QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Isomería

Andalucía · 2018 · Reserva 1 · Opción B
Enunciado
Opción B · Cuestión 4. Escriba las fórmulas de los siguientes compuestos:

a) El aldehído que es isómero del propen-2-ol (CH2 ⁣= ⁣COH ⁣− ⁣CH3\text{CH}_2\!=\!\text{COH}\!-\!\text{CH}_3).

b) Un alqueno de 4 átomos de carbono que no presente isomería cis-trans.

c) Un compuesto con dos carbonos quirales.
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Resultado
  a) CH3CH2CHO  (propanal)  \boxed{\;\textbf{a) } \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CHO} \; (\text{propanal})\;}  b) CH2 ⁣= ⁣CHCH2CH3  (but-1-eno)  \boxed{\;\textbf{b) } \text{CH}_2\!=\!\text{CHCH}_2\text{CH}_3 \; (\text{but-1-eno})\;}  c) CH3CH(OH)CHBrCH3  (3-bromobutan-2-ol)  \boxed{\;\textbf{c) } \text{CH}_3\text{CH(OH)CHBrCH}_3 \; (\text{3-bromobutan-2-ol})\;}
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Estrategia

Cada apartado exige construir un compuesto que cumpla una condición, y en cada caso hay que justificar que la cumple:
  • a): misma fórmula molecular que el enol de partida, pero con la función aldehído.
  • b): un alqueno de cuatro carbonos en el que al menos uno de los carbonos del doble enlace lleve dos sustituyentes iguales.
  • c): dos carbonos con cuatro sustituyentes distintos cada uno.
Empieza calculando la fórmula molecular del propen-2-ol: CH2 ⁣= ⁣C(OH) ⁣− ⁣CH3\text{CH}_2\!=\!\text{C(OH)}\!-\!\text{CH}_3 tiene 3 carbonos, 6 hidrógenos y 1 oxígeno, es decir, C3H6O\text{C}_3\text{H}_6\text{O}.
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Desarrollo

a) Propanal.CH3 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CHO(C3H6O)\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CHO} \qquad (\text{C}_3\text{H}_6\text{O})Tiene la misma fórmula molecular que el propen-2-ol y el grupo funcional aldehído, así que son isómeros de función.

(La otra posibilidad carbonílica con C3H6O\text{C}_3\text{H}_6\text{O} es la propanona, pero es una cetona, y el enunciado pide expresamente un aldehído.)

Curiosidad: el propen-2-ol es un enol (grupo OH\text{OH} sobre un carbono con doble enlace). Los enoles son inestables y se transforman espontáneamente en su forma carbonílica (tautomería ceto-enólica); en este caso el tautómero es precisamente la propanona, porque el OH\text{OH} está en el C2. El propanal sería el tautómero de otro enol, el prop-1-en-1-ol (CH3 ⁣− ⁣CH ⁣= ⁣CHOH\text{CH}_3\!-\!\text{CH}\!=\!\text{CHOH}).

b) But-1-eno.CH2 ⁣= ⁣CH ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH3\text{CH}_2\!=\!\text{CH}\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_3La isomería geométrica exige que cada carbono del doble enlace lleve dos sustituyentes distintos. Aquí, el carbono terminal lleva dos hidrógenos idénticos:C1:  −H  y  −H(iguales)⟹no hay isomerıˊa cis-trans\text{C}_1: \; -\text{H} \; \text{y} \; -\text{H} \quad (\textbf{iguales}) \qquad\Longrightarrow\qquad \text{no hay isomería } cis\text{-}transIntercambiar esos dos hidrógenos deja exactamente la misma molécula, así que no existen dos disposiciones distinguibles.

(También valdría el 2-metilpropeno, CH2 ⁣= ⁣C(CH3)2\text{CH}_2\!=\!\text{C}(\text{CH}_3)_2, por la misma razón. El que no serviría es el but-2-eno, que sí presenta isómeros cis y trans.)

c) 3-Bromobutan-2-ol.CH3 ⁣− ⁣C∗H(OH) ⁣− ⁣C∗HBr ⁣− ⁣CH3\text{CH}_3\!-\!\overset{*}{\text{C}}\text{H(OH)}\!-\!\overset{*}{\text{C}}\text{HBr}\!-\!\text{CH}_3Comprobamos los dos carbonos marcados:C2:−OH,  −H,  −CH3,  −CHBrCH3(cuatro distintos  ✓)\text{C}_2: \quad -\text{OH}, \; -\text{H}, \; -\text{CH}_3, \; -\text{CHBrCH}_3 \qquad (\text{cuatro distintos} \; \checkmark)C3:−Br,  −H,  −CH3,  −CHOHCH3(cuatro distintos  ✓)\text{C}_3: \quad -\text{Br}, \; -\text{H}, \; -\text{CH}_3, \; -\text{CHOHCH}_3 \qquad (\text{cuatro distintos} \; \checkmark)Los dos son carbonos asimétricos, luego el compuesto tiene dos centros quirales y, en general, 22=42^2 = 4 estereoisómeros ópticos.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

En las cuestiones «escriba un compuesto que…», la fórmula sola vale poco: hay que demostrar que cumple la condición. En b), señala el CH2\text{CH}_2 terminal; en c), enumera los cuatro sustituyentes de cada carbono asimétrico.

En a) basta con dar el propanal y comprobar que tiene la misma fórmula molecular, C3H6O\text{C}_3\text{H}_6\text{O}, y distinto grupo funcional (isomería de función). Si mencionas la tautomería ceto-enólica, no te equivoques de pareja: el enol del enunciado se convierte en propanona, no en propanal.

Y para c), la receta más sencilla es tomar una cadena de cuatro carbonos y colocar dos sustituyentes distintos en los carbonos centrales. Comprueba después las cuatro ramas de cada uno, siguiéndolas hasta el final.
Paso 1 de 3
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