, y relaciónelas con su
composición y estructura.
2.- Escriba la fórmula de líneas o semidesarrollada de las siguientes aminas y clasifíquelas como
primarias, secundarias, terciarias o aromáticas.
a)
ciclohexilamina
b) metilamina
c)
dietilamina
d) propilamina
e)
anilina
f)
g)
trietilamina
h) isopropilamina
butilmetilamina
3.- Escriba la reacción que se lleva a cabo entre el amoniaco o una amina y el agua, justifique
porqué se produce pH básico.
4.- Explique el orden de basicidad de las diferentes tipos de aminas. Busque los valores de Kb
para las siguientes aminas, y justifique estos valores en base a la estructura de la amina.
a) metilamina
b) anilina
c)
p-nitroanilina
d) piridina
e) trietilamina
5.- ¿Cómo prepararía las siguientes aminas utilizando reacciones de aminación reductiva? Muestre
todos los precursores.
a)
H
N
b)
N
H
c)
NHCH3
6.- Escriba el producto de la siguiente secuencia de reacciones de preparación de aminas por el
método de Gabriel
O
NH
a)
KOH
CH3CH2Br
EtOH
H2O/OH
DMF
O
7.- Escriba la reacción general para sintetizar aminas primarias a partir de la reacción de
transposición de Hofmann. Y escriba una reacción específica para preparar propilamina.
8.- Escriba una secuencia de reacciones para preparar butilamina con el método de Gabriel.
9.- Los fármacos sulfa, como la sulfanilamida, fueron de los primeros agentes que se usaron
clínicamente contra las infecciones. Completa la siguiente secuencia de reacciones que permiten
obtener la sulfanilamida, escriba la estructura de ls compuestos A, B y C.
O
H
N
CH3
HOSO2Cl
A
NH3
H2 O
B
10.- Indique los productos de las siguientes secuencias de reacciones
NaOH
H2O
C
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
HNO3
Fe
A
HCl
H2SO4
NaNO2
B
NaI
C
HCl
29
D
11.- La reacción de eliminación de Hoffman se utiliza para producir alquenos, escriba la estructura
de las siguientes reacciones.
H N
+
a)
Ag2O
I
N
1) CH3I
b)
2) Ag2O/H2O
H2O
12.- Escribe el nombre de los siguientes compuestos de azufre.
SH
a)
b)
CH3SH
c)
CH3SCH3
S
d)
S
e)
H2N
NH2
13.- Describa las características de los tioles y disulfuros así como su importancia biológica.
14.- Escriba el producto principal de las siguientes reacciones.
S
a)
Br
+
b)
NaSH
SNa
c)
CH3
+
Br
d)
I
CH3SCH3
+
+
H2 N
CH3
NH2
A
H2O/NaOH
B
I
15.- Escriba la fórmula general de un monoéster, un diéster y un triéster de ácido fosfórico.
16.- Escriba los productos de las siguientes reacciones e indique el nombre de cada sustancia.
a)
(C6H5)P
+
C6H5CH2Br
b) (C6H5O)3P:
+
CH3
c) (C2H5O)3P:
+
CH3 I
I
17.- Escriba la fórmula desarrollada del trifosfato de adenocina (ATP).
18.- Explique a que tipo de compuestos se les llama carbohidratos, y describa su importancia.
19.- Los carbohidratos se clasifican como; monosacáridos, disacáridos y polisacáridos, explique la
diferencia entre ellos y de un ejemplo de cada uno.
20.- Dibuje la fórmula de la glucosa en proyección de Fischer y de Haworth.
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
30
21.- Asigne la configuración R o S a cada centro de quiralidad de los azúcares siguientes y diga en
cada caso si es un azúcar D o L.
CHO
CHO
a)
HO
H
HO
H
b)
H
HO
O
c)
H
H
CH2OH
CH2OH
OH
HO
OH
H
H
OH
CH2OH
CH2OH
22.- Explique con fórmulas como se forman a partir de la D-glucosa de cadena abierta la α-Dglucosa y la β-D-glucosa.
23.- Escriba el producto de las siguientes reacciones de la glucosa.
HO
HO
O
OH
a) HO
(CH3CO)2O
HO
O
OH
b) HO
Piridina 0°C
OH
HO
HO
O
OH
d) HO
HO
CH3OH, HCl
OH
HO
O
OH
HO
HNO3
OH
CH3-I
OH
e) HO
OH
O
c) HO
HO
HO
HO
Ag2O
OH
1) NaBH4
2) H2O
O
OH
f) HO
HO
HCN
OH
24.- Dibuje la fórmula de la maltosa, la sacarosa, la lactosa y un fragmento de tres monómeros de
la celulosa y del almidón.
25.- Explique que son los lípidos y mencione su importancia estructural y fisiológica.
26.- Diga cuál es la diferencia estructural y física de los aceites vegetales, los aceites minerales, las
grasas animales y las grasas minerales.
27.- Escriba una fórmula general o una específica de cada uno de los siguientes tipos de lípidos.
a) triglicérido
b) fosfolípido
c) prostaglandina
d) terpeno
e) esteroides
f) ceras
28.- Describa cuál es la función principal de cada uno de los siguientes tipos de compuestos.
a) fosfolípidos
b) ceras
c) prostaglandinas
e) esteroides
29.- Describa en que consiste la reacción de saponificación de los triglicéridos.
30.- Explique que son los aminoácidos y describa cómo se forman a partir de estos las proteínas.
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
31
31.- Déle el nombre a cada uno de los siguientes aminoácidos.
O
a)
H2N
b) H2N
OH
O
O
O
OH
c)
H2N
OH
d)
H2N
CH2SH
CH2OH
CH3
OH
32.- Escriba los productos de las siguientes reacciones de preparación de aminoácidos.
O
a)
OH
1) Br2, PBr3
NH3
2) H2O
ácido 2.bromo-4-metilpentanoico
O
b)
CO2H
NH3
NaBH4
ácido pirúvico
33.- Escriba la fórmula de los siguientes aminoácidos.
a) fenilalanina
b) triptofano
c) metionina
d) ácido aspártico
e) valina
34.- Describa qué es el punto isoeléctrico.
35.- Escriba la fórmula de los dos posibles aminoácidos que se forman por la unión de alanina y
valina.
Respuestas
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
32
En esta sección se da la reapuesta o solución solamente de los ejercicios de mayor complejidad,
pero se recomienda que el estudiante primero estudie lo visto y explicado por su profesor y
posteriormente intente resolver los ejercicios.
UNIDAD TEMÁTICA I
2.- Esta teoría asumía que la materia orgánica sólo podía ser producida por los seres vivos, debido
a que los compuestos orgánicos tenían una “fuerza vital” que solo podía obtenerse a partir de los
seres vivos. Base de esta asunción era la dificultad de obtener materia orgánica a partir de
precursores inorgánicos. Este debate fue revolucionado cuando Friedrich Wöhler descubrió
accidentalmente en 1828 cómo se podía sintetizar la urea a partir de cianato de amonio, mostrando
que la materia orgánica podía crearse de manera química.
5.- Los compuestos iónicos son sólidos de alto punto de fusión, solubles en agua y disolventes
polares, fundidos o en solución acuosa conducen la corriente eléctrica. Loa compuestos covalentes
son gases, líquidos o sólidos de bajos punto de fusión, no conducen la corriente eléctrica.
9.a)
R
O
O
O
b)
OH
O
g)
R-CN
f)
R
c)
R
O
R
O
O
O
d)
R
X
i)
R-OH
R
R
R
e)
O-R'
NH2
R
O
h)
H
l)
R'
R
R-X
m)
n)
j)
R-O-R'
k)
R-NH2
o)
R-H
ñ)
11.O
O
a)
O
OH
g)
d)
c)
b)
h)
OH
e) pentilamina
f)
O
j)
b) 3,4-dimetilpentanol
f) butanoato de metilo
O
OH
NH2
i)
O2N
13.- a) metilbutilcetona
e)
O
k)
l)
O
c) 1,3-dimetilciclopentano
g) p-nitrotolueno
Cl
d) etilpropiléter
h) N-metilbutanamida
17.O
sp2
H
C
H
H
formaldehido
20.-
a) C6H7N
N
C
sp
ácido cianhídrico
b) C6H9NO2
H3 C
sp3
C
C
sp
no polar
2-butino
c) C8H7N
CH3
sp3
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
33
23.- Los enlaces C–O son polares debido a que el oxígeno es más electronegativo que el carbono,
la molécula es lineal, esto es porque el carbono no tiene electrones libres y porque el carbono tiene
hibridación “sp”, la geometría lineal permite que los electrones de los dos dobles enlaces se
dispongan lo más lejos posible entre sí, por lo tanto la densidad electrónica en la molécula esta
distribuida simétricamente y es no polar.
25.- La resonancia es un fenómeno químico que consiste en que en una molécula hay al menos un
par de electrones moviéndose entre tres o más átomos, también se le llama enlace deslocalizado
para indicar que el par de electrones no se encuentran localizados solo entre dos átomos.
26.O
a)
O
C
O
O
O
O
C
O
O
+
SH
SH
O
C
+
+
SH
SH
SH
b)
30.- a) R
32.-
b)
S
c)
R
a) isómeros estructurales
b)
mismo compuesto
d) diastereoisómeros
e)
mismo compuesto
d)
S
c) isómeros estructurales
UNIDAD TEMÁTICA II
4.- b) 4-etil-3,7-dimetilnonano
d) 4-metil-5-(1-etil)propilnonano
f) 3-etil-6-secbutilnonano
5.b)
a)
c)
2,3-dim etilpropano
2-m etilbutano
pentano
9.a)
b)
c)
e)
d)
CH3
f)
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
34
13.iniciación : generación de radicales
hv
Br
Br
Propagación: reacción entre radical y molécula
H
2 Br °
°
Br °
+
°
H-Br
Br Br
terminación: reacción entre dos radicales
Br
°
Br
+
Br °
Br °
ó
+
Br
Br
Br °
17.H2
a)
Cl
b)
Pd
Zn
c)
OH 1) H3O+/calor
HCl
2) H2/Pd
Alquenos
4.H
H
H
polar
Cl
polar
no polar
Cl
Cl
H
Cl
Cl
H
H
1,1-dicloroeteno
tras 1,2-dicloroeteno
cis 1,2-dicloroeteno
Cl
7.- Los carbocationes son especies químicas que contienen un átomo de carbono con carga
positiva, como resultado de la ruptura heterolitica de un enlace con un átomo más electronegativo
el cual se lleva el electrón del carbono dejándolo por tanto con un electrón menos y con una carga
positiva.
Los carbocationes se clasifican como primarios cuando el carbono que tiene la carga esta unido a
dos hidrógenos y a un radical alquilico, los carbocationes secundarios y terciarios tienen
respectivamente dos y tres sustituyentes alquilicos el carbono con carga. El orden de estabilidad es
Terciarios > Secundario > Primario.
10.- Porque el hidroxilo es muy mal grupo saliente y requiere protonarse con el medio ácido para
trasformarse en un buen grupo saliente y salir como una molécula de agua.
12 .-
14.-
16.-
a)
OH
H2O/H+
b)
H
d)
c)
b)
a)
X
1) Br2/hv
Br
Cl
c)
KOH/EtOH
Zn
d)
2) KOH/EtOH
Br
X
+
X
H
H
HCl
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
35
UNIDAD TEMÁTICA III
2.-
I
Br
b)
Cl
a)
d)
c)
secundario
primario
arilico
secundario
Br
Cl
e)
f)
Br
b)
Br
c)
h)
arilico
terciario
alilico
4.- a)
I
g)
Cl
Br
secundario
Br
d)
e)
Cl
f)
Cl
Cl
Br
6.+
SN1
Nu y
X
9.- a) SN1
b) SN1
ONa
NaCN
f)
d) SN2
1) Mg/éter 2) H2O
e) SN1
c)
CH3CH2ONa
g)
HC
O
O
f) SN2
b)
N
CH3
CH3
c)
d) KOH/EtOH
h) NaOH
CNa
NaOH
Br
HO
a)
Nu
NH2
b)
13.-
15.-
c) SN2
O
e)
+
Nu
X
a)
Nu
Nu
SN2
11.-
+
Nu
MgBr
+
NaBr
d)
SH
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
36
UNIDAD TEMÁTICA IV
2.- a) tolueno
b) anilina
c) fenol
d) benzaldehído
e) ácido benzoico f) ácido salicílico
4.Br2
Br
CCl4
Br
Br2
KMnO4
OH
KMnO4
no hay reacción
CCl4
OH
8.-
E
E+
H
H
no hay reacción
E
+
+
11.-
O
O
H 3C
CH3
a) A=
Br
b) A=
B=
NO2
c) A=
CH3
C=
CO2H
C=
NH2
C=
B=
B=
CO2H
O2 N
+
N
N
Cl
UNIDAD TEMÁTICA V
4.- a) metanol b) etanol c) secbutanol d) ciclopentanol e) isobutanol f) 3-buten-2-ol g) terbutanol
7.-
R-O-H
ácido
H+
R-O
+
H +
R-O-H
H
+
base
+
R-O-H 2
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
37
OH
10.-
a)
c)
b)
OH
OH
d)
e)
f)
OH
OH
OH
13.-
O
OH
a)
HO
b)
Ph
OH
O
d)
c)
e)
OH
15.-
a)
OH
HO
b)
O
HO
ONa
f)
c)
Br
HO
Éteres y Epóxidos
10.-
O
O
b)
a)
c)
O
UNIDAD TEMÁTICA VI
O
1.-
2-metilbutanal
pantanal
O
3-pentanona
2-pentanona
dimetilpropanal
3-metilbutanal
O
O
3.-
O
O
O
m edio neutro
O
metilisopropilcetona
O
Nu
H
+
HO
Nu
Nu
m edio ácido
O
+
H
+
OH
OH
Nu
+
estructuras resonantes
HO
Nu
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
7.-
O
O
O
a)
HO
H
CN
d)
c)
b)
NOH
e) Cl3CCO2H
8.-
O
+
HOCH2CH2OH
O
O
h)
H
O
O
OH
H+
ONa
HO
g)
f)
Cl3CCH2OH
O
OH
38
O
1) LiAlH4
O
H2O/H+
OH
OH
2) H2O/H+
Ácidos carboxílicos y derivados
2.-
O
O
R
anhidrido de ácido
éster
OH
PM = 60 g/mol
ác. acético
5.-
amida
O
a)
OH
O
ONa
OH
O
W
Nu
W = Nu = -OH, -X, -OCOR, -OR
O
Nu
W
h)
O
O
d)
O
O
g)
f)
PM = 58 g/mol
butano
PM = 58 g/mol
acetona
c)
b)
X
R
PM = 60 g/mol
propanol
O
e) y
NH2
R
O
OH
H3C
O
O-R'
R
O
3.-
6.-
R
X
R
halogenuro de ácido
OH
R
ác. carbixílico
O
O
O
O
OH
+
OH
O
O
OH
H
O
Nu
i)
ONa
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
O
10.-
KMnO4
a)
c) y d)
12 .-
1) BH3
EtOH
2) H2O2/OH
O
a)
b)
KMnO4
OH
NHCH3
H3 C
O
e)
H3 C
CH3
O
O
f)
OH
H3 C
NH2
acetamida
ácido acético
N-fenilacetamida
O
anhidrido acético
O
CH3
OH
O
c)
N-metilacetamida
cloruro de benzoilo
N
H
OH
O
Cl
d)
2) CO2
3) H2O/H+
O
KOH
Br
O
1) Mg/éter
Cl
OH b)
OH
39
UNIDAD TEMÁTICA VII
1.- En una molécula que no tiene resonancia todos los pares de electrones de enlace se encuentran
localizados exclusivamente entre dos núcleos (átomos), La resonancia es un fenómeno químico
que implica que en una molécula hay uno o mas pares de electrones que se encuentran
moviéndose entre más de dos núcleos, al escribir las estructuras de Lewis de compuestos que
tienen resonancia se escribe más de una fórmula, la diferencia entre las diferentes estructuras es
solamente la posición de algunos pares de electrones, pero las dos o más fórmulas corresponden al
mismo compuesto.
En cambio la tautomeria consiste en un equilibrio rápido entre dos compuestos diferentes, las
estructuras de lewis son diferentes en el sentido de que hay átomos que cambian de posición, los
tautomeros son estructuras de compuestos diferentes.
3.-
OH
O
O
OH
OH
H
H
H
enol
ceto
5.-
+
O
H
OH
H+
enol
ceto
OH
H
ceto
H
enol
OH
H
ceto
8.- Simplemente porque la cetona I si tiene hidrogeno α, en cambio la cetona II no tiene hidrogeno
α, y se requiere la presencia de este tipo de hidrógenos para que se pueda dar la tautomeria.
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
O
O
ONa
b)
ONa
10 .a)
12.-
O
+
O
14.-
a)
O
c)
ONa
O
O
H
40
OH
H
H
etanol
O
O
b)
O
O
O
H
UNIDAD TEMÁTICA VIII
2.-
NH2
a)
b) CH3NH2
c)
N
H
secundaria
primaria
primaria
g)
f)
N
H
secundaria
(CH3CH2)3N
h)
NH2
terciaria
d)
NH2
primaria
NH2
e)
primaria
aromatica
4.- Los grupos alquilo son electrodonadores es decir, dan densidad electrónica la átono al que
están unidos, por esta razón las aminas terciarias por tener tres radicales alquilo son más básicas
que las secundarias y estas que las primarias, ya que el nitrógeno entre mayor densidad electrónica
tenga tiene mayor capacidad para unirse a un protón, en cambio en las aminas aromáticas el par de
electrones del nitrógeno esta demostrado que entran en resonancia con el anillo y no están tan
disponibles para atacar a un protón y por lo tanto son menos básicas que las aminas alquilitas.
6.-
O
O
a)
O
O
9.-
O
O
H N
H N
CH3
O S O
Cl
NH2
CH3
C=
B=
A=
CH3CH2NH2
NCH2CH3
NK
O S O
NH2
O S O
NH2
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
11.-
41
N(CH3)2
a)
b)
+
CH2=CH2
14.-
O
a)
b)
SH
A=
NH2
+S
B=
SH
+HN
S
c)
21.- a) S, S, azúcar L
27.O
O
O
R
CH3
O
O
CH3(CH2)18CO2(CH2)CH3
c) serina
valina
H2N
CH3
d) cisteína
O
O
OH
CH3
cera
terpenos
O
OH H2N
alanina
H OH
Prostaglandina
O
b) alanina
H2N
H OHH
R
esteroide
cortisona
a) glicina
O
H
OH
H
O
35.-
O
fofolípido
triglicérido (grasa o aceite)
O
c) S, R azúcar D
O
O
CH3
I
O O
+
O P OCH2CH2N(CH3)3
O
R
O
+
b) R, S, R, azúcar D
R
O
31.-
S
O
O
R
d)
NH2
2
NH2
N
H
O
O
OH
H2N
N
H
OH
CH3
Benito Rizo Zúñiga, Problemario de Química Orgánica Aplicada
42
BIBLIOGRAFÍA
Fessenden, R. J. y Fessenden, J. S. Química Orgánica. Grupo Editorial Iberoamérica. 1983.
México. 1078 págs.
McMurry, J. Química Orgánica. Thomson 6a edición, México 2004, 1176 págs.
Morrison, R. y Boyd, R. Química Orgánica. 5ª. Addison-Wesley Iberoamericana. 1990. EUA. 1478
págs.
Pine, H. S.; Hendrickson, J. B.; Cram, D. J. y Hammond G. S. Química Orgánica. 4ª. Mc Graw-Hill.
1980. México. 1088 págs.