Practica Quimica Organica

REACCIONES DE SUSTITUCION NUCLEOFILICA OBJETIVOS.

1- Analizar los mecanismos de sustitución nucleofilica

2- Obtener cloruro de ter-butilo a partir de ter-butanol.

MARCO TEORICO.

Los alcoholes son ampliamente utilizados en síntesis para la obtención de una gran variedad de compuestos como son: ácidos carboxílicos, esteres, aldehídos, cetonas, haluros de alquilo, entre otros. La conversión en haluros se realiza mediante una reacción de sustitución nucleofilica cuando los alcoholes son tratados con ácidos hidrácidos. La siguiente reacción general corresponde a esta transformación:

R-OH + HX  R-X + H2O

Estas reacciones pueden seguir dos tipos de mecanismos de sustitución dependiendo del tipo de alcohol y de las propiedades del solvente. Estos mecanismos pueden ser:

a- Sustitución nucleofilica bimolecular (SN2): este mecanismo se da en una sola etapa, en una forma concertada, esto es, rompimiento y formación de enlaces al mismo tiempo. La velocidad de la reacción depende de la concentración tanto del alcohol como del haluro. El orden de reactividad depende del tipo de alcohol utilizado estableciéndose el siguiente orden: primario> segundario> terciario debido a la mayor facilidad de ataque del ion haluro por menor impedimento estérico. La reacción se favorece en solventes polares aproticos como acetona, DMF (dimetilformamida) o THF (tetrahidrofurano). Estos solventes estabilizan las cargas formadas y no solvatan el nucleofilo.

MECANISMO SN2:

PROTONACION DEL GRUPO –OH R-OH + H+  [R-OH2+]

ATAQUE DEL ION CLORURO SOBRE LA ESPECIE PROTONADA

[CL-……..R……….OH2+]  R-CL + H2O

b- Sustitución nucleofilica unimolecular (SN1): Este mecanismo denominado monomolecular se da en dos etapas: en la primera hay formación de un carbocatión con pérdida de agua y en la segunda el ion haluro actúa sobre el carbocatión y se forma el haluro de alquilo. Según el tipo de alcohol se presenta el siguiente orden de reactividad: terciario> secundario> primario. La velocidad de la reacción depende de la concentración del sustrato y de la estabilidad del carbocatión, la cual, se favorece por los efectos inductivos y la presencia de solventes polares proticos como agua y etanol.

MECANISMO SN1:

PERDIDA DE AGUA Y FORMACION DE UN CARBOCATION

[R-OH2+] [R(+)] + H2O

Ataque del ion cloruro sobre el carbocatión y formación del cloruro de alquilo.

Cl- + [R(+)]  R-Cl

Las reacciones de sustitución nucleofilica son características tanto de alcoholes como de los haluros de alquilo y solo se diferencian en el paso de protonacion.

En esta práctica realizaremos, inicialmente, la preparación del cloruro de terbutilo y determinaremos el mecanismo de su formación. Posteriormente, estudiaremos, el mecanismo y la velocidad de la reacción de tres haluros de alquilo (uno primario, uno secundario y uno terciario) utilizando Nal en acetona y AgNO3 en etanol.

En el primer caso se considera al ion

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