QuímicaMedioCuestión · 2 pts

Reacciones orgánicas

Comunidad de Madrid · 2018 · Julio · Opción A
Enunciado
Escriba las reacciones propuestas, indicando de qué tipo son y nombrando los productos mayoritarios obtenidos:

a) (0,5 puntos) Butan-2-ol + ácido sulfúrico/calor.

b) (0,5 puntos) Propan-2-ol + permanganato de potasio (oxidante).

c) (0,5 puntos) Propan-1-ol + ácido etanoico.

d) (0,5 puntos) Cloroetano + hidróxido de sodio.
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Resultado
  • a) Eliminación (deshidratación): but-2-eno (mayoritario, Saytzeff) + agua.
  • b) Oxidación: propanona (acetona).
  • c) Esterificación (condensación): etanoato de propilo + agua.
  • d) Sustitución nucleófila: etanol + NaCl.
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Estrategia

Cada reactivo es la «firma» de un tipo de reacción:
  • Ácido sulfúrico concentrado y calor sobre un alcohol: eliminación (deshidratación) para dar un alqueno; si hay dos alquenos posibles, sale mayoritario el más sustituido (regla de Saytzeff).
  • Permanganato: oxidación. Un alcohol secundario se oxida a cetona y ahí se detiene.
  • Alcohol + ácido carboxílico: esterificación (condensación), con pérdida de agua.
  • Halogenoalcano + hidróxido (en disolución acuosa): sustitución nucleófila del halógeno por −OH-\text{OH}.
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Desarrollo

a) Butan-2-ol con ácido sulfúrico y calor: eliminación (deshidratación)

El −OH-\text{OH} del C2 sale junto con un H de un carbono vecino. Puede salir el H del C3 o el del C1, así que hay dos alquenos posibles:CH3 ⁣− ⁣CHOH ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH3  →  H2SO4, Δ    CH3 ⁣− ⁣CH ⁣= ⁣CH ⁣− ⁣CH3+H2O\text{CH}_3\!-\!\text{CHOH}\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_3 \;\xrightarrow{\;\text{H}_2\text{SO}_4,\ \Delta\;}\; \text{CH}_3\!-\!\text{CH}\!=\!\text{CH}\!-\!\text{CH}_3 + \text{H}_2\text{O}Por la regla de Saytzeff, el producto mayoritario es el alqueno más sustituido: el but-2-eno (el doble enlace queda entre dos carbonos que llevan cada uno un grupo alquilo). El but-1-eno, CH2 ⁣= ⁣CH ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH3\text{CH}_2\!=\!\text{CH}\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_3, se forma en menor proporción.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
b) Propan-2-ol con permanganato de potasio: oxidación

El propan-2-ol es un alcohol secundario: el carbono del −OH-\text{OH} lleva un solo H. El oxidante convierte el grupo CH ⁣− ⁣OH\text{CH}\!-\!\text{OH} en un grupo carbonilo:CH3 ⁣− ⁣CHOH ⁣− ⁣CH3  →  KMnO4    CH3 ⁣− ⁣CO ⁣− ⁣CH3\text{CH}_3\!-\!\text{CHOH}\!-\!\text{CH}_3 \;\xrightarrow{\;\text{KMnO}_4\;}\; \text{CH}_3\!-\!\text{CO}\!-\!\text{CH}_3El producto es la propanona (acetona). La oxidación se detiene en la cetona: para seguir habría que romper un enlace C–C.

c) Propan-1-ol con ácido etanoico: esterificación (condensación)

El ácido y el alcohol se unen con pérdida de una molécula de agua (catálisis ácida, es un equilibrio):CH3 ⁣− ⁣COOH+HO ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH3  ⇌H+  CH3 ⁣− ⁣COO ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH3+H2O\text{CH}_3\!-\!\text{COOH} + \text{HO}\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_3 \;\overset{\text{H}^+}{\rightleftharpoons}\; \text{CH}_3\!-\!\text{COO}\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_3 + \text{H}_2\text{O}El producto es el etanoato de propilo (acetato de propilo): la parte del ácido da el nombre («etanoato») y la del alcohol, el radical («de propilo»).
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
d) Cloroetano con hidróxido de sodio: sustitución

En disolución acuosa, el ion OH−\text{OH}^- sustituye al átomo de cloro (sustitución nucleófila):CH3 ⁣− ⁣CH2Cl+NaOH  →  H2O    CH3 ⁣− ⁣CH2OH+NaCl\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\text{Cl} + \text{NaOH} \;\xrightarrow{\;\text{H}_2\text{O}\;}\; \text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\text{OH} + \text{NaCl}Los productos son etanol y cloruro de sodio. (Si el hidróxido se usara en disolución alcohólica concentrada y en caliente, predominaría la eliminación y se obtendría eteno, CH2 ⁣= ⁣CH2\text{CH}_2\!=\!\text{CH}_2; con el enunciado tal cual, la respuesta esperada es la sustitución.)
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Consejo

En a) no basta con «sale un alqueno»: nombra el mayoritario y justifica con Saytzeff que es el más sustituido. En b) recuerda la tabla: alcohol primario → aldehído → ácido; secundario → cetona; terciario → no se oxida en condiciones suaves.

Al nombrar ésteres, el orden es «ácido-ato de radical del alcohol»: etanoato de propilo, no propanoato de etilo, que es otro compuesto (un isómero).
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