1
REACCIONES DE COMPUESTOS ORGÁNICOS ALCANOS: Combus Combu sti ón u ox idaci ón de alcan os: os:
CnH2n + O2 Las reacciones de los alcanos o compuestos orgánicos saturados pueden ser :
1. En reacciones con exceso de Oxigeno o reacción completa H3C CH2 CH3 + O2
Propano
CO2 + H2O
Oxígeno
Dióxido de carbono + agua
2. En reacciones con Oxigeno parcial o reacción parcial H3C CH2 CH3 + O2
Propano
Oxígeno
CO + H2O
Monóxido de carbono + agua
3. En reacciones con Oxigeno Mínimo H3C CH2 CH3 + O2
Propano
C + H2O
Oxígeno
Carbono u hollin + agua
H alogenación de alcanos alcan os: :
La reacción de los alcanos con halógenos sería Luz UV
C H + X2 Temperatura
C X + HX
Ejemplo : H3C CH2 CH2 CH2 Br + HBr H3C CH2 CH2 CH3 + Br 2
Luz UV Temperatura
Br H3C CH2 CH CH3 + HBr
n-Butano Nitración:
Bromo
Bromobutano y 2-bromobutano (mayor proporción)
2
La Nitración La Nitración de los alcanos sería : C H + HNO3
Temperatura
C NO2 + H2O
Ejemplo:
H3C CH2 CH2 CH2 NO2 + H2O H3C CH2 CH2 CH3 + HNO3
n-Butano
400 ºC Aproximadamente
Ácido nítrico
NO2 H3C CH2 CH CH3 + H2O
Nitromobutano y 2-nitrobutano (mayor proporción)
CICLOALCANOS
H alogenación de ci ci cloal canos (por sustit uci ón electrof íli ca): Luz o
H + X2
X + HX
Cicloalcano
Derivado o halogenuro de cicloalquilo
Ejemplo: H + Br 2
Br + HBr
ALQUENOS Y ALQUINOS Los alquenos u olefinas presentan las siguientes reacciones : H i droge dr ogenaci nació ón o r educción catal ítica ti ca de al al quenos (re (r eaccion de adici adici ón)
C C + [H]
M
C C
Alqueno Agente reductor alcano M = Ni, Pt, Pd, Cu, Co, Ag, etc o metales Ejemplo :
2
La Nitración La Nitración de los alcanos sería : C H + HNO3
Temperatura
C NO2 + H2O
Ejemplo:
H3C CH2 CH2 CH2 NO2 + H2O H3C CH2 CH2 CH3 + HNO3
n-Butano
400 ºC Aproximadamente
Ácido nítrico
NO2 H3C CH2 CH CH3 + H2O
Nitromobutano y 2-nitrobutano (mayor proporción)
CICLOALCANOS
H alogenación de ci ci cloal canos (por sustit uci ón electrof íli ca): Luz o
H + X2
X + HX
Cicloalcano
Derivado o halogenuro de cicloalquilo
Ejemplo: H + Br 2
Br + HBr
ALQUENOS Y ALQUINOS Los alquenos u olefinas presentan las siguientes reacciones : H i droge dr ogenaci nació ón o r educción catal ítica ti ca de al al quenos (re (r eaccion de adici adici ón)
C C + [H]
M
C C
Alqueno Agente reductor alcano M = Ni, Pt, Pd, Cu, Co, Ag, etc o metales Ejemplo :
3
H2C CH CH3 + H2 Propeno
Pt
H3C CH2 CH3
Hidrógeno
n-Propano
H i drohal dr ohal ogenaci ogenació ón de alqu enos (r eaccion de adici ón) o adici ón de ácidos H X
X H C C
C C + HX Alqueno Haloácido Ejemplo :
Halogenuro de alcano
H3C CH2 CH2 CH2 Cl Mínima cantidad H3C CH2CH CH2 + HCl
Cl H3C CH2 CH CH3 Compuesto mayoritario
El compuesto mayoritario se define con la regla de Markovnicov : El hidrógeno se adiciona al carbono con mayor número de hidrógenos H alogenación de alqu alqu enos (r eaccion de adición) o adi ción de hal ógenos genos X 2 2
X X C C
C C + X2 Alqueno Halógeno
Dihalogenuro de alcano
Ejemplo : H3C CH CH CH3 + Br 2 2-Buteno
Br Br CH3 CH CH CH3 2,3 Dibromobutano
Oxi dación dación de alqu enos
C C + [O]
H2O
C C OH OH
Alqueno Agente Oxidante
Glicol o diol
4
Ejemplo H3C CH CH2 + KMnO4
H3C CH CH2 OH OH Agente oxidante Propanodiol
Propeno
CICLOALQUENOS
Adición de hal oácidos:
H + HX X Cicloalqueno + haloácido = Derivado o halogenuro de cicloalquilo
Ejemplo: CH3
CH3
Br + HBr
1-Metil ciclohexeno 1-Bromo-1metilciclohexano
Adi ción de hal ógenos:
X + X2 X Cicloalqueno + halógeno = dihalogenuro de cicloalquilo
Ejemplo:
Cl
+ Cl2 Cl Ciclobuteno + Cloro = 1,2 Diclorociclobuteno
5
ALQUINOS Adi ción de hi drógeno o hidrogenación catal íti ca (reducción de alqui nos)
En una primera hidrogenación catalítica o reducción parcial se produce un alqueno y una segunda hidrogenación produciría el alcano: + [H]
C C
Alquino
M
Agente reductor
H
H C C + [H]
H H C C H H Alcano
M
Alqueno
Ejemplo : H3C C C CH2 CH3 + H2
Ni
2-Pentino
H H Ni H3C C C CH2 CH3 + H2
H H H3C C C CH2 CH3 H H
2-Penteno
n-pentano
Adi ción de hal oácidos (adición por h idr ohal ogenación).
H X C C + HX H X Halogenoácido Derivado monohalogenado Dihalugenuro de alcano H
C C
Alquino
X C C
HX
Nota : Recordar regla de Marcovnikoff con respecto a hidrógenos. Ejemplos :
H3C C C CH2 CH3+ HBr
2-Pentino
H Br HBr H3C C C CH2 CH3
3-Bromo2-penteno
H Br H3C C C CH2 CH3 H Br 3,3-Dibromopentano
También puede darse sustitución con diferentes haloácidos o reacción mixta: HC C CH2 CH3+ HBr
H Br HC C CH2 CH3
1-Butino
2-Bromo-1-buteno
HI
H Br HC C CH2 CH3 H I 2-Bromo, 2-yodobutano
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Adi ción de hal ógenos (hal ogenación)
X C C
Alquino
+ X2
Halógeno
X C C
X X C C X X Tetrahalogenoalcano
X2
Dihalogeno alqueno
Ejemplo : Cl Cl HC C CH2 CH3
HC C CH2 CH3+ Cl2
1-Butino
Cl2
1,2-Diclorobuteno
Cl Cl HC C CH2 CH3 Cl Cl 1,1,2,2-Tetraclorobutano.
Adi ción de agua a l os alqui nos (hidr atación)
C C
Alquino
+ H OH
Catalizador
Agua
OH C C H
O C CH2
Tautomerización
Enol (muy inestable)
Aldehído o cetona (estable)
Nota : Si el alquino es el etino o acetileno se produce un aldehído y si el triple enlace está entre 2 carbonos se producirá una cetona. Ejemplos : 1. Producción del acetaldehído o etanaldehído : HgSO H C C H + H OH H2SO44
Etino o acetileno
H OH Tautomerización C C H H
Etenol (inestable)
O H C CH3
Etanal o acetaldehído (estable)
2. Producción de una cetona :
HC C CH2 CH3 + H 1-Butino
HgSO OH H2SO44
Agua
H OH HC C CH2 CH3 2-Butenol (inestable)
Tautomerización
H O HC C CH2 CH3 H 2-Cetona
7
AROMÁTICOS H alogenación (susti tución electr ofílica sobr e aromáti co)
X + HX
+ X2
Benceno Halógeno
Halogenuro aromático + Haloácido
Ejemplos: Cl2
Cl + HCl
Fe Br 2
Br + HBr
Fe
Benceno
Cloro y Bromo benceno de arriba a bajo 1. Con una luz de gran in tensidad: Cl
+ 3Cl2
Cl
Cl
Cl
Cl
Luz Intensa
Cl
Benceno
Hexaclorociclohexano
Nitr ación de Aromáti cos (sustitución electr ofílica).
NO2
HO NO2 H2SO4 + HNO3
Benceno ácido nítrico
+ H2O
Nitrobenceno
Al quilación o sustitución con un r adical alqui lo comúnmente con Al Cl3 conocida como r eacción de Fr iedel-Crafts.
+ R X
AlCl3 Friedel-Crafts
R + HX
Benceno Halogenuro de alquilo Alquilo aromático + haloácido
8
Ejemplos: + H3C Br
CH3
AlCl3
Benceno Bromometano CH3 + H3C C Cl H
+ HBr Tolueno o metilbenceno CH3 CH + HCl CH3
AlCl3
Benceno cloroisopropil
Isopropil benceno
ALCOHOLES 1. REACCI ONES CON ROM PIM I ENTO DE ENL ACES C-OH .
R OH
Reacciones con hal oácidos (sustit uci ón nu cleofílica)
R OH + HX Alcohol Haloácido
R X + H2O Halogenuro de alquilo + agua
Ejemplos: 1. Alcoholes primarios:
H3C CH2 CH2 CH2 OH + HBr 1-butanol
H3C CH2 CH2 CH2 Br + H2O 1-Bromobutano
2. Alcoholes secundarios:
H3C CH CH2 CH3 + HI OH 2- Butanol
H3C CH CH2 CH3 + H2O I 2-Yodobutano
3. Alcoholes terciarios: CH3 H3C C OH + HCl CH3
CH3 H3C C Cl + H2O CH3
9
2-metil-2-propanol
2-Cloro-2metilpropano
Deshi dratación (eli minación de agua en u n alcohol)
R CH2 OH
Deshidratante (- H2O)
Alcohol
R CH
CH2 + H2O
Alqueno
Ejemplos: H2SO4 H3C CH2 CH CH2 + H2O H3C CH2 CH2 CH2 OH (Deshidratante) 1-Butanol 1-Buteno
Cuando hay dos tipos posibles de eliminación se presentará la producción de isómeros de posición tal como sigue: H3C CH2 CH CH2 1-Buteno H3PO4 H3C CH2 CH CH3 (Deshidratante) OH H3C CH CH CH3 2-Buteno ROM PIM I ENTO DEL ENL ACE O-H
RO
H Ester if icación (f ormación de é steres a partir de un alcohol con u n ácido car boxi lico o u n deri vado de este, por medio de reacciones de sustituci ón)
O O Reversible RO H + C R' R' C + H2O OH OR
Con fenoles y ácidos carboxílicos O O Reversible O H + C R' R' C X O Y también con anhídridos
+ HX
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O O O Reversible R' C C R'' O H +R C O O
O + R'' C OH
En el caso anterior R’ y R’’ se pueden intercambiar Ejemplos:
O Reversible O H3C CH2 CH2 OH + H3C CH2 C H3C CH2 C CH CH CH 2 2 3 OH O 1-Propanol Ácido propanóico Propanoato de propilo Con aromático y halogenuros de ácido O H3C CH2 C O
O OH + CH3 CH2 C Cl Fenol
Cloruro de propilo
+ HCl
Propanoato de fenilo
Con anhídridos O O OH + CH3 CH2 C C CH2 CH3 O
Fenol
Anhídrido propanóico
O H3C CH2 C O
O + H3C CH2 C OH
Propanoato de fenilo
ácido propanóico
Nota: Si los radicales del anhídro son diferentes se presentan 4 compuestos diferentes. Nitr ación de alcoh oles (con ácido nítr ico o H NO3)
RO H + HNO3
Alcohol ácido nítrico
RO NO2 + H2O R NO3 Nitroalcano
Ejemplo: H3C CH CH2 CH2 CH3 + HNO3 OH 2-pentanol
Ácido nítrico
H3C CH CH2 CH2 CH3 + H2O NO3
2-nitropentano
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Oxidación de alcoholes (con agentes oxi dantes fuertes se obti enen aldehídos y ceton as).
1. Depende si es alcohol primario; O
R CH2 OH
Alcohol primario
R C
O H
+ H2O
O
Aldehído
Ejemplos: KMnO H3C CH2 CH2 OH H2SO44
Alcohol 1º 1-Propanol
R C
O OH
Ácido carboxílico O KMnO4 H3C CH2 C H2SO4 H oxidación parcial Propanal
O H3C CH2 C OH oxidación completa Ácido propanóico
2. Si es alcohol secundario: O
R CH OH R' Alcohol 2º
O R C R' + H2O
Cetona
Ejemplo: K Cr O
2 7 H3C CH CH2 CH3 H22SO 4 OH
2-butanol
O H3C C CH2 CH3 + H2O 2-propanona
3. Alcoholes terciarios no reaccionan: R'' R C OH R' Alcohol 3º
O
Ejemplo: CH3 O H3C C OH CH3 2-metil-2-propanol
+ H2O
No reacciona
No reacciona
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Deshidr ogenación catalíti ca de alcoholes par a pr oducir aldehídos en presencia de metal es como la plata A g o el cobre Cu.
1. Alcohol Primario: R CH2 OH
O
Deshidrogenación
R C + H2 H Aldehído
Alcohol primario Ejemplo: H3C CH2 OH
Cu 500 ºC
Alcohol 1º Etanol
H3C C
Aldehído Etanal
O H
2. Alcohol secundario: R CH OH R'
O R C R' + H2
Deshidrogenación
Ejemplo: H3C CH OH CH3 Alcohol 2º 2-propanol
Cu 300 ºC
O H3C C CH3
Cetona propanona
Carácter ácido de los fenoles: OM + H2O
OH + MOH Fenol
Base
Fenóxido
Ejemplo: OH + NaOH
Fenol
Base
ONa + H2O
Fenóxido de sodio.
13
F enol es para pr oducir é teres aromáti cos:
OH + R X Fenol
NaOH
OR + HX
Haloalcano
Éter aromático
Ejemplo: OH + H3C CH2 Cl
Fenol
NaOH
Cloroetano
O CH2 CH3
Etilfeniléter
ÉTE RES Reacci on es de é teres con hal oáci dos.
R' O R + HX
RX + R OH
Éter
Haloalcano Alcohol
Ejemplo:
H3C CH2 O CH2 CH3 + HBr Éter dietílico
H3C CH2 Br + H3C CH2 OH
ácido bromhídrico
Bromoetano
etanol
El alcohol puede seguir reaccionando con el haloácido hasta formar otro halogenuro de alcano H3C CH2 OH + HBr etanol
H3C CH2 Br Bromoetano
Cuando el éter es mixto el halógeno se une al de menor peso molecular(PM) Ejemplo: OH + CH3 CH2 I
O CH2 CH3 + HI
Metilfeniéter ácido yodhídrico
Fenol
Yodoetano (menor PM)
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AL DE H ÍDOS Y CETONAS
Oxidación de Aldehidos
R C
O
O
H Aldehído
R C
O
OH Ácido carboxílico
Ejemplos: O K 2Cr 2O7 H3C CH2 C H2SO4 H
O H3C CH2 C OH
Propanal
ácido propanóico
1. Aldehídos Aromáticos O O KMNO4 CH2 C CH2 C H2SO4 H OH Fenil etanal ácido fenil etanóico
Reducción de aldehídos con producción de alcoholes primarios
O R C H Aldehído
[H]
OH R CH2
Alcohol 1º
Ejemplos: O Zn C + H2 HCl H
Aldehído Benzaldehído
O H3C CH2 C + H2 H Aldehído Propanal
CH2 OH
Alcohol 1º Fenil metanol o alcohol bencílico. Pd
H3C CH2 CH2 OH
Alcohol 1º 1-Propanol
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Reducción de cetonas para producir alcoholes secundarios
O R C R' Cetona
[H]
OH R CH R' Alcohol 2º
Ejemplos:
O H3C CH2 C CH3 Cetona 2-Butanona
OH H3C CH2 CH CH3 Alcohol 2º 2-Butanol
Ni
O + H2 LiAlH4
Ciclopentanona
OH
Ciclopentanol
Si se utiliza una amalgama de Zn o cinc con mercurio se obtienen reducciones hasta los hidrocarburos a partir de aldehídos o cetonas: 1. Con aldehídos: O R C H Aldehído
Zn(Hg) HCl
R CH3
Hidrocarburo
Ejemplo:
O H3C CH2 CH2 CH2 C H Pentanal
Zn(Hg) HCl
2. Con cetonas: O R C R' Cetona
Zn(Hg) HCl
R CH3 Hidrocarburo
H3C CH2 CH2 CH2 CH3
n-pentano
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Ejemplo: O C CH2 CH2 CH3
Zn(Hg)
Fenilpropilcetona
CH2 CH2 CH2 CH3
HCl
Butilbenceno
Adición de radicales a grupo carbonilo (C=O) con un Grignard o reacción de Grignard (un halogenuro de alquil-magnesio o R-Mg-X) 1. Únicamente el metanal o formaldehído con Grignard produciría un alcohol primario:
H C
O
H Metanal
+
R Mg X
H2O
Reactivo de Grignard
R CH2 OH + Mg(OH)X
Alcohol 1º
Ejemplo: H C
O H
Metanal
+ H3C Mg Br H2O
Bromuro de metil magnesio
H3C CH2 OH + Mg(OH)Br
Etanol Alcohol 1º
2. Para otros aldehídos se producirán alcoholes secundarios OH O H2O R CH R' + Mg(OH)X R C + R' Mg X H Aldehído Reactivo de Grignard Alcohol 2º Ejemplo: H3C CH2 C
O
+ H3C CH2 Mg Cl
H2O
H Aldehído Reactivo de Grignard Alcohol 2º Propanaldehído Cloruro de etil magnesio
OH H3C CH2 CH CH2 CH3 + Mg(OH)Cl
3-pentanol
3. Para las cetonas con el reactivo de Grignard se producirá un alcohol 3º O HO R C R' + R'' Mg X 2
Cetona
R. Grignard
OH R C R'' R' Alcohol 3º
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Ejemplo: OH C CH3 CH2 CH3
O H2O C CH3 + H3C CH2 Mg Br
Metlfenilcetona
Bromuro de etil-magnesio
2-fenil-2-butanol
ALDEHÍDOS Y CETONAS Adición de alcoh oles a aldehídos par a producir hemi acetal es y acetal es
H R C OH + HO R'' OR'
O R C + H OR' H
Aldehído
Alcohol
Hemiacetal (inestable) Alcohol
H R C OR'' + H2O OR'
Acetal (estable)
Ejemplos : O H C + H3C CH2 OH H
OH H3C CH2 OH H C H HCl O CH2 CH3
Metanal
Metanal etil hemiacetal
Etanol
O H3C C + H3C CH2 OH H Etanal Etanol
O C + H3C CH2 CH2 OH H
Fenil metanal Benzaldehído
1-Propanol
OCH2 CH3 H C H O CH2 CH3
Metanal etil acetal
OH OCH2 CH2 CH3 H3C CH2 CH2 OH H3C C H H3C C H HCl O CH2 CH3 O CH2 CH3 Etanal etil hemiacetal Etanal etil-propil acetal
H3C CH2 CH2 OH OH C H HCl O CH2 CH2 OH
Fenilmetanal propil Hemiacetal
OCH2 CH2 CH3 C H O CH2 CH2 CH3
Fenilmetanal propil Acetal
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Condensación aldólica entre aldehídos.
Para que se realice una condensación aldólica se debe cumplir que la molécula tenga Hidrogenos a o hidrógenos unidos a un carbono adyacente a un grupo carbonilo, en este caso aldehido. Y la reacción se realiza en un medio básico. Hidrógeno
R CH2
O C H
Aldehído
H O R' C C H H
OH R CH2 C H O HC C H R' Aldol
OH
Aldehído con
OH O R CH2 CH CH C H R'
=
Aldol
Ejemplo : H O O H3C CH2 C + H3C CH C H H
Propanal
NaOH
Propanal
OH CH3 O H3C CH2 CH CH C H
2-metil,3-hidroxipentanal (aldol)
Condensación cetólica entre ceton as.
Como en el caso anterior pero esta reacción se da entre cetonas y produce un cetol : H O O R C + R'' C C H R''' R'
Cetona
Cetona con
OH
OH R C R' O HC C R''' R'' Cetol
OH O R C CH C R''' R' R''
=
Cetol
Ejemplo : OH CH3 O H3C CH2 C CH C CH2 CH3 CH2 CH3 Etil, 3-Hidroxi, 3-etil, 2-metil Propanona (cetol)
O H O NaOH H3C CH2 C CH2 CH3 + H3C CH C CH2 CH3
Dietilcetona
Dietilcetona
Nota: Las reacciones anteriores entre aldehídos y entre cetonas se pueden dar con aldehídos y cetonas diferentes o entre aldehidos y cetonas, mientras contengan hidrógenos alfa.
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DERIVADOS DE ÁCIDOS CARBOXILICOS 1. HALOGENUROS DE ÁCIDO O ACILO H idrólisis de los hal ogenur os de ácido :
O O R C + H2O R C + HCl Cl OH Cloruro de acilo + Agua Ácido carboxílico
Ejemplo : O O CH3 CH C + HCl CH3 CH C + H2O OH OH OH Cl Cloruro 2-hidroxi de propanoilo Ácido 2-Hidroxipropanóico Alcohóli sis o reacción con alcohol es de los hal ogenuros de ácido
O R C + R'O H Cl
Cloruro de acilo + Alcohol
O R C + HCl OR'
Éster
Ejemplo : O C + Cl
CH2 OH
O C O CH2
Cloruro de benzoílo o + Fenil metanol o Benzoato de bencilo o Cloruro de fenil metanoilo Alcohol bencílico Fenil metanoato de fenil metilo.
Amon ólisis o reacción con amon íaco.
O O R C + 2NH3 R C + NH4Cl Cl NH2 Cloruro de acilo + Amoníaco Amida + Cloruro de amonio Ejemplo :
20
O H3C CH2 CH2 C + 2NH3 Cl
O H3C CH2 CH2 C + NH4Cl NH2
Cloruro de butanoilo
Butilamida
cloruro de amonio
2. ÉSTERES H idr óli sis de é steres
O R C + H2O OR' Éster
O R C + R' OH OH Ácido Alcohol
Ejemplo : H3C
O + H2O C O CH2 CH3
p-metilfenil metanoato de etilo
H3C
O C + H3C CH2OH OH
Ácido 4-metilfenilmetanóico + etanol.
Amonóli sis de é steres o r eacción con amoníaco.
O + NH3 R C OR' Éster Amoníaco
O R C + R' OH NH2 Amida Alcohol
Ejemplo : O + NH3 H3C CH2 CH2 CH2 C O CH CH3 CH3
Pentanoato de isopropilo o Pentanoato de 1-metil etilo
OH O H3C CH2 CH2 CH2 C + H3C CH CH3 NH2
Pentilamida
isopropanol o 2-propanol
21
3. ANHÍDRIDOS H idrólisis de los anh ídr idos :
O O R C C R' + H2O O Anhídrido Agua
O O R C + R' C OH OH Ácidos carboxílicos
Nota: R y R’ pueden o no ser iguales.
Ejemplo: O O H3C CH2 CH2 C C CH2 CH3 + H2O O Anhídrido propanóico butanóico
O O H3C CH2 CH2 C + H3C CH2 C OH OH Ácido butanóico Ácido propanóico
Al cohólisis o r eacción con alcoholes de los anhídridos
O O R C C R' + R'' OH O Anhídrido Alcohol
O O R C + R' C OH OR'' Éster Ácido carboxílico
Ejemplo : CH3 O O CH3 CH2 C C CH3 + H3C CH OH O Anhídrido etanóico propanóico 2-propanol
O O CH3 + H3C C CH3 CH2 C OH O CH CH3 Propanoato de isopropilo Ácido etanóico Propanoato de 1metiletilo Ácido acético.
Amonólisis o r eacción de anh ídr idos con amoníaco.
O O R C C R' + 2NH3 O Anhídrido Amoníaco
Ejemplo:
O O R C + R' C ONH4 NH2 Amida Sal de amonio
22
O + H3C CH2 CH2 C NH2
OO C H3C CH2 CH2 C O
O H3C CH2 CH2 C
+ ONH4
AMIDAS. H idr óli sis de ami das:
R C + H2O NH2 Amida Agua
O +NH3 R C OH Ácido carboxílico + Amoníaco
Ejemplo: O H3C CH2 CH2 C + H2O NH2 Butanoamida
ONH4
O C NH2
Mezcla: Butanoamida + fenil carboxilato de amonio y Fenil metanoamida + Butanoato de amonio.
COMPUESTOS NITROGENADOS
O
C
+ 2NH3
Anhídrido butanóico fenilmetanóico
O
O H3C CH2 CH2 C + NH3 OH Ácido butanóico Amoníaco
Cuando se encuentra en un medio ácido o básico las amidas producen: O HA R C + NH4A Ác inorg O OH R C + H2O O NH2 Álcali R C + NH3 MOH OM Amida Agua Ácido carboxílico + Sal de amonio (Ácido inorgánico) Sal orgánica + Amoníaco (Base fuerte)
23
Ejemplo: MOH
CH3 O + NH4Cl H3C CH CH2 C Ác inorg OH Ácido 3-metil-butanóico Cloruro de amonio HCl
CH3 O + H2O H3C CH CH2 C NH2
CH3 O + NH3 H3C CH CH2 C NaOH ONa 3-metil butanoato de sodio Amoníaco Álcali
3-metil butanoamida
Deshi dratación de amidas
Producen pérdida de agua generando nitrilos: O Agente R C N + H2O R C Deshidratante NH2 Amida Nitrilo Ejemplo: (sistema deshidratante P2O5) O P2O5 CH2 C N + H2O CH2 C NH2 Fenil etanoamida Deshidratante Feniletanonitrilo.
Degradación de Hoffman: Obtención de aminas a partir de una amida en presencia de un halógeno (cloro bromo) para producir una amina.
O R C + Br 2 + 4KOH NH2 Amida
R NH2 + 2KBr + 2K 2CO3 + 2H2O Amina
Ejemplo:
O H3C CH2 CH2 C + Br 2 + 4KOH NH2 Butanoamida
H3C CH2 CH2 CH2 NH2 + 2KBr + 2K 2CO3 + 2H2O 1- Butilamina
24
OBTENCIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS ALCANOS
H idrogenación catal íti ca de compestos no-satu rados: 1. H idrogenación o r educción catal ítica de alquenos (reaccion de adici ón)
C C + [H]
M
C C
Alqueno Agente reductor Ejemplo: H3C CH CH CH3 + H2 2-Buteno
alcano Pt
H3C CH2 CH2 CH3 n-Butano
2. Adi ción de hi drógeno o h idr ogenación catal ítica (reducción de alqui nos)
En una primera hidrogenación catalítica o reducción parcial se produce un alqueno y una segunda hidrogenación produciría el alcano: C C
Alquino
+ [H]
H
M
Agente reductor
H C C + [H]
H H C C H H Alcano
M
Alqueno
Ejemplo: H3C C C CH3 + H2
2-Butino
Ni
H H H3C C C CH3 + H2
Ni
2-Buteno
Deshi drohal ogenación o r educción catalítica de hal ogenu ros de alqu il o.
X C
+ H2
Me/H+
C H + HX
Halogenuro de alquilo + Hidrógeno = Alcano + haloácido
Br Zn H3C CH CH2 CH3 + 1/2H2 HCl 2-Bromobutano
H H H3C C C CH3 H H n-butano
H H CH3 CH CH CH3 n-Butano
H idr óli sis de los reactivos de Grignar d
25
2R Mg X + 2H2O Reactivos de Grignard
2R H + Mg(OH)2 + MgX2 Alcano
Ejemplo:
2H3C CH2 CH2 CH2 CH3 + Mg(OH)2 + MgI2
2H3C CH2 CH2 CH2 CH2 Mg I + 2H2O
Yoduro de pentilmagnesio
n-pentano
Condensación de 2 moléculas de halogenuros de alquilo en presencia de un metal alcalino (reacción de Wurtz)
2R R' + 2NaX R X + 2Na + R' X Halogenuro + Metal + Halogenuro = Alcano + Sal de sodio del halogenuro de alquilo alcalino de alquilo Ejemplos: 3. 2 halogenuros de alquilo iguales:
H3C CH CH CH3 + 2NaI CH3 CH3 2,3-Dimetilbutano.
H3C CH I + 2Na + H3C CH I CH3 CH3 2-yodopropano + Sodio + 2-yodopropano
4. 2 halogenuros de alquilo diferentes Depende del tipo de reacción que se de, ya que al tener una mezcla se producen diferentes compuestos. H3C CH2 CH2 CH3 n-Butano I+I H3C CH2 I + 2Na + H3C CH I CH3 I II
H3C CH2 CH CH3 2-Metibutano CH3 I + II H3C CH CH CH3 2,3-Dimetibutano CH3 CH3 II +II
CICLOALCANOS
Obtención de cicloalcanos a parti r de hal ogenu ros de alqu il o en carbonos no vecin ales o no adyacentes:
26
CH2 R CH X
CH R' + Zn X
Derivado dihalogenuro dealquilo En carbono no adyacente o vecinal
+ CH2 ZnCl2 Cicloalcano
H2C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2+ Zn Br Br 1,6 dibromohexano
+ ZnCl2
Ciclohexano
ALQUENOS Ir a sección de alcoholes de reacciones Deshi dratación (eli minación de agua en u n alcohol)
R CH2 OH
Deshidratante (- H2O)
Alcohol
R CH
CH2 + H2O
Alqueno
Ejemplos: H SO
2 4 H3C CH2 CH CH2 OH (Deshidratante) CH3 2-Metil-1-butanol
H3C CH2 C CH2 + H2O CH3 2-Metil-1-buteno
Cuando hay dos tipos posibles de eliminación se presentará la producción de isómeros de posición tal como sigue: H3C CH2 CH CH2 1-Buteno H3PO4 H3C CH2 CH CH3 (Deshidratante) OH H3C CH CH CH3 2-Buteno Deshi droh alogenación de hal ogenu ros de alcano (r eaccion de eli minación) o eli mi nación de HX
X H C C
MOH Alcohol
C C + MX + H2O
Halogenurode alquilo Alqueno Ejemplo :
27
H3C CH2 CH2 CH2 Cl 1-Clorobutano
H3C CH2CH CH2 + KCl + H2O + KOH
1-Buteno
Alcohol
Cl H3C CH2 CH CH3 2-Clorobutano
H3C CH CH CH3 + KCl + H2O 2-Buteno
Deshal ogenación de dih alogenuros de alqu ilos:
La reacción de los deshalogenación de derivados dihalogenados de alquilos sería : X X R C C R´' + Zn Dihalogenuro de alquilo
R R' C C + ZnX2 Alqueno
Ejemplo : I I CH3 CH CH CH3 + Zn 2,3 Diyodobutano
H3C CH CH CH3 + ZnI2 2-Buteno
ALQUINOS Obtención del etino o acetileno:
El único alquino industrialmente importante es el acetileno o etino el cual se produce a partir de carburo de calcio así : H C C H + Ca(OH)2 CaC2 + 2H2O Carburo de calcio + Agua = Acetileno o etino + hidróxido de calcio Deshal ogenación de dih alogenuros de alqu ilos:
La reacción de los deshalogenación de derivados dihalogenados de alquilos sería : X X KOH R C C R' NaNH2 R C C R' R C C R' Alcohol H X H H Dihalogenuro de alquilo Halogenuro de alqueno Alquino
Ejemplo :
28
Br Br NaNH2 KOH CH3 C C CH3 Alcohol H3C C C CH3 + KBr H H Br H 2,3 Dibromobutano 2-Bromo-2-buteno
H3C C
C
CH3 + NH3
2-Butino
Deshal ogenación de tetrah alogenuros de alqu ilos:
La reacción de los deshalogenación de derivados tetrahalogenados de alquilos sería : X X R C C R' + 2Zn X X Dihalogenuro de alquilo
R R' C C + 2ZnX2
Alqueno
Ejemplo : Cl Cl CH3 C CH + 2Zn Cl Cl 1,1,2,2 Tetracloropropano
H3C
C
CH + 2ZnCl2
Propino
ALCOHOLES H idróli sis de compuestos der ivados hal ogenados (sustitución n ucl eofílica)
R X
MOH H2O
R OH + MX
Halogenuro de alquilo = Alcohol + Sal de haluro Ejemplos: CH3 CH2 CH2 Br NaOH HO 2
1-Bromopropano
1-Propanol KOH
CH2Cl H2O
Fenil clorometano
CH3 CH2 CH2 OH + NaBr
CH2OH + KCl
Fenil metanol
Obtención de alcoholes a partir de aldehídos o cetonas con la reacción de Gri gnar d
1. Únicamente el metanal o formaldehído con Grignard produciría un alcohol primario:
29
H C
O
H Metanal
+
R Mg X
H2O
R CH2 OH + Mg(OH)X
Reactivo de Grignard Alcohol 1º
Ejemplo: O H C H + CH3 CH2 Mg I
Metanal
H2O
CH3 CH2 CH2 OH + Mg(OH)I
Yoduro de etil magnesio
1-Propanol Alcohol primario
2. Para otros aldehídos se producirán alcoholes secundarios OH O H2O R CH R' + Mg(OH)X R C + R' Mg X H Aldehído Reactivo de Grignard Alcohol 2º Ejemplo: H3C CH2 C
O
+ H3C Mg Cl
H2O
OH CH3 CH CH2 CH3 + Mg(OH)Cl
H Propanaldehído Cloruro de metil magnesio 2-Butanol Aldehído Reactivo de Grignard Alcohol secundario
3. Para las cetonas con el reactivo de Grignard se producirá un alcohol 3º O HO R C R' + R'' Mg X 2
Cetona
R. Grignard
OH R C R'' R' Alcohol 3º
Ejemplo: OH C CH3 CH2 CH3
O H2O C CH3 + H3C CH2 Mg Br
3-Ciclohexenil etanona Bromuro de etil-magnesio
3-Ciclohexenil-2-butanol.
ÉTERES Obtenci ón de é teres por deshidr atación con ácido sul fúr ico (H 2 SO ): 4
30
2 R OH Alcohol
H2SO4
R O R + H2O Éter simétrico + Agua
Ejemplo : H SO 2 H3C CH2 OH 2 4 Etanol
H3C CH2 O CH2 CH3 + H2O Dietil éter
Obtención de é ter es por Síntesis de Williamson:
La síntesis de Williamson es la reacción de un halogenuro de alquilo con un alcóxido. R O R' + MX R X + M+-O R' Halogenuro de + Alcóxido de = Éter + Sal Alquilo metal alcalino Ejemplos :
O CH2 CH3 + NaCl
Cl + Na OCH2CH3 Cloro ciclobutano Etóxido de sodio Br +
Butiletiléter O + NaBr
Na O
Bromobenceno Fenóxido de sodio
Difeniléter
ALDEHÍDOS Y CETONAS
Obtención por hi drogenación catalítica de alcohol es :
1. Obtención de aldehídos : Los aldehídos se obtienen a partir de un alcohol primario R CH2 OH
Deshidrogenación
Alcohol primario
O
R C + H2 H Aldehído
Ejemplo: CH2 OH
Ciclobuti metanol Alcohol primario
Cu 500 ºC
C
O
H Ciclobutil metanal Aldehído
