REACTIVIDAD Y SÍNTESIS

MECANISMOS DE REACCIÓN

LAS REACCIONES ORGÁNICAS NO SUELEN PRODUCIRSE EN UN SOLO PASO, SON COMPLEJAS.

LA DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA Y LOS ENLACES DURANTE LA REACCIÓN SE DENOMINA MECANISMO.

EL MECANISMO DEBE INCLUIR UNA REPRESENTACIÓN PLAUSIBLE DE LA REORGANIZACIÓN ELECTRÓNICA ASÍ COMO UNA IDENTIFICACIÓN DE LAS ESPECIES INTERMEDIAS QUE SE FORMAN DURANTE LA REACCIÓN.

EL MECANISMO PROPUESTO DEBE SER COHERENTE CON LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS SUSTANCIAS QUE INTERVIENEN Y DEBE EXPLICAR TODA LA INFORMACIÓN CONOCIDA ACERCA DEL PROCESO



EJEMPLO: SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA

La sustitución nucleofílica puede transcurrir con dos mecanismos diferentes (SN1 y SN2).

El cloruro de tertbutilo produce tertbutanol a través de un proceso de cinética de primer orden (SN1)

MECANISMO DE LA SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA DE PRIMER ORDEN

1.- El enlace C-Cl se rompe heterolíticamente. El átomo de cloro se lleva el par de electrones, dando lugar a un carbocatión terciario

2.- El carbocatión sufre un ataque por parte del nucleófilo OH-- dando lugar al alcohol





¿QUÉ DIFERENCIAS ENCUENTRA ENTRE EL MECANISMO SN1 Y EL MECANISMO SN2 DE LA SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA?



FLECHAS CURVAS (Curly arrows)

Es práctica habitual que los movimientos electrónicos que tienen lugar durante la reacción se indiquen con flechas curvas (curly arrows). En general se usan dos tipos de flechas:


Una flecha con la cabeza completa que indica el desplazamiento de un par de electrones

Una flecha con media cabeza que indica el desplazamiento de un electrón

Otras flechas usadas en la representación de los mecanismos de reacción

Flecha de reacción

Flecha de equilibrio

Flecha de resonancia



A continuación dispone de dos web en las que podrá aprender los mecanismos de las reacciones orgánicas más importantes.

U.CAN Understand Curved Arrow Notation

En esta web de University of South Dakota se pueden ver paso a paso los mecanismos de algunas reacciones orgánicas de interés:

Bromación del propano mediante radicales libres
Hidrobromación electrofílica del propeno
Hidrobromación por radicales libres del propeno
Bromación electrofílica del cis-2-buteno
Transposición de carbocationes
SN2 Sustitución nucleofílica de segundo orden
SN1 Sustitución nucleofílica de primer orden
E1 Eliminación de primer orden
E2 Eliminación de segundo orden
Formación de epóxidos
Ruptura ácida de epóxidos
Ruptura alcalina de epóxidos
Reacción de Diels-Alder
Bromación electrofílica del benceno
Síntesis de cianohidrinas
Esterificación de Fischer
Hidrólisis alcalina del acetato de etilo
Transposición de Beckman



Organic Reaction Mechanisms (ORM)

Esta web está construida sobre Shockwave Player .

Sus excelentes simulaciones nos muestran más de 50 mecanismos de reacciones orgánicas comunes, contribuyendo a explicar diversos conceptos.

  • Derivados de ácidos

  1. Reacción de Cloruro de ácido y Alcohol

  2. Amida- Hidrólisis ácida

  3. Amida-Hidrólisis básica

  4. Transposición de Hofmann

  5. Ester Hidrólisis


  • Alcoholes y éteres

  1. Hydrólisis de Olefinas-Alcohol Formación

  2. SN1-Mecanismo

  3. SN2-Mecanismo

  4. Oxirano Reacciones

  5. Alcohol Deshidrogenación-Olefina Formación

  6. Anhidro HBr y Alcoholes Primarios y Terciarios

  7. Halogenación de Alcohol Primario

  • Alcanos y metano

  1. Conformaciones Alcanos

  2. Halogenación Metano-Variación con haluros

  3. Metano-Halogenación en fase gas


  • Alquenos y alquinos, Formación

  1. Alcohol Deshidrogenación -Olefina Formación

  2. Alquilación de Alquinos

  3. Mecanismo Reacción de Cope

  4. Cope Reacción-Molecular Orbital

  5. Reacción de Diels-Alder

  6. E1-Mecanismo-Haluros Alquilo

  7. E2-Mecanismo-Haluros Alquilo

  8. Wittig Reacción Mecanismo


  • Alquenos, Reacciones de adición

  1. Reacciones de iones Bromonio

  2. Cloración de Olefinas

  3. Reacción de Diels-Alder

  4. Hidrogenación Catalítica Heterogénea

  5. Transposición de carbocationes -Multiples Productos

  6. Transposición de carbocationes -Desplazamiento de hidruro

  7. Adición a Olefinas-Bromuro de Hidrógeno

  8. Hidrólisis de Olefinas- Formación de Alcoholes


  • Carbocationes

  1. Reacciones con Carbocationes

  2. Quiralidad y Carbocationes

  3. Hidrólisis de Olefinas- Formación de Alcoholes

  4. Estabilización de iones


  • Compestos carbonílicos

  1. Formacion de Acetales

  2. Condensación Aldólica

  3. Alquilación de Cetonas

  4. Anómeros de Glucosa - Reacciones de hemiacetales cíclicos

  5. Reacción Cianohidrina

  6. Mecanismo de Enolización

  7. Alfa Halogenación- Catálisis Acida

  8. Alfa Halogenación- Catálisi Básica

  9. Formación de Iminas

  10. Hidrólisis de Iminas

  11. Reacción de Wittig


  • Reacciones (nombre)

  1. Mecanismo Reacción de Cope

  2. Cope Reacción-Molecular Orbital

  3. Reacción de Diels-Alder

  4. Transposición de Hofmann

  5. Formación de Iminas

  6. Hidrólisis de Iminas

  7. Reacción de Wittig


  • Reacciones de sustitución

  1. Alquilación de Alquinos

  2. Alquilación de Cetonas

  3. SN2-Mecanismo

  4. Bromación Benceno

  5. Bromación Tolueno

  6. SN2- Orbital Molecular

  7. Anhidro HBr y Alcoholes Primarios y Terciarios

  8. Haluros Alquilo-Desplazamiento Nucleofílico

  9. SN1-Mecanismo


¡¡¡Ha llegado la hora de demostrar lo que ha aprendido!!!

Para ello dispone de tres web con tutoriales



REACTION MECHANISM ANIMATION

 


http://cd1.edb.hkedcity.net/cd/science/chemistry/mech_e/Tutorial_29092007.swf

 

 

ORGANIC REACTION MECHANISMS

Alkene Reactions

Aromatic Reactions

Halide Reactions

Alcohol Reactions

Nitrile Reactions

Aldehyde-Ketone Reactions

Carboxylic Acid Reactions

Acid Halide Reactions

Ester Reactions

Amide Reactions



INTERACTIVE ORGANIC MECHANISMS

Tutorial interactivo de Oxford University. Necesita Flash Player

Su objetivo es ayudar a los estudiantes a representar el mecanismo de reacción mediante flechas que indiquen el movimiento

de electrones y especies químicas a lo largo de la reacción.

Sustitución Nucleofílica

SN1 Reacciones

SN2 Reacciones

Eliminación

E1 Reacciones

E2 Reacciones



NAMED ORGANIC REACTION

Tutorial de Oxford University que permite analizar los mecanismos de muchas reacciones orgánicas.

Reaction Name

Aldol - Acid Catalysed

Aldol - Base Catalysed

Baeyer-Villiger

Balz-Schiemann

Beckmann

Bischler-Napieralski

Cannizzaro

Chichibabin Amination

Claisen

Darzens

Dieckmann

Favorskii

Fischer

Friedel-Crafts Acylation

Friedel-Crafts Alkylation

Gabriel

Gatterman-Koch

Hantzsch Pyridine Synthesis

Hantzsch Thiazole Synthesis

Hell-Volhard-Zelinsky

Hofmann

Knoevenagel

Knorr

Kornblum

Mannich

Meerwein-Pondorf-Verley

Mitsunobu

Nametkin

Paal-Knorr Furan Synthesis

Paal-Knorr Pyrrole Synthesis

Paal-Knorr Thiophene Synthesis

Payne

Perkin

Peterson - Acid Catalysed

Peterson - Base Catalysed

Pictet-Spengler

Pinacol

Pummerer

Ramberg-Backlund

Reformatsky

Robinson Ring Annulation

Robinson-Gabriel

Semi-Pinacol

Simmons-Smith

Skraup

Stobbe

Strecker

Swern

Thorpe

Tiffeneau-Demjanov

Vilsmeier

Wagner-Meerwein

Williamson

Wittig

Wolff-Kischner

Difficulty

2

2

4

1

3

4

2

3

2

3

3

3

5

2

2

3

2

5

3

3

4

3

4

2

4

3

3

2

3

3

3

2

3

3

3

4

2

3

2

3

3

3

3

3

3

3

3

3

4

4

4

2

1

2

3

Reactant

Aldehyde

Aldehyde

Ketone

Diazo

Oxime

Amide

2 x Aldehyde

Pyridine

2 x Ester

a-Halo Ester + Aldehyde / Ketone

Diester

a-Halogeno Carbonyl / Alkoxide

Aryl Hydrazine + Ketone

Arene

Arene

Haloalkane

Arene

2 x Ketone + Aldehyde

a-Chloroketone

Carboxylic Acid

Amide

Malonic Acid

Ketone + a-Aminoketone

Alkyl Halide

Thiophene / Pyrrole / Alkyl-Fuan

Ketone

Alcohol

Terpene

1, 4-Diketone

1, 4-Diketone

1, 4-Diketone

2, 3-Epoxy Alcohol

Acid Anhydride

Carbonyl

Carbonyl

b-Arylethylamine + Aldehyde

1, 2-Diol

Sulphoxide

a-halosulphone

a-Haloester

b-Ketoalkene + a, g-Diketone

a-Aminoketone + Acid Chloride

b-Amino Alcohol

Alkene

Aniline + Glycerol

Diester

Aldehyde

Alcohol

2 x Nitrile

Ketone

Reactive Aromatic + Amide

Alcohol

Alcohol

Carbonyl

Carbonyl

Product

Aldol + Dehydrated Product

Aldol + Dehydrated Product

Ester

Aromatic Fluoride

Amide

Isoquinoline

Alcohol + Carboxylic Acid

2-Aminopyridine

b-Ketoester

a-Epoxide Ester

Cyclic b-Ketoester

Ester

Indole

Acylated Arene

Alkylated Arene

Amine

Formylated Arene

Pyridine

Thiazole

b-Bromo Carboxylic Acid

Isocyanate

E-Alkenoic Acid

Pyrrole

Carbonyl

Aminomethyl Heterocycle

Alcohol

Nu- Substituted Alkane

Rearranged Hydroxy-Terpene

Furan

Pyrrole

Thiophene

1, 2-Epoxy Alcohol

a, b-Unsaturated Carboxylic Acid

Alkene

Alkene

Tetrahydroisoquinoline

Carbonyl

a-acyloxythioether

Alkene

b-Hydroxyester

Fused Rings

Oxazole

Carbonyl

Cyclopropane

Quinoline

Unsaturated Ester Carboxylate

Amino Acid

Carbonyl

Aminonitrile

Ring-Expanded Ketone

Substituted Aromatic Carbonyl

Alkene

Ether

Alkene

Alkane




Practicando con Virtual Text – Curly Arrows 1

Practicando con Virtual Text – Curly Arrows 2

Practicando con Organic Chemistry Direct: OCOL- mecanismos