QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Reacciones orgánicas

Andalucía · 2018 · Septiembre · Opción A
Enunciado
Opción A · Cuestión 4. Dados los siguientes reactivos HI\text{HI}, I2\text{I}_2, H2\text{H}_2/catalizador, NaOH\text{NaOH} y H2O/H2SO4\text{H}_2\text{O}/\text{H}_2\text{SO}_4, ¿cuál de ellos sería el adecuado para obtener CH3 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH(OH) ⁣− ⁣CH3\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH(OH)}\!-\!\text{CH}_3 en cada caso? Escriba la reacción correspondiente:

a) A partir de CH2 ⁣= ⁣CH ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH3\text{CH}_2\!=\!\text{CH}\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_3

b) A partir de CH3 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH(I) ⁣− ⁣CH3\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH(I)}\!-\!\text{CH}_3

c) A partir de CH3 ⁣− ⁣CH ⁣= ⁣CH ⁣− ⁣CH(OH) ⁣− ⁣CH3\text{CH}_3\!-\!\text{CH}\!=\!\text{CH}\!-\!\text{CH(OH)}\!-\!\text{CH}_3
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Resultado
  a) H2O/H2SO4  (adicioˊn, Markovnikov)  \boxed{\;\textbf{a) } \text{H}_2\text{O}/\text{H}_2\text{SO}_4 \; (\text{adición, Markovnikov})\;}  b) NaOH  (sustitucioˊn nucleoˊfila)  \boxed{\;\textbf{b) } \text{NaOH} \; (\text{sustitución nucleófila})\;}  c) H2/catalizador  (hidrogenacioˊn)  \boxed{\;\textbf{c) } \text{H}_2/\text{catalizador} \; (\text{hidrogenación})\;}
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Estrategia

El producto que hay que obtener en los tres casos es el mismo, el pentan-2-ol:CH3 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH(OH) ⁣− ⁣CH3\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH(OH)}\!-\!\text{CH}_3Compara cada reactivo de partida con él y pregúntate qué hay que cambiar:
ApartadoPartidaQué faltaReactivo
a)Alqueno (pent-1-eno)Añadir OH\text{OH} al C2H2O/H2SO4\text{H}_2\text{O}/\text{H}_2\text{SO}_4
b)Yoduro (2-yodopentano)Cambiar I\text{I} por OH\text{OH}NaOH\text{NaOH}
c)Alcohol insaturadoEliminar el doble enlaceH2\text{H}_2/catalizador
Los reactivos HI\text{HI} e I2\text{I}_2 sobran: introducirían yodo, no lo eliminarían.
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Desarrollo

a) Hidratación con H2O/H2SO4\text{H}_2\text{O}/\text{H}_2\text{SO}_4 (adición electrófila).CH2 ⁣= ⁣CH ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH3+H2O  →  H2SO4    CH3 ⁣− ⁣CH(OH) ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH3\text{CH}_2\!=\!\text{CH}\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_3 + \text{H}_2\text{O} \;\xrightarrow{\;\text{H}_2\text{SO}_4\;}\; \text{CH}_3\!-\!\text{CH(OH)}\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_3La regla de Markovnikov garantiza el producto deseado: el hidrógeno se adiciona al carbono más hidrogenado (el terminal) y el OH\text{OH} al otro, que es justamente el C2. El intermedio es un carbocatión secundario, más estable que el primario.

b) Sustitución nucleófila con NaOH\text{NaOH}.CH3 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CHI ⁣− ⁣CH3+NaOH⟶CH3 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH(OH) ⁣− ⁣CH3+NaI\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CHI}\!-\!\text{CH}_3 + \text{NaOH} \longrightarrow \text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH(OH)}\!-\!\text{CH}_3 + \text{NaI}El ion hidroxilo, buen nucleófilo, desplaza al yoduro, que es un excelente grupo saliente. La posición del grupo funcional no cambia: el OH\text{OH} entra exactamente donde estaba el yodo.

(Conviene señalar que con NaOH\text{NaOH} concentrado y calor competiría la eliminación, dando un alqueno; para favorecer la sustitución se trabaja en disolución acuosa diluida y sin calentar en exceso.)

c) Hidrogenación con H2\text{H}_2/catalizador (adición).CH3 ⁣− ⁣CH ⁣= ⁣CH ⁣− ⁣CH(OH) ⁣− ⁣CH3+H2  →  Ni    CH3 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH(OH) ⁣− ⁣CH3\text{CH}_3\!-\!\text{CH}\!=\!\text{CH}\!-\!\text{CH(OH)}\!-\!\text{CH}_3 + \text{H}_2 \;\xrightarrow{\;\text{Ni}\;}\; \text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH(OH)}\!-\!\text{CH}_3El hidrógeno molecular satura el doble enlace en presencia de un catalizador metálico (níquel, platino o paladio). El grupo OH\text{OH} no se ve afectado: la hidrogenación catalítica es selectiva para las insaturaciones carbono-carbono.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

La forma sistemática de resolver estas cuestiones es comparar átomo a átomo el reactivo de partida con el producto y anotar la diferencia. Esa diferencia dicta el reactivo: falta un OH\text{OH}, sobra un yodo o sobra una insaturación.

En a), justifica la posición del hidroxilo con Markovnikov: si el OH\text{OH} entrara en el C1, el producto sería pentan-1-ol y no el que se pide. Es lo que demuestra que la elección del reactivo es correcta y no casual.

Y no te dejes llevar por los reactivos sobrantes: en estos enunciados suele haber dos o tres distractores (HI\text{HI} e I2\text{I}_2 aquí). Descartarlos explícitamente es una buena forma de cerrar la respuesta.
Paso 1 de 3
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