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- Dr. Carlos Antonio Rius Alonso
- Octubre 2007
- Facultad de Química, UNAM
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- El catión benzílico es tan estable como el alílico pero no presenta la ambigüedad
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- Las reacciones SN2 se realizan con grupos alquilos primarios esto se
debe a dos factores, que el carbocatión primario es inestable y el
nucleófilo puede acercarse muy fácilmente por la parte posterior al
grupo saliente ya que los
hidrógenos no presentar
impedimento estérico.
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- Para regenerar el alcohol se hidroliza el acetato y de esta forma se
obtiene una inversión de la configuración
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- Los carbonilos con grupos
salientes en el carbón alfa pueden reaccionar por 2 lados.
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- El lumo del carbonilo se combina con el lumo del heteroátomo para hacer
un orbital molecular de menor energía.
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- Las aminocetonas se pueden preparar por este procedimiento
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- Cuando se tienen grupos donadores de electrones favorecen el mecanismo SN1
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- Se ve desfavorecido el mecanismo SN1
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- Los grupos voluminosos interaccionan más
en el estado de transición reduciendo SN2
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- El catión formado solo tiene 3 angulos de 120° por lo que hay menos
interacciones.
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- Utilizando la propiedad del Ioduro de sodio se ser soluble en acetona y
que el bromuro de sodio es
insoluble se pueden preparar los ioduros usando como solvente acetona.
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- Cuando las materias primas son neutras y el producto es iónico es mejor
un solvente polar
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- Los solventes polares próticos
solvatan cationes y forman puentes de hidrógeno. Los no próticos,
solvatan pero no forman puentes de hidrógeno.
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- En una reacción SN1 el grupo saliente determina la velocidad de la
reacción.
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- En la reacción SN2 tanto el grupo saliente como el grupo atacanque toman
parte en el paso determinante de la reacción.
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- El ión hidróxido es un grupo muy básico, muy reactivo y no es un grupo
saliente.
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- Convirtiéndolo en grupo saliente protonándolo y mediante una SN1
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- Alcoholes 2° protonados realizan SN1 y SN2 alcholes 1° protonanados
realiza SN1
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- El PBr3 es atacado por el par electrónico del OH y después el Br-
desplaza el oxianión unido al fósforo que ahora es un buen grupo
saliente
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- Esta reacción permite usar directamente un alcohol en la mezcla de
reacción y realizar una reacción SN2 en una sola reacción. El alcohol es
el electrófilo, el nucleófilo es el que uno necesita y además se usa
DEAD y Ph3P
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- En el primer paso no se involucra el alcohol ni el nucleófilo. La
fosfina se adiciona a la débil unión N=N para dar un anión estabilizado
por uno de los grupos ester.
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- El anión formado es suficientemente básico para eliminar un protón del alcohol.
Habiamos visto que cuando esto ocurre la reacción SN2 ya no puede
efectuarse.
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- El oxígeno ataca al fósforo positivo y genera un nitrógeno negativo que
se estabiliza por el ester vecino.
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- El nitrógeno negativo toma un protón del nucleófilo y se genera un
nucleófilo fuerte con carga negativa
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- El nucleófilo fuerte generado ataca al derivado de fósforo del alcohol
en una reacción SN2 y sale oxido de trifenil fosfina como grupo saliente
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- Si la reacción va por SN2 debe de haber inversión de configuración. Esta
reacción se usa para formar compuestos a partir de alcoholes con la
configuración invertida.
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- Utilizando la reacción de Mitsunobu se puede obtener un ester con inversión de configuración.
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- Una de las grandes ventajas de los tosilatos es que son grupos muy
estables que activan a los alcoholes para reacciones de sustitución
nucleofílicas. Normalmente son compuestos cristalinos que se pueden
purificar.
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- Hay que tener cuidado con la
nomenclatura de los sustituyentes y de los grupos salientes ya que son
diferentes.
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- En la síntesis del leucotrieno, Corey utilizó el tosilato para ser
atacado por un nucleófilo para obtener mediante una reacción SN2el
alquino mostrado.
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- Normalmente los éteres no sirven como nucleófilos. Podemos activarlos
usando un ácido para que puedan ser atacados.
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- Usando ácidos de Lewis es posible activar a los éteres para que puedan
sufrir ataques nucleofílicos, un
ejemplo es el uso de BBr3 el
Boro tiene un orbital p vacio que lo hace electrófilo y es atacado por
el par del oxígeno. El ión oxonium es atacado por Br-
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- Los epóxidos pueden reaccionar
sin la ayuda de ácidos, debido a la tensión del anillo lo cual los hace
muy reactivos.
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- Los epóxidos reacción fácilmente con aminas para dar amino-alcoholes.
Este es el principio de mucho de los pegamentos epóxidos.
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- Cuando se tiene un epóxido sobre un anillo de 5 átomos el ataque de un
nucleófilo será por el lado opuesto a donde esté en oxirano por lo que
dará un producto con inversión de configuración en el átomo atacado
(trans)
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- La hidrólisis de los ésteres puede efectuarse en medio ácido o medio
básico.
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- Conforme el grupo alquilo R se hace más grande la reacción es mas lenta.
Sin embargo si R es terciario la reacción se vuelve muy rápida esto es por un cambio de mecanismo de
SN2 a SN1.
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- El nucleófilo no es importante en la reacción SN1.Un mejor nucleófilo no
hará más rápida la reacción SN1
pero determinará que producto se forma. En la reacción mostrada a pesar
de haber mucho más cantidad de agua se forma el Cl- o el Br-
atacan mejor.
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- Los nitrilos son débilmente ácidos porque el par electrónico del
nitrógeno esta en un orbital de baja energía. Sin embargo son buenos
nucléfilos
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- Cuando se pone terbutanol con un nitrilo como solvente y se le añade un
ácido fuerte se realiza una reacción, pero no se protona el nitrilo,
sino que se protona el alcohol y se forma su carbocatión que es atacado por el nitrilo.
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- El carbocatión formado es atacado por una molécula de agua y un intercambio protónico da lugar a
una amida.
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- Cuando se usa amoniaco como
nucleófilo se obtienen una serie de productos empezando por la amina
primaria, esta reacciona con mas haluro de alquilo para dar la amina secundaria
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- La alquilación continua dando lugar a la amina terciaria y a la
cuaternaria. Si se usa un exceso muy grande de haluro de alquilo se
puede obtener la terciaria y si el exceso es del amoniaco se obtiene la
primaria.
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- Una forma de resolver este problema es el usar el ión azida N3- Esta molécula lineal
triatómica es nucleofílica por ambos lados, solo reacciona una vez porque el producto obtenido la alquil
azida no es nucleofílico.
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- Las alquil azidas pueden ser
reducidas utilizando hidrogenación catalítica o agentes reductores como el hidruro
doble de Litio y Aluminio
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- El uso de las azidas nos permite el poder usar epóxidos ópticamente
activos para obtener compuestos
donde el epóxido es atacado por la parte posterior a donde se encuentra
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- La azida así obtenida mediante condiciones suaves se puede reducir, como
el uso de trifenilfosfina en agua
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- El fósforo ataca nucleofílicamente
desprendiéndose nitrógeno y posteriormente el ilido formado es
convertido en la amina y oxido de trifenilfosfina.
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- Los tioles sol más ácidos que el
agua(pKa 15.7) el pKa de tioles alifáticos es de 9-10 y el de aromáticos
de 6.4. Por lo que en medio
básico un tiol rápidamente transfiere su protón al hidróxido.
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- Esto hace que el anión tiolato pueda
atacar fácilmente como nucleófilo en una reacción SN2
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- Una forma de formar tioles es mediante
una reacción SN2 del NaSH sobre un haluro de alquilo
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- En el caso del anión del tioacetato, podría reaccionar por el S o por el
O, sin embargo reacciona por el S debido a que su Homo del par
electrónico es más energético.
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- En los ataques nucleofílicos SN2 hay dos factores, las atracciónes
electrostáticas y las interacciones entre los orbitales(HOMO-LUMO)
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- Con el azufre es más importante la interacción de orbitales
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- En el ataque nucleofílico a un carbonilo, un buen nucleófilo es un mal
grupo saliente y viceversa, el intermediario expulsa al mejor grupo
saliente.
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- Para obtener las sales de fosfonio se parte del derivado Iodado el cual se obtiene del
alcohol que se formó el tosilato y este se hizo reaccionar con NaI en
acetona para obtener el compuesto iodado.
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- El Iodo es costoso para preparaciones en mayor cantidad de compuestos lo que se hace es utilizar
LiI como catalizador para acelerar las reacciones.
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- El catión formado puede sufrir
una eliminación o una sustitución.
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