P1 Antecedentes
Páginas: 5 (1113 palabras)
Publicado: 23 de abril de 2015
Zayas López; Jorge Alberto
ANTECEDENTES – PRÁCTICA 1. SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA ARMOMÁTICA: NITRACIÓN
a) Reacciones de sustitución electrofílica aromática (SEA), características y mecanismo de reacción general.
En los compuestos aromáticos, los orbitales p no hibridados pueden atacar a un electrófilo fuerte uniéndose mediante un enlace sigma y formando un carbocatión (complejo sigma), elcual no es aromático. Esta condición es recuperada mediante la pérdida de un protón. De este modo, el proceso global fue una sustitución de electrófilos.
El complejo sigma es un estado de transición, es un proceso endotérmico y su formación requiere de bastante energía debido a la pérdida de aromaticidad en el compuesto. El segundo paso, la pérdida de un protón, es exotérmico debido a que se recuperala aromaticidad y se vuele a estabilizar. Por lo general es necesario el uso de ácidos de Lewis fuertes para que el electrófilo también sea más fuerte y se pueda adicionar al anillo. Los compuestos aromáticos se pueden nitrar, sulfonar, halogenar, alquilar y acilar.
Paso 1: el ataque del electrófilo da lugar al complejo sigma.
Paso 2: la pérdida de un protón da lugar al producto desustitución.
b) Efecto de los sustituyentes del anillo aromático en las reacciones de sustitución electrofílica aromática (reactividad y orientación). Ejemplos de sustituyentes activantes y desactivantes.
La naturaleza de los sustituyentes y sus posiciones relativas tiene importancia en la reactividad de un compuesto. La formación de un producto se puede justificar mediante las estabilidades de los estadosde transición. La carga positiva en el complejo sigma se puede repartir por resonancia en distintos carbonos del anillo, generando carbocationes secundarios y terciarios. La formación de productos orto-, meta- ó para- esta en función de la estabilidad de los estados intermedios que se generan anteriormente.
Cuando el anillo posee un grupo donador de electrones (como OH–), la rapidez de formacióndel producto de sustitución es mayor porque éste favorece el proceso, se dice que estos grupos electrodonadores son activantes. En el caso del grupo hidoxilo, dirige la sustitución hacia posiciones orto- y para-, se dice entonces que es un orto- y para-director.
También existen sustituyentes con electrones no enlazantes, los cuales estabilizan al complejo sigma mediante estabilización porresonancia, en donde hay un átomo en el sustituyentes que actúa como donante de resonancia o donante pi. (Ej. grupo metoxilo). Esta estabilización se debe al enlace pi entre el sustituyente y el anillo.
Un sustituyente sustractor de electrones desactiva las posiciones orto y para, haciendo las posiciones meta más reactivas. Los meta-directores o meta-orientadores desactivan menos las posiciones metaque las orto y para, lo por lo que en una reacción de sustitución se produce una sustitución meta. Un sustituyente desactivante es un grupo con una carga positiva (o carga parcial positiva) en el átomo enlazado al anillo aromático.
Por otra parte los halógenos son grupos desactivante pero orto- y para-directores. Los halógenos son fuertemente electronegativos y atraen la densidad electrónica delcarbono del anillo al cual están enlazados. También tiene electrones no enlazantes que son susceptibles de donar densidad electrónica mediante enlaces pi (donación por resonancia). Se da lugar a un ión halonio, el cual es sigma-sustractor pero pi-donante.
Donantes
Donantes
Halógenos
Carbonilos
Otros
NH2
OH
OR
NHCOCH3
R
(alquilo)
(arilo)
F
Cl
Br
I
COR
COOH
COOR
SO3H
CN
NO2
N+R3
orto, para –directores
meta – directores
ACTIVACIÓN
DESACTIVACIÓN
c) Mecanismo de reacción de la obtención del ácido naftil-1-hidroxi-2,4-disulfónico.
d) Colorantes orgánicos sintéticos, tipos y características estructurales de cada tipo.
Los colorantes orgánicos se presentan como pigmentos o colorantes dependiendo de su constitución. Existen muchos tipos de colorantes y pigmentos debido a...
ANTECEDENTES – PRÁCTICA 1. SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA ARMOMÁTICA: NITRACIÓN
a) Reacciones de sustitución electrofílica aromática (SEA), características y mecanismo de reacción general.
En los compuestos aromáticos, los orbitales p no hibridados pueden atacar a un electrófilo fuerte uniéndose mediante un enlace sigma y formando un carbocatión (complejo sigma), elcual no es aromático. Esta condición es recuperada mediante la pérdida de un protón. De este modo, el proceso global fue una sustitución de electrófilos.
El complejo sigma es un estado de transición, es un proceso endotérmico y su formación requiere de bastante energía debido a la pérdida de aromaticidad en el compuesto. El segundo paso, la pérdida de un protón, es exotérmico debido a que se recuperala aromaticidad y se vuele a estabilizar. Por lo general es necesario el uso de ácidos de Lewis fuertes para que el electrófilo también sea más fuerte y se pueda adicionar al anillo. Los compuestos aromáticos se pueden nitrar, sulfonar, halogenar, alquilar y acilar.
Paso 1: el ataque del electrófilo da lugar al complejo sigma.
Paso 2: la pérdida de un protón da lugar al producto desustitución.
b) Efecto de los sustituyentes del anillo aromático en las reacciones de sustitución electrofílica aromática (reactividad y orientación). Ejemplos de sustituyentes activantes y desactivantes.
La naturaleza de los sustituyentes y sus posiciones relativas tiene importancia en la reactividad de un compuesto. La formación de un producto se puede justificar mediante las estabilidades de los estadosde transición. La carga positiva en el complejo sigma se puede repartir por resonancia en distintos carbonos del anillo, generando carbocationes secundarios y terciarios. La formación de productos orto-, meta- ó para- esta en función de la estabilidad de los estados intermedios que se generan anteriormente.
Cuando el anillo posee un grupo donador de electrones (como OH–), la rapidez de formacióndel producto de sustitución es mayor porque éste favorece el proceso, se dice que estos grupos electrodonadores son activantes. En el caso del grupo hidoxilo, dirige la sustitución hacia posiciones orto- y para-, se dice entonces que es un orto- y para-director.
También existen sustituyentes con electrones no enlazantes, los cuales estabilizan al complejo sigma mediante estabilización porresonancia, en donde hay un átomo en el sustituyentes que actúa como donante de resonancia o donante pi. (Ej. grupo metoxilo). Esta estabilización se debe al enlace pi entre el sustituyente y el anillo.
Un sustituyente sustractor de electrones desactiva las posiciones orto y para, haciendo las posiciones meta más reactivas. Los meta-directores o meta-orientadores desactivan menos las posiciones metaque las orto y para, lo por lo que en una reacción de sustitución se produce una sustitución meta. Un sustituyente desactivante es un grupo con una carga positiva (o carga parcial positiva) en el átomo enlazado al anillo aromático.
Por otra parte los halógenos son grupos desactivante pero orto- y para-directores. Los halógenos son fuertemente electronegativos y atraen la densidad electrónica delcarbono del anillo al cual están enlazados. También tiene electrones no enlazantes que son susceptibles de donar densidad electrónica mediante enlaces pi (donación por resonancia). Se da lugar a un ión halonio, el cual es sigma-sustractor pero pi-donante.
Donantes
Donantes
Halógenos
Carbonilos
Otros
NH2
OH
OR
NHCOCH3
R
(alquilo)
(arilo)
F
Cl
Br
I
COR
COOH
COOR
SO3H
CN
NO2
N+R3
orto, para –directores
meta – directores
ACTIVACIÓN
DESACTIVACIÓN
c) Mecanismo de reacción de la obtención del ácido naftil-1-hidroxi-2,4-disulfónico.
d) Colorantes orgánicos sintéticos, tipos y características estructurales de cada tipo.
Los colorantes orgánicos se presentan como pigmentos o colorantes dependiendo de su constitución. Existen muchos tipos de colorantes y pigmentos debido a...
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