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Introducción a la reactividad en química orgánica

Electivo de Química III°medio

2016

Bases de la reactividad Orgánica

Polaridad de compuestos orgánicos .

Todos los compuestos orgánicos forman enlaces covalentes , es decir se

forman por la compartición de electrones de valencia entre no metales

Valores de EN para átomos presentes en compuestos orgánicos

• Cada enlace covalente con los átomos de diferentes EN tendrá los electrones

desigualmente compartidos (Polaridad)

• Es frecuente que en un enlace covalente se origine un dipolo

C F

C Mg

Importancia de la polaridad de enlace

esta asociada a las diferentes

propiedades físicas y químicas de los

compuestos orgánicos

Cuando los átomos son idénticos (Br2, H2, N2, etc.), la repartición de la

densidad electrónica a lo largo del eje que une los átomos es simétrica,

así, la molécula es apolar.

En moléculas heteroatómicas, tales como H-Cl, H-OH, NH3, etc., la

densidad electrónica es mayor en la vecindad del átomo más

electronegativo. Esta disimetría, le confiere a uno de los átomos una

fracción de carga negativa y al otro una fracción de carga positiva, que es

tanto más cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad de los dos

átomos.

H

H C = O + ---- -

H

H

C - Cl H

+ ---- -

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Rupturas homolíticas

* Se forman radicales libres

Los productos pueden ser átomos libres o grupos de átomos.

Por ejemplo:

Para la ruptura de un enlace se necesita aporte de

energía: calor, luz, presencia de un radical, etc.

radical metilo

átomo de cloro

CH3 Cl CH3 . + Cl .

A : B A + B . .

Los antioxidantes son moléculas que tienen exceso de electrones y donan uno o más de sus electrones adicionales a los radicales libres. Al donar un electrón a

un radical libre, los antioxidantes neutralizan los radicales libres y detienen el estrés oxidativo (daño) en nuestras células. Cada vez que neutraliza un

radical libre, el antioxidante pierde un electrón y deja de ser capaz de funcionar

como un antioxidante.

Rupturas heterolíticas

* Se forman iones

Puede ocurrir de dos formas:

Por ejemplo:

A : B A: + B - +

anión catión 1)

A : B A + B: - +

catión anión

2)

bromuro de terc-butilo catión terc-butilo ion bromuro

C BrCH3

CH3

CH3

CCH3

CH3

CH3

+ + Br-

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REACTIVO: son las moléculas encargadas de producir la transformación.

Estos reactivos se pueden clasificar en:

REACTIVOS ELECTROFÍLICOS Ó ELECTRÓFILOS (del griego amante de los

electrones): son iones positivos (deficientes en electrones), moléculas con átomos sin octeto completo , reaccionan con zonas con alta densidad electrónica es decir

donde hay enlaces dobles o triples, por lo tanto, aceptan electrones del sustrato.

Electrófilos cargados: iones positivos

H+

O N O+

protón ión nitronio

CH3

C

CH3

CH 3

+

catión ter-butilo

Electrófilos neutros: moléculas con átomo sin octeto completo

Al

Cl

Cl

Cl Fe

Br

Br

Br

tricloruro de aluminio tribromuro de hierro

REACTIVOS NUCLEOFÍLICOS Ó NUCLEÓFILOS (del griego que aman a los núcleos) son aniones o moléculas que tienen pares de electrones no

compartidos (bases de Lewis) atacan a partes de la molécula (sustrato) deficiente en electrones.

Nucleófilos cargados: iones negativos

Cl

_ _

ión cloruro ión hidróxido

H O

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Nucleófilos neutros: moléculas con átomo que presentan pares de electrones no compartidos

3 R O H H O HNHamoniaco alcohol agua

Ejemplo:

C

H

C C C

H Cl

Cl+

+

_

electrófilo nucleófilo

Electrófilo es aceptor de e-

Nucleófilo es donante de e-

Nucleófilos Electrófilos

HO- H+

RO- X+

N≡C- NO2+

X- BF3

ROH AlCl3

R3N

H2O

C

H

C C C

H Cl

Cl+

+

_

electrófilo nucleófilo

1).- Identifique las siguientes especies como: iones carbocationes; iones carbaniones o

radicales libres.

2).- Clasifique las siguientes especies como nucleofílicas o electrofílicas

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Clasificación general de las reacciones orgánicas.

(En esta parte sólo identificaremos el tipo de reacción, posteriormente se estudiarán los mecanismos de reacción para cada reacción)

1).- Reacciones de Adición.

Ocurren cuando las moléculas poseen dobles ó triples enlaces y se les

incorporan dos átomos ó grupos de átomos disminuyendo la insaturación

de la molécula original.

2).- REACCIONES DE SUSTITUCIÓN

Son aquellas en las que un átomo ó grupo de átomos del sustrato son

sustituidos por un átomo ó grupo de átomos del reactivo.

+ KC N KBrCH2 BrCH3 C NCH2CH3 +

bromoetano cianuro de potasio

propanonitrilo bromurode potasio

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3.- Reacciones de Eliminación.

Dos átomos o grupos de átomos que se encuentran en carbonos adyacentes se eliminan generándose un doble o triple enlace. Es la reacción opuesta a la adición

C C

sustrato reactivo productos

+

ZC C

A B

ZAB +

2-clorobutano

etanol+CH CH CH3CH3

HCl

CH CH CH3CH3KOH KCl HOH+ +

2-buteno(mayoritario)

hidróxido de potasio

2,3-dibromobutano

+CH CH CH3CH3

BrBr

C C CH3CH32 KOH 2 KBr 2 HOH+ +

2-butinohidróxido de potasio

CH3 CH2 OH + H CH2 CH2+ H2O

deshidratación de alcoholes

Los deshidratantes más utilizados para los alcoholes

son el ácido sulfúrico y fosfórico

4).- Reacciones de isomerización o Transposición .

Consisten en un reordenamiento de los átomos de una molécula que

origina otra con una estructura distinta, pero isómero REACCIÓN DE ADICIÓN

REACCIÓN DE ELIMINACIÓN

REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN

REACCIÓN DE TRANSPOSICIÓN

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3).- Clasifique las siguientes reacciones como sustitución, adición, eliminación y transposición

CH2=CH2 + Br2 CH2Br-CH2Br

C2H5-OH + HCl C2H5-Cl + H2

CH3CHClCHClCH3 CH3CH=CHCH3 + ZnCl2

CH3CH2CH2CH3 (CH3)3-CH

CHC–CH3 + HBr CH2=CHBr–CH3

CH3–CH2–CHOH–CH3 CH3–CH=CH–CH3

CH3–CH=CH2 + Cl2 CH3–CHCl–CH2Cl

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