problemario de ejercicios de química orgánica
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA “BENITO JUÁREZ”
DE OAXACA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS.
QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO
PROBLEMARIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II
ALUMNO:
VALDIVIESO MENDEZ DAVID IRVIN
CATEDRÁTICO:
JULIO CÉSAR REYES
Oaxaca de Juárez Oaxaca, junio de 2010
Ejercicio 1.
El tratamiento de un compuesto A con sosa concentrada proporcionó
un compuesto B, el cual por tratamiento con permanganato potásico 10 M a 100 °C dio un ácido cuya composición es 26.10% C y 4.38% H con un peso de 46.025 uma y ácido 2,2-dimetilpropiónico. Por otra parte, la reacción de B con ácido bromhídrico dio tres productos, a saber: C, D y D'. El producto mayoritario, C, dio por reacción con potasa un compuesto E, el cual con ozono y cinc proporcionó únicamente acetona. Además, el producto B reaccionó con benceno en presencia de una cantidad catalítica de ácido para dar F como producto mayoritario que por calentamiento con un exceso de permanganato potásico dio un compuesto G de fórmula molecular C7H6O2, insoluble en agua, pero soluble en sosa diluida. Proponga estructuras para todos los compuestos mencionados y explique brevemente las reacciones que han tenido lugar. (Pista: El compuesto A tenía cloro y no era ópticamente activo).
Solución 26.10% C; 4.38% H; 69.52% O; PM= 46.025
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Fórmula empírica: CH2O2
P.M:46.0248
Fórmula molecular CH2O2
CH3
CH3
CH3
Cl
NaOH (conc)
CH3CH2
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
OH
O
KMnO4, 10 M
100°C+
O
H OH
HBr
CH3CH3
CH3
CH3
Br CH3CH3
CH3
CH3Br
CH3
CH3
CH3
Br
KOH
CH3CH3
CH3
CH3
O3
Zn
O
CH3CH3
2
B A
C D D
E
CH3CH2
CH3
CH3AlCl3
CH3
CH2
CH3
CH3
+
CH3
CH3
CH3
CH3
KMnO4O
OH
Ejercicio 2.
Dibuje 4 estereoisómeros del 4-metil-2-hexanol y dé la relación estructural entre todos ellos, así como la configuración absoluta de todos los
carbonos asimétricos.
Enantiómeros A y B C y D
Diasteroisómeros A y C B y C A y D B y D
Ejercicio 3. Un compuesto orgánico presenta los siguientes grupos funcionales: aldehído y alcohol. Dicho compuesto se introduce en un “tren de combustión” y una muestra de 5.17 mg da lugar a 10.32 mg de CO2 y 4.23 mg de agua. Dibuje una estructura topográfica y desarrollada para dicho compuesto. Por espectrometría de masas se determinó que el peso molecular es de 88.0656. Operaciones:
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4(R)-metil-2(S)-hexanol 4(S)-metil-2(R)-hexanol (S, S) 4-metil-2-hexanol (R, R) 4-metil-2hexanol
B F
G
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Formula empírica C2H4O
Formula molecular C4H8O2
Posibles Estructuras topográficas
Ejercicio 4.
Escriba los nombres de los productos (si los hay) de la reacción entre 1- isopropilciclopenteno y: a) Diborano en THF luego peróxido de hidrógeno e hidróxido sódico.
CH3
CH3
CH3
CH3
OH(BH3)2, THF
H2O2, NaOH
Producto: 2-isopropil ciclopentanol
b) Acido sulfúrico frío.
CH3
CH3
CH3
CH3
S
O
O
OHO
H2SO4
Producto: Sulfato ácido de 2-isopropil ciclopentano
c) Acido peroxifórmico y luego agua.
CH3
CH3
CH3
CH3
OH
OH
HCO3H
H2O
Producto: 1-isopropil 1,2- ciclopentanodiol
d) Agua de cloro.
CH3
CH3
CH3
CH3
OH
Cl
CH3
CH3
Cl
Cl
+Cl2
H2O
Productos: 2- cloro 1-isopropil ciclopentanol
1- isopropil (trans) 1,2- dicloro ciclopentano
e) Ozono, zinc y agua. CH3
CH3
O3, Zn
H2O
CH3
O
CH3
O
Producto: ácido 6- metil 5- oxo heptanoico
f) Bromo en tetracloruro de carbono.
CH3
CH3
CH3
CH3
Br
Br
Br2
CCl4
Producto: (trans) 1,2- dibromo 1- isopropil ciclopentano
g) Acetato mercúrico y agua luego borohidruro de sodio.
CH3
CH3
CH3
CH3
OH
1) Hg(OAc)2, H2O
2) NaBH4
Producto: 1- isopropil 1- pentanol
h) Acido bromhídrico y trazas de peróxido de benzoilo.
CH3
CH3
CH3
CH3
Br
HBr
O
O
O
O
Producto: 1- bromo 2- isopropil ciclopentano Ejercicio 5. Escriba las estructuras resonantes de:
A)
O
C+
CH3
H
O+
CH3
H
O+
CH2
+
C-
CH3
H
B)
C+
CH3
H
CH+
CH3
H
CH+
CH3
H
CH+
CH3
H
C+
CH3
H
C)
CH2 NHC
+CH3
H
CH2 N+
CH3
H
H
CH2
+N
CH3
H
H
Formula mínima: CH2 P.M. = 14 g
Formula molecular: C2H4
𝑛 𝑔
𝑔
Ejercicio 6.
Cuando 0.05 mol del hidrocarburo H se quema en presencia de oxígeno, se produce 4.4. g de CO2 y 1.8 g de H2O. Suponiendo que la combustión sea completa ¿Cuál es la fórmula empírica y cuál la molecular?
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1.2011 gr C + 0.2014 g H = 1.4 g ---------- 0.05 mol 28 g = X ------------ 1 mol Ejercicio 7. Escriba estructuras para: a) N’-metil N’-tertbutil 2-octenamida
b) 3-ciano 4-vinil 4,6-heptadienonitrilo
c) 4-isopropoxi 3,5-dihidroxi octanoato de isohexilo
d) Yoduro d 2-alil 4-ciano 5-ciclohexilundecanoilo
e) Anhídrido hexanóico
f) 3,5,7-nonatrienamina
g) Ácido 2-bencil 4-yodo octanóico
h) 2-etoxi 3-fluoro 4-pentenoato de sec-butilo
i) N’-etil N’-isopropil 2-cloro 2-butenamida
j) 3-isobutil 4-isopropil 3-octenal
k) 3-bromo 4-neopentil 5-ciclopropil 1,5-heptanodiol
l) Fluoruro de 3-alil 2-nitro 5-oxo pentanoilo Ejercicio 8. Nombre los siguientes: a)
6-amino 3-isopropil 4-hidroximetil 5-oxo heptanoato de isopropilo
b) Ácido 8-ciano 3-hidroxi 5,7-dimetil 2-sulfometil
octanoico. c)
N’-neopentil 4-etilamina 8-metil 2(E),
6(E),8-nonatrienamida
d) Bromuro de 6-t-butil 11-etil 4,5, 12-trimetil 7-nitro 3,9-dioxo tridecanoilo
e)
5-bencil-4-cloro-8-metil-2-oxo-6,8-nonadienal
Ejercicio 9.
Completa lo siguiente:
a) Tolueno más ácido sufúrico fumante.
CH3
H2SO
4
HSO3-
CH3
S
O
O
OH
+
CH3
S OO
OH
b) p-xileno más bromo en bromuro férrico.
CH3
CH3
CH3
CH3
BrBr
2
FeBr3
c) Etilbenceno más permanganato de potasio caliente.
CH3OHO
KMnO4
, conc
d) N´N´-dimetil p-etilanilina más bromo y luz uv.
NCH3CH3
CH3
Br2
NCH3CH3
CH3Br
e) Anisol más cloruro de acetilo en AlCl3.
OCH3
AlCl3
Cl
OO
CH3
CH3
O
+
OCH3
CH3
O
f) Acetanilida más cloruro de benzoilo y Al.
O NH CH3
O
NH CH3
O
Al
Cl
O
g) Benceno más ácido sulfúrico fumante y luego bromo en AlBr3.
S
O
O
OHH
2SO
4
HSO3-
Br2
AlBr3
S
O
O
OH
Br
h) Benceno más bromo en AlBr3 y luego ácido sulfúrico fumante.
S
O
O
OH
Br
H2SO
4
HSO3-
Br2
AlBr3
Br
i) m-nitro benzofenona más cloruro de etilo en ácido de Lewis.
O
N+
O-
O
AlCl3
Cl
O
N+
O-
O
j) Fenol más cloruro de propanoilo y AlCl3.
OH
AlCl3
Cl
OOH
CH3O
+
CH3
O
OH
k) Un compuesto A (C7H8) más cloruro de alilo en ácido de Lewis dio B y C. B más ácido bromhídrico y peróxidos dio D (C10H13Br) el cual con AlCl3 y calor dio E. Por otro lado C más ácido bromhídrico y peróxidos dio F que con AlCl3 y calor dio G. Escriba las estructuras de A, B, C, D, E, F y G.
Ejercicio 10. Completa lo siguiente:
O
Cl
O
O
NO2
OH
O
BrO
Br
NH2
+AlCl3
+HNO3
H2SO4
+
Zn(Hg) HCl
+KMnO4
NaOH
+
Br2 hv
+MeONa
+
tBuOk
+HBr
+NH3
EXCESO
SN2
E2
Ejercicio 11.
El ibuprofeno es un analgésico antiinflamatorio que tiene diversos usos en medicina y es de venta libre. La síntesis del ibuprofeno se muestra a continuación. Completa en el esquema los cuadros faltantes
Ejercicio 12.
En la siguiente reacción de adición electrófila, cuál es el nucleófilo?
CH3
CH2
CH3
+ IN3 CH3
N3
CH3
I
a) N3- b) N
3+ c) I- d) I+
Ejercicio 13.
7. Complete lo siguiente:
Bromobenceno + Mg, éter A (C6H5Br)
Br
Mg
éter
Mg Br
A + óxido de etileno B (C8H10O)
MgBr OHO
+
B + PBr3 C (C8H9Br)
OH
+
Br
P Br
Br
Br
C + NaCN D
Br
+
CN
Na N
D + H2SO4.H2O, Δ E (C9H10O2)
CN
OH
O
H2SO4
H2O,
E + SOCl2 F (C9H9OCl)
OH
O
Cl
O
SO
Cl
Cl
+
F + HF G (C9H8O)
+
O
H FCl
O
G + H2, catalizador H (C9H10O)
O
H2
catalizador
OH
H + H2SO4, Δ I (C9H8)
OH
H2SO4
Ejercicio 14.
A partir de Nitrobenceno sintetice los siguientes:
a) Fluorobenceno.
NO2 NH2 NaNO2/HClNaBH4
N2
+ FNaBF4
a)
b) m-bromo benzonitrilo.
NO2 NH2 NaNO2/HClNaBH4
N2
+
CN-
CNAlCl3
CN
Br
Br2 +
b)
c) p-bromo etilbenceno.
NO2 NH2 NaNO2/HClNaBH4
N2
+
H2O, OH- luego H
+
OHPBr3
Br
+Cl
CH3FeBr3
Br
CH3
c)
Ejercicio 15.
Completa escribiendo en los cuadros ya sea el reactivo o producto.
Ejercicio 16.
El sabineno, el Δ3- caroteno y el α-pineno son productos naturales con
fórmula C10H16. La ozonólisis del sabineno, seguida de una reducción con
sulfuro de dimetilo, dio lugar al compuesto A. La misma reacción con el Δ3-
caroteno produce el compuesto B. Cuando el α-pineno se trata con KMnO4
produce el compuesto C ¿Cuáles son las estructuras de Sabineno, el Δ3-
caroteno y el α-pineno? Escribe sus estructuras en el cuadro que aparece
abajo.
Sabineno
Δ3- caroteno
α-pineno
Ejercicio 17.
Se encontró que el compuesto A (C5H8O) es ópticamente puro
(enantiómero S) y que puede transformarse en el compuesto B (C5H7Br) el cual es también ópticamente puro (enantiómero R) usando una secuencia de dos
pasos: 1.- CH3SO2Cl, trietilamina; 2.- LiBr. El compuesto B fue transformado en las moléculas aquirales C y D (ambas C5H9Br) al reaccionar con hidrógeno gaseoso en la presencia de un catalizador metálico. Cuando el compuesto B fue convertido al reactivo de Grignard correspondiente y a continuación hidrolizado con agua, se obtuvo el compuesto aquiral E (C5H8). Al tratar E con una solución de KMnO4 en medio ácido se formó F (C5H8O3). El espectro infrarrojo de F indicó la presencia de dos grupos carbonilos diferentes y la presencia de un grupo hidroxilo. Escriba las reacciones y las estructuras estereoquímicas de los compuestos A a F.
OH
N
Br
Br BrMg
KMnO4
O
OH
O H+
A B
B E
F
Br
C
+
1) CH3SO2Cl /
2) LiBr+ H2
Pt
+ Mg° + H2O
+
(C5H9Br)
(C5H8O) (C5H7Br)
(C5H8)
(C5H8O3)
Ejercicio 18.
Escriba reacciones que le permitan transformar las materias primas en
los productos indicados.
a) p-bromo nitrobenceno Benceno.
N+
O-
O
Br
LiAlH4 NH
H
Br
+ MgN
H
H
MgBr
NH3
NH
H
NaNO2
HCl, 0-5 oC
N+
NH3PO2
b) Ciclohexano 2-bromohexanodial.
Ejercicio 19.
Resuelve los ejercicios 14.23, 14.24, 14.26 (inciso e, f, j, k y r) 14.27 (inciso c,
e, i) 14.28, 14.38, 14.50 y 14.51 correspondientes a las paginas 696-708 del libro de QUIMICA ORGANICA, WINGROVE- CARET.
EJERCICIO 14.23
Dibuje la(s) estructura(s) del (los) principales(es) que se obtendrían (n) al introducir un átomo de cloro (por la sustitución aromática electrofílica) en los compuestos siguientes:
a) m- dinitrobenceno
b) P- metilanilina
c) p-tert – butiltolueno
d) o- nitrotolueno
e) m- nitrotolueno
f) m- nitrofenol
g) o- xileno (o- dimetilbenceno)
h) m- xileno
i) p- xileno
j)
k)
l)
m)
n)
o)
O
OH
Cl2/ FeCl3 O
OH
Cl
O
OH
Cl
+
p)
q)
r)
s)
t)
u)
CH3
N+
O-
O
Br
Cl2/ FeCl3CH3
N+
O-
O
Br
Cl
v)
CH3
Br
N+O
-
O
Cl2/ FeCl3CH3
Br
N+O
-
O
Cl
CH3
Br
N+O
-
O
Cl+
EJERCICIO 14.24
Complete las 14 reacciones siguientes al proporcionar el (los)
producto(s) orgánico (s), reactivos faltantes según se requiera. Los números
que están entre paréntesis (por ejemplo, (1) representan los elementos que
faltan. Emplee cualesquiera reactivos orgánicos o inorgánicos que se quiera.
Cuando es posible que falte más de un producto, señale las estructuras de
todos los productos principales.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
m)
n)
EJERCICIO 14.26
Señale los procedimientos prácticos de laboratorio para sintetizar cada
uno de los compuestos siguientes provenientes del benceno y cualesquiera
otros reactivos orgánicos o inorgánicos necesarios. Suponga que los isómeros
orto y para puros, se pueden aislar a partir de una mezcla que contiene
ambos.
Muestre todos los reactivos y las condiciones de reacción cuando sea
pertinente, pero no balancee las ecuaciones.
e)
f)
j)
k)
r)
EJERCICIO 14.27
Indique la forma como se llevan a cabo las conversiones siguientes.
Emplee los compuestos orgánicos indicados como fuente única de carbono
(excepto para los disolventes orgánicos como el CCl4 y el éter) así como
cualesquiera otros reactivos que se desee.
c)
e)
i)
EJERCICIO 14.28
A continuación se presentan quince sustituyentes comunes observados
en anillos aromáticos. Clasifique cada uno en una o más de las seis categorías
siguientes, según sea aplicable:
1. Orientación orto, para
2. Orientación meta
3. Cede electrones sobre todo por el efecto inductivo
4. Sustrae electrones sobre todo por el efecto inductivo
5. Cede electrones sobre todo por el efecto de resonancia
6. Sustrae electrones por el efecto inductivo y dona electrones por el efecto de
resonancia, ambos en el mismo grado.
a) –NO2 _________________________________________________ 2, 4
b) –SO3H________________________________________________ 2,4
c) –O-CH3________________________________________________1,5
d) –Br____________________________________________________1,5
e) –CH2-CH3______________________________________________1, 3
f) C6H5- ___________________________________________________1
g) ___________________________________________________2,6
h) –CN____________________________________________________ 2,6
i) –OH____________________________________________________1,3
j) –NH2__________________________________________________ 1,5
k) –NH3+__________________________________________________ 2,4
l) –COOH_________________________________________________ 2
m) –CCl3__________________________________________________ 1,3
n) –NHCOCH3_____________________________________________1,3
o) –Cl_____________________________________________________ 1,5
EJERCICIO 14.38
Cuando se trata el compuesto (1) con AlCl3 a temperatura ambiente, se
forma un nuevo compuesto con la fórmula molecular C10H12. ¿cuál es la
estructura probable del nuevo compuesto? (sugerencia: reacción de Friedel-
Crafts)
Cl
AlCl3
25 oC
EJERCICIO 14.50
Los compuestos A y B son isómeros entre sí, con una fórmula molecular
de C15H14. Tanto A como B decoloran el bromo en tetracloruro de carbono, y
producen un precipitado color café con permanganato de potasio acuoso, frío.
La adición de HBr (disolvente, tetracloruro de carbono) a A da lugar a una
mezcla de dos compuestos de Bromo, C y D; en la deshidrohalogenación con
hidróxido de potasio en alcohol, tanto C como D producen el compuesto B. Al
oxidarse vigorosamente A o B dan como resultado dos nuevos compuestos,
ácido benzoico (1) y ácido ftálico (2). Los espectros UV de A y B son
virtualmente idénticos. Ambos tienen una banda de adsorción para la
transición. El coeficiente de extinción para ambos se encuentra en el intervalo
que va de 10000 a 20000. Deduzca las estructuras de los compuestos A a D:
explíquense brevemente.
1)
2)
3)
4)
5)
EJERCICIO 14.51
Un compuesto aromático A, C8H8BrCl, es ópticamente activo. Para
dilucidar su estructura, se obtiene los resultados siguientes a partir de
experimentos de laboratorio.
Al tratarse con KOH en alcohol, A produce el compuesto B, C8H8Br,
que es ópticamente inactivo. Cuando se sujeta a B a una hidrogenación
catalítica (Pt + H2 ) en condiciones suaves, resulta el compuesto C, C8H9Br.
(nota: este hidrogenación no afecto el anillo aromático). C también es
ópticamente inactivo. Cuando se le trata con bromo en presencia de FeBr3, C
produce sólo dos compuestos dibromados isómeros, D y E, cuya fórmula es
C8H8Br2; al someterse a una oxidación vigorosa (permanganato de potasio
básico y calor) A da lugar al compuesto F. C7H5O3Br, que sólo contiene un
grupo de ácido carboxílico.
Identifique los compuestos A a F, y represente las fórmulas
estructurales de cada uno. Dé su razonamiento, y rastree las diversas
reacciones descritas. Indique qué le dicen las observaciones, y explique cómo
le permiten deducir las estructuras de dichos compuestos. Señale la fuente de
la actividad óptica en A.
Ejercicio 20.
Explique qué reactivo, para cada una de las parejas de compuestos que se dan a continuación, será más nucleofílico en una reacción SN2. a) Ión aminuro o amoniaco: El amoniaco es más nucleófilo debido a sus
electrones libres.
b) Agua o Ión acetato: La carga negativa indica que el ión acetato es más
nuecleófilo.
c) Trifenil fosfina o trimetilamina: Trimetilamina es menos electronegativo, por
lo que atrae menos lo electronones hacia el por efecto inductivo.
d) Ión yoduro o ión cloruro. El ión yoduro es mejor grupo saliente y tiene
mayor poder nucleofílico
e) Ión terbutóxido o ión metóxido. Ion metoxido es menos impedido
estéricamente.
Ejercicio 21.
El alcohol terciario A, disuelto en una mezcla de H2O-H2SO4 , se
convirtió en en el acido carboxílico B cuando se trato con una disolución acuosa de Na2Cr2O7.
A B
CH2
CH3
OH
Na2Cr2O7
H2O. H2SO4
CH3
OHO
Proponga una explicación para la transformación de A en B.
1) Formamos un alcohol primario, y la formación de un acido crómico que
reaccionaran posteriormente para dar lugar al acido carboxílico.
CH2
CH3
O
H
S
O
O
OHOHS
O
O
O-
OH+H+
CH2
CH3
O+
H
H C+
CH2
CH3
CH2
+
CH3
OH2 +
CH3
O+
H
H
CH3
OH
+ H+
S
O
O
O-
OH S
O
O
OHOH Na2Cr2O7+ OH2 + Na+
+
Cr
O
O
OHOH + Na+
S
O
O
O-
OH+
2) Reacción del alcohol primario con el acido crómico.
Ejercicio 22.
Los alcoholes A y B, cuya estructura se da a continuación, reaccionan
con HBr para dar el correspondiente bromuro de alquilo, mientras que el
alcohol C reacciona con HBr dando lugar a una mezcla formada por dos
bromuros de alquilo isomericos (X e Y).
Con estos datos prediga cual (o cuales) de los alcoholes A, B o C anteriores
reaccionaran con HBr mediante un mecanismo SN2 y cual (o cuales)
reaccionaran mediante un mecanismo SN1. ¿Cuál será la estructura de X e Y?
Cr
O
O
OH OH
OH
H
H
:O:
Cr
O
O
OH
:O:
H
H
:O:
Cr
OH:O:
OH
OH:Cr
Cr
O
O
OH OH
OOH
+
C
+ H2O
C
H-Ö:-H
C
+:O:
:O: Cr (IV)
H3O+
+
CSe repite
El alcohol “A” llevará a cabo un mecanismo SN2 ya que es un alcohol
primario y por tanto no hay impedimento esterico, el mecanismos SN1 es muy
poco favorable.
El alcohol “B” llevará a cabo un mecanismo SN1 ya que se trata de un
alcohol terciario, por lo cual se obtiene un carbocation mas estable. La SN2 no se
lleva a cabo en alcoholes 3rios porque hay impedimento estérico.
El alcohol “C” experimenta ambos mecanismo, ya que se trata de un
alcohol 2rio. Por un lado con el mecanismo SN2 forma el compuesto Y, un bromuro
de alquilo 2rio, que es donde hay menos impedimento estérico, y por otro lado
con el mecanismo SN1 forma el compuesto X, un bromuro de alquilo 3rio, ya que
es donde se produce un carbocatión mas estable.
Ejercicio 23.
La reacción de hidratación de un alqueno A (C6H12) con agua en presencia de cantidades catalíticas de acido sulfúrico, proporciona una mezcla racémica formada por el alcohol quiral B (C6H14O) y su enantiómero ent-B. La reacción de hidratación de A con el métodos de hidroboración-oxidación proporciona la misma mezcla de alcoholes B + ent-B (C6H14O). Por otro lado, la reacción con bromo conduce a la obtención de una mezcla racémica formada por un compuesto dibromado quiral C(C6H12Br) y su enantiómero ent-C. La ozonólisis reductora de A proporciona un compuesto (62.04 %C, 10.41% H, PM=58.08) con un grupo aldehído como único producto de reacción.
CH3
CH3 + OH2 CH3
CH3
OH
+CH3
CH3
OH
Compuesto B (“S”) ent- B (“R”)
CH3
CH3
(BH3)2, THF
H2O
2, OH CH3
CH3
OH
+CH3
CH3
OH
Compuesto B (“S”) ent- B (“R”)
CH3
CH3
CH3
CH3
Br
Br
+CH3
CH3
Br
Br
Br2
CCl4
Compuesto C ent- C
OH BrBr
X Y
++ HBr
DATOS C= 62.04% H=10.41% 0=27.55%
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PESO MOLECULAR n= 58.08g / 58.0794 g = 1 Carbono 3 (12.011g) = 36.033 g Fórmula Molecular = C3H6O Hidrógeno 6 (1.0079g)= 6.0474 g Oxígeno 1(15.999g) = 15.999 g Total = 58.0794 gramos
CH3
CH3
O3, Zn
H2O CH3
O2
Ejercicio 24.
Un compuesto A (C10H14), opticamente activo, se transforma en butilciclohexano por hidrogenacion en presencia de cantidades cataliticas de Pd/C. cuando S se trata con NaNH2 en THF o en EtMgBr en THF no se observa la formación de ningúin gas. Poir otro lado la hidrogenación de A con el catalizador de Lindlar proporciona un acetaldehído (CH3CHO) y un traldehído C (C8H12O3) opticamente activo.
Compuesto A
H2 Pd/
C
NaNH2/THF
O EtMgBr/THF No hay evolución de gas
H2, Lindlar
Ejercicio 25.
El celestolido es un compuesto utilizado en perfumería que se prepara mediante la siguiente secuencia de reacciones:
a) Proponga un mecanismo que explique la formación del compuesto A b) Proponga un mecanismo que explique la formación del celestolido a
partir del compuesto A. ¿Qué otros compuestos, se podrían formar en esta reacción? ¿por qué se forma el celestolido y no estos otros compuestos?
Mecanismos propuestos: El OH reacciona con un H del acido sulfúrico desprendiéndose del carbono y formando agua. Al perder un H el acido sulfúrico queda con una carga negativa HSO4
- y el carbono queda protonado. Este carbono se vuelve un electrófilo y para aliviar su falta de electrones se une al carbono del benceno, cerrando así la cadena y formando un ciclo.
1. O3
2. Zn,
AcOH
O+
O O
O
CH3 CH3
CH3
CH3
OH
CH3
H2SO4
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
++
H2O, HSO4-
CH3 CH3
CH3
CH3
OH
CH3
H2SO4
H3C Cl, AlCl3
O
1)
2) H2O
CH3 CH3
CH3
CH3CH3
A
CH3 CH3
CH3
CH3CH3
OCH3
Posteriormente al agregar cloruro de etanoilo, en presencia de un acido de lewis, se desprende el cloro y la cadena se une al benceno en posición orto, dado que la posición para se encuentra ocupada, y las posiciones orto no se pueden llevar a cabo dado por el impedimento estérico, el único que se forma es en posición meta respecto al t-butil
Ejercicio 26.
Dada la siguiente secuencia de reacciones deduzca la estructura de los compuestos intermedios A, B, C así como el producto final D, sabiendo además que el compuesto D es el resultado de una reacción SEA intramolecular.
Estructuras deducidas:
CH3 CH3
CH3
CH3CH3
A
H3C Cl, AlCl3
O
1)
2) H2O
CH3 CH3
CH3
CH3CH3
OCH3
H-O-H
OH
1) NaH, THF
2)CH3I
O
1)BH3,SMe2,THF
2) H2O2, H2O
O
OH
K2Cr2O7
H2SO4, H2O
O
O OH
H3PO4
O
O +
O
O
Ejercicio 27.
Resuelve los ejercicios 19.35 y 19.36 correspondientes a las páginas
888-890 del libro QUIMICA ORGÁNICA, WINGROVE-CARET.
19.35. Señale los reactivos, o productos faltantes, según se requiera,
para completar las ecuaciones siguientes. Los elementos que se habrán de
proporcionar se indica mediante un número, por ejemplo, (1).
a)
O
CH3Ö:-
CH3OH
OH H
H OCH3
(1)
b)
O Na +SN2
I O(2) (3)
c)
CH3Ö:- +
CH3
CH3
Br
CH3 (4) CH2 C
CH2
CH2
+ CH3OH
d)
O + CI
H
H
H
SN2
O(5)
e)
CH2CH2
OH+
H20HOCH2CH2OH
NaBr
H2SO4
(6)(7)
f)
CH3CH CH CH3
OH OHHIO4
(8) C
O
CH3 H
g)
CH2CH2
(9) HIO4
HOCH2CH2Cl
(10) H3PO4
calor
CH2CH2
(11)
H2SO4 a 140°
(ClCH2CH2)2OKOH
alcohol
(12) O
h)
C6H5 CH CH2
Ar C O OH
O
(13) C6H5 CH CH2
O
H3Ö-
(14)
1. (BH3)2
2. :Ö-,H2O2
(15) C6H5
OHC6H5 CH2CH3
i)
I(CH3)2CHCH2 O C(CH3)3
HI conc.
calentamiento
(16) + I
j)
C6H5O C(CH3)3
HI conc.
calentamiento
(17) C6H5OH + I
k)
OMe
Cl OH(18) NaOH
Cl :Ö-
(19) ICH2CH2CH3
Cl O CH2CH2CH3
(CH3O)2SO2
(20)
Cl
l)
BrBr
HO(CH2)4OH
PBr3
(21)
m)
C6H5 CH CH2
OC2H5OH, H+
(22) C6H5 CH CH2
OH
OC2H5
C2H5Ö:-Na+
C2H5OH
C6H5 CH CH2
OH
OC2H5
(23)
H2SO4
calor C6H5 CH CH
OC2H5 H2, Pt
C6H5 CH CH
OC2H5(24) (25)
n)
CH2CH2
OHÖ:-
H2O(26) CH2
CH2
OH OH
HIO4
(27) CH=O
(28)
HBr
HOCH2CH2Br
HÖ:-
(30)
CH2CH2
O
CH2CH2
O(29) NaOH, H20
CH2CL2
o)
(CH3)2CHCH2OH
H2SO4
140°(31) O
Na°
(32)
O-Na+I(33)
O
p)
(CH3CH2)3COHH2SO4
140°
(34)(34) (CH3CH2)3COC(CH3CH2)3
Exceso
q)
C6H5 Ö:- Na+ + CH2 CH CH2Br
disolvente
polar
(35) C6H5 O
H2, Pt
C6H5 O
(36)
CH2CH2
O
(37)
CH2 CH2
OH OC6H5
r)
C C
C6H5H
H C6H5
O
H+, H2O
C C
C6H5
H
HC6H5
(38)
OH
OH
s)
OCH3
HNO3
H2SO4
(39)
OCH3
NO2
HBr Conc.
calentamiento
(40)
Br
NO2
19.6. Señale los métodos adecuados para llevar a cabo cada uno de las ocho
transformaciones siguientes empleando cualesquiera otros reactivos orgánicos
e inorgánicos necesarios.
a)
Pt OsO4, H2O2
OH
OH
b)
MCPBA
CH2Cl2O
H+
CH3OH
OH
OCH3
c)
MCPBA
CH2Cl2
O
C6H5O-Na+
CH3OH
OH
OC6H5
d)
CH3C CH + NaNH2CH3C C:- Na+ + Br CH3C C CH2CH3
CH3C C CH2CH3 + H2
NiBr3
CH3C C CH2CH3
MCPBA
CH2Cl2
OH H
CH3CH2CH3
e)
Cl
+O-
SN1
O
HNO3
H2SO4
O
NO2
f)
+ HNO3
NO2 H2/PtNH2
NaNO2/HCl0-5º
NCH3O- N-ClOCH3
+Br2
FeBr3
OCH3
Br
g)
C
H2
CH2
OHOMe
MCPBA
CH2Cl2O
CH3Ö:-Na+
CH3OH
h)
CH2 C
H2
OMe OH
MCPBA
CH2Cl2O
H+
CH3OH
Ejercicio 28.
Escribe el (los) producto (s) de cada una de las siguientes reacciones. Si
no reaccione explique por qué. Indicar que mecanismo tiene lugar SN1,SN2,E1
Y E2.
a)
+ Na+Cl-CH3OH
(1) NO REACCIONA
no hay grupo saliente
b)
CH
H
CH3
C H
CH3
Br
CH
H
CH3
C H
CH3
I
+ NaIa c e t o n a
(2) SN2
c)
BrClCNCN
+ NaCN
e x c e s o
HMPT(3) +
SN2E2
d)
NH2
+ LiBr (4) NO REACCIONA
no hay grupo salientey LiBr no reacciona
e)
Br NH2
I
+ NaNH2
DMF(5)
SN1
+
E1
CH3 I
SN2
(6)
f)
Cl O+ KOC(CH3)3
(CH3)3COH
(7)
SN1
g)
F
+ KBracetonana
(8) NO REACCIONA
no hay un buen grupo saliente
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
“BENITO JUÁREZ” DE OAXACA.
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS.
PROBLEMARIO DE LA ASIGNATURA DE QUÍMICA ORGÁNICA.
JUNIO DE 2010.
NOMBRE: García Ruiz Coyolxauhqui
grado y grupo: 4° “A” Q.F.B.
RESPONSABLE EN LA ELABORACIÓN: QFB JULIO CÉSAR REYES
RODRÍGUEZ.
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