Halogenuros de alquilo y alcoholes

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Halogenuros de alquilo y alcoholes

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Halogenuros de alquilo

Los halogenuros de alquilo son compuestos derivados de alcanos, poseen un grupo alquilo (R) que es la cadena de carbonos per se, y un grupo funcional (X) que es el halogeno que reemplaza a un hidrogeno del alcano original. X determina principalmente las caracteristicas del compuesto los cuales cuentan con fuerzas débiles y rangos de acción limitados. su polaridad es débil y tienen PM tanto como P.E mayor que el del alcano del que derivan. Su reactividad, según el halogeno que lo conforma, es en el siguiente orden: R-F < R-Cl < R-Br < R-I. Los RX (formula empirica de los halogenuros de alquilo) son para RF y RCl menos densos que el agua y para RBr y RI más densos que el agua.

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Diferenciación de mecanismos, ¿qué factores influyen?

Teniendo en cuenta los siguientes factores la reacción sucederá por mecanismo... Una reacción que sucede con un sustrato poco impedido y sin hidrógeno beta, con alta concentración y basicidad del nucleofilo, a bajas temperaturas, en solvente aprótico y en un solo paso será:

E1

E2

SN1

SN2

RESPUESTA CORRECTA

Este tipo de reacciones se ven favorecidas por dichos factores, además de la naturaleza del nucleófilo debe ser fuerte, este ataca por atrás (el lado contrario al que está el X). Su velocidad (v) está dada por k (constante) y las concentraciones de RX y el nucleófilo (base) => v=k[RX][Base] Se necesita en el paso las dos moléculas, de ahí el nombre bimolecular, tanto del X que sale como de la Base que entra. La probabilidades de que este mecanismo se den son mayores para RX 1rio porque no implican mucha dificultad estérica, la cual aumenta para los 2rios, siendo mayor para los 3rios resultando así estos menos reactivos.

Reacciones

Para los halogenuros de alquilo las reacciones dadas son comunmente de sustitución, por los mecanismos Sn1 y Sn2, como de eliminación, por mecanismos E1 y E2. A continuación tendrás que contestar preguntas sobre cuáles son las diferencias entre ellos y una pequeña ejercitación para saber si puedes distinguirlos a la hora de ponerlos en practica. Mucha suerte, a jugar!!

Empezar

Error

De haber sido una reacción que tuviese lugar por el mecanismo Sn1 esta debería de haber contado con las siguientes características: - solvente prótico - bajas temperaturas - alta concentracción del sustrato - baja concentracción del nucleófilo - RX más reactivos serán 3rios > 2rios > 1rios - se da en dos pasos con la formación de un carbocatión que será lo más estable posible - la cantidad y características del nucleófilo no afectan a la velocidad de reacción => v=k[RX]

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Error

La reacción, de haber tenido lugar por este mecanismo, debería haber contado con: - alta concentración de la base - base fuerte - por lo menos un hidrogeno beta en posición anti - grupo saliente estable - un solo paso bimolecular - velocidad depende de base y grupo saliente - el compuesto que entra y el que sale, junto con los carbonos a los que están unidos, deben estar en el mismo plano - se elimina al X, no se sustituye

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Error

De haber sido una reacción que se da mediante el mecanismo E1 esta debería haber contado con los siguientes factores: - reacción unimolecular - dos pasos - formación de carbocatión estable - buen grupo saliente - base débil - solvente polar prótico - se forma un doble enlace

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1/10

Dada la siguiente reacción, deducir por cuál mecanismo sucede. (Tener en cuenta que el nucleófilo está diluido, y las temperaturas de reacción son bajas).

E2

SN1

SN2

E1

RESPUESTA CORRECTA

Sucede por Sn1 ya que el halogenuro es 3rio, el nucleófilo es débil y el resultado es una mezcla racémica. Vale aclarar que el I es capaz de desplazar al Br por el orden de dificultad de los halogenos donde Cl> Br > I, siendo el Cl el más fácil de desplazar e I el más dificultoso.

Error

De haberse dado por mecanismo E1, si bien los factores de reacción son parecidos a los del mecanismo correcto, la reacción debería haber resultado en una eliminación.

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Error

De haberse dado por mecanismo E2 la reacción debería haberse dado con alta concentración de la base y por lo menos un hidrogeno beta en posición anti, además la reacción debería haber resultado en una eliminación.

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Haluros de alquilo: Preparación

1) Halogenación por radicales libres. Industria: se utiliza debido a que los reactivos son económicos, a pesar de que produce una mezcla de. Laboratorio: debido a su selectividad con ciertos compuestos, es utilizado para aquellos que generan 1 producto principal. Bromación: altamente selectiva. Cloración; moderadamente selectiva. Fluoración: casi no es selectiva. 2) Bromación alilíca. 3) Reacción de alcoholes con hidrácidos. 4) A partir de alcoholes.

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Error

De haberse dado por mecanismo Sn2 la reacción debería haberse dado con una base concentrada, en un halogenuro primario (sustrato poco impedido), porque la reactividad de los 3rios es baja.

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RESPUESTA CORRECTA

Esta reacción tiene lugar por medio del mecanismo de sustitución nucleofílica bimolecular. Debido a que es un alcohol primario sin impedimentos, es decir, es un buen sustrato; tiene como reactivo un ácido fuerte concentrado lo que le permite alcanzar aquel estado de energía de los alcoholes 1°. Esto nos dice que el mecanismo vía SN2 prefiere un alcohol 1° sobre un 2°, y por otro lado con un 3° no reacciona por el gran impedimento del mismo.

2/10 Reacción con hidrácidos

Proponga un mecanismo para la reacción del siguiente compuesto con HCl concentrado y calor:

E1

E2

SN1

SN2

Error

No puede realizarse mediante el mecanismo de sustitución nucleofílica unimolecular ya que es un alcohol primario, siendo poco favorecido ante la reactividad por los 3° y 2° del sn1

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Error

No se puede realizar mediante esté mecanismo debido a que no hay un hidrógeno beta en posición anti con respecto al grupo alcohol.

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Error

No se puede realizar por este método ya que el orden de reactividad no es factible para este mecanismo, el mismo no tiene lugar con alcoholes primarios, sino con terciarios y secundarios.

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3/10 Reacción con hidrácidos

Proponga un mecanismo de reacción para el siguiente compuesto, terbutanol, con ácido bromhídrico:

E1

SN2

SN1

E2

RESPUESTA CORRECTA

Esta reacción se lleva a cabo mediante el mecanismo de sustitución nucleofílica unimolecular. Debido a que el sustrato presenta un impedimento estérico importante, al ser un alcohol terciario, siendo el preferido de este mecanismo.

Error

Si bien las condiciones con respecto al orden de reactividad son parecidas, 3°>2°>1°, en esta reacción no se da una eliminación del grupo oxidrilo sino una sustitución, donde el grupo oxidrilo sale como agua y es reemplazado por el ión bromuro.

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Error

Para que pueda reaccionar bajo este mecanismo necesita un arreglo coplanar, que minimiza el impedimento estérico, es decir, un hidrógeno beta en posición anti, con el cual no cuenta.

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Error

No se da con este mecanismo porque se necesitan alcoholes primarios y secundarios sin impedimentos estéricos. Caso contrario al compuesto dado que es un alcohol terciario, encontrandose muy impedido como para llevar a cabo la reacción.

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4/10 Bromación alilíca

¿Qué tipo de radical se forma con la reacción del siguiente compuesto y el reactivo NBS?

Radical secundario y primario

Radical secundario

Radical terciario

RESPUESTA CORRECTA

Se forman dos radicales, uno primario y otro secundario, sin embargo, es importante aclarar que estos no son moléculas aparte sino que se encuentran en un estado de resonancia. La misma da el caracter de estable, es decir, a mayor número de formas resonantes, mayor estabilidad.

Error

No es posible la formación de un radical 3° debido a que los únicos carbonos de este tipo son los que forman el doble enlace.

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Error

Es posible la formación de un radical secundario, sin embargo, no es el único. esté se da por la extracción de un hidrógeno al alqueno producida por el radical bromo formando en el paso 1: iniciación

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5/10 Alcoholes: haluros de fosfóro

Elija el mecanimos adecuada para la reacción del siguiente compuesto con PCl3 en piridina:

E1

SN2

SN1

E2

RESPUESTA CORRECTA

Esta reacción ocurre por el mecanismo SN2 debido a que es un alcohol 1°, osea que no hay un impedimento estérico. Así los alcoholes primarios y secundarios muestran un buen rendimiento.

Error

este mecanismo no realiza reacciones de alcoholes de tipo primario

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Error

el alchol es primario por lo que no se ve favorecido con este mecanismo, cuyo orden de reactividad es 3°>2°>1°. el grupo oh se sustituye por el halógeno cL

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Error

Este mecanismo se ve favorecido por los alcoholes de tipo terciarios y secundarios, que presentan un impedimento estérico importante. este no es el caso del producto dado el cual es 1°

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Isomería

Recordemos que los isomeros tienen igual fórmula molecular pero difieren en la disposición de los átomos en sus moléculas. Esto hace que posean diferentes propiedades.

• Isomería espacial

• Isomería plana

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6/10

¿Qué tipo de isómeros se obtienen de esta reacción?

De posición

Ópticos

Geométricos

Error

los isómeros de posición se caracterizan por que sus fórmulas estructurales difieren únicamente en la posición de su grupo funcional en la cadena. Aunque pueden obtenerse si hay transposición.

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Error

los isómeros geométricos se caracterizan por diferir en la posición espacial de sus grupos debido a la rotación restringida entorno a un enlace carbono-carbono.

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RESPUESTA CORRECTA

Es una mezcla racémica, son dos enantiómeros en igual concentración.

Alcoholes

Los alcoholes pueden ser considerados como derivados del agua, reemplazando un hidrogeno por un radical alquilo. Tienen por lo tanto la siguiente fórmula: R-O-H También pueden considerarse derivados de los alcanos por sustitución de un átomo de hidrógeno por un grupo hidroxilo (-OH). Los alcoholes se nombran igual que los alcanos de igual cantidad de carbonos, pero se designan con la terminación OL.

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Alcoholes: obtención

Industrialmente, los alcoholes se pueden obtener por hidratación de alquenos, halogenuros de aquilo o por compuestos carbonílicos.

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7/10

Tenemos la siguiente reacción, deduzca qué se va a formar

Aldehído

Ácido carboxílico

Cetona

RESPUESTA CORRECTA

Al tener un alcohol secundario, podemos utilizar reactivos como Na2Cr2O7, CrO3(PY)2, KMnO4, entre otros, esto se debe a que forzosamente una cetona está en el carbono secundario.

Error

no es un alcohol primario por lo cual no puede formarse un aldehido.

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Error

no es un alcohol primario, no puede formarse ácidos carboxilicos

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8/10

Por deducción cuál de los siguientes reactivos utilizaría para dar un aldehído

C) Reactivo de K2Cr2O7/H+

b) Reactivo de KMno4

a) Reactivo de Na2Cr2O7

RESPUESTA CORRECTA

Para obtener un aldehído se necesitan reactivos que contengan cromo como Na2Cr2O7 o CrO3(PY)2

Error

La reacción no podría haber sido posible debido a que si utilizamos un reactivo como kmno4 oxidamos totalmente el alcohol primario para obtener un ac. carboxilico

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Error

si utilizamos k2cr2o7 y agregamos un medio acido, no obtendremos un aldehído porque estaríamos oxidando totalmente el alcohol primario.

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9/10

Proponga un mecanismo para la siguiente reacción:

SN2

E2

SN1

E1

RESPUESTA CORRECTA

Es un mecanismo de sustitución unimolecular. Los haluros de alquilo se pueden obtener mediante un mecanismo de sustitución de un alcohol y un hidracido (HX). El mecanismo por el cual va depender la reacción, se va elegir según la estructura del alcohol. En este ejemplo al ser un alcohol terciario la reacción va ocurrir por via SN1 ya que este mecanismo prefiere un sustrato terciario antes que un primario o secundario. La presencia de un disolvente prótico favorece el mecanismo SN1 porque estabiliza el carbocatión formado en el paso lento del proceso. Las moléculas de disolvente prótico solvatan el carbocatión y le permiten existir el tiempo necesario para que el nucleófilo impacte con él.

Error

No es un mecanismo de eliminación para formar halogenuros de alquilo se utilizan los mecanismos de sustitucion por via SN1 y SN2. En este proceso no se deben utilizar hidrácidos (HCl, HBr) porque sus bases conjugadas (iones haluro) son nucleófilos bastante fuertes como para promover reacciones de sustitución en lugar de eliminación. Para promover la eliminación se utilizan H2SO4 o H3PO4 ya que sus bases conjugadas son nucleófilos débiles.

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Error

no se utilizan mecanismos de eliminación para obtener halogenuros de alquilo. En caso de que se utilice este mecanismo con otro nucleófilo nos hubiera dado una reacción de deshidratación de alcoholes

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Error

La reacción es lenta, el carbocation intermedio es estable. Al ser un sustrato terciario es muy dificil atacar al carbono. El solvente debería ser uno aprotico ya que las moléculas del disolvente prótico rodean el nucleófilo formando fuertes enlaces con él y apantallando su nucleofilia. Eso dificulta el mecanismo SN2, por ello, si queremos favorecerlo habría que utilizar un disolvente que tuviera una interacción suave con el nucleófilo, es decir, un disolvente aprótico. A parte deberiamos tener un nucleófilo fuerte, en este caso el HBr es uno moderado.

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10/10

Los alcoholes al sufrir una deshidratación se produce por via E1 y E2 dando alquenos. ¿Qué tipo de reactivo se puede utilizar para formar ese alqueno?

KMNO4

HBr

HCl

H2SO4

RESPUESTA CORRECTA

En este proceso no se deben utilizar hidrácidos (HCl, HBr) porque sus bases conjugadas (iones haluro) son nucleófilos bastante fuertes como para promover reacciones de sustitución en lugar de eliminación. Para promover la eliminación se utilizan H2SO4 o H3PO4 ya que sus bases conjugadas son nucleófilos débiles. Al contrario de lo que ocurre con los alcoholes secundarios y terciarios, en los alcoholes primarios, la eliminación se produce por el mecanismo E2 en condiciones ácidas. La inestabilidad del posible carbocatión intermedio hace que no se forme y, en su lugar, tiene lugar un proceso concertado E2.

Error

Si se utilizara HBr, este funcionaria como un nucleófilo y produciendo una reacción de sustitución. Al ser un alcohol primario se produciría una reacción por via SN2. Ya que este favorece a los sustratos primarios y el carbon intermedio es más fácil que sea atacado por el nucleofilo

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Error

El HCl reacciona parecido con los alcoholes en la misma forma que el HBr.

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Error

Si un alcohol reaccionara con KMnO4, CrO3 o K2Cr2O7 se produciría una reacción de oxidación y formar un aldehído ya que es un alcohol primario.

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enhorabuena gracias por jugar

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Créditos

Este juego fue hecho por julia férnandez, antonella rodriguez, melanie cuevas, camila ocampo y sofía acuña

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