Mecanismos de reacción química orgánica 3

Mecanismos de reacción de los experimentos del programa experimental de Química Orgánica III (1521) para QFB.

1.- Hidrólisis de carbohidratos.
a) Hidrólisis de la sacarosa.
La sacarosa es undisacárido constituido por una molécula de (D)-glucosa y una de (D)-fructosa. La hidrólisis se efectúa en un medio ácido, a través del cual primero se protona el átomo de oxígeno de la unión glicosídicapara producir el intermediario (2). En realidad, se puede protonar cualquier átomo de oxígeno de la molécula (1), pero para simplificar el mecanismo sólo se considera el equilibrio que da lugar a losproductos principales de la reacción de hidrólisis.

La ruptura del enlace C-O sucede a través de 2 formas, las cuales implican la formación de los anómeros α- y β- de cada uno de los dosmonocarbohidratos:
1) Si se rompe el enlace C-O entre el anillo de la glucosa y el átomo de oxígeno, se forma un carbocatión, el cual es estabilizado por el átomo de oxígeno para originar el carbocatiónestabilizado (3) y la α-(D)-fructofuranosa (4).

Como dentro de la estructura del intermediario (3) se encuentra un carbocatión con hibridación sp2, esto implica que el agua que actúa como nucleófilose puede adicionar por la cara superior o por la inferior de dicho intermediario. Si el ataque se lleva a cabo por la cara superior del carbocatión, se forma el intermediario protonado (5) el cual, através de un equilibrio ácido-base, permite obtener la β-(D)-glucopiranosa, β-(5).

Si la reacción de adición se efectúa por la parte inferior del carbocatión (3), se obtiene el intermediario (6),el cual mediante un equilibrio ácido-base permite obtener la α-(D)-glucopiranosa, α-(5).

2) Si en el intermediario (2) se rompe el enlace C-O entre el anillo de la (D)-fructofuranosa y el átomode oxígeno, se forma un carbocatión, el cual es estabilizado por el átomo de oxígeno para producir el carbocatión estabilizado (7) y la α-(D)-glucopiranosa, α-(5).

Si el nucleófilo presente en...