REACTIVIDAD DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS

Transcripción

1 REACTIVIDAD DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS

2 Reacciones Inorgánicas En general son rápidas y sencillas, especialmente las iónicas en solución acuosa porque los reactivos ya están listos para reaccionar.

3 Reacciones orgánicas: Son reacciones moleculares: se rompen y forman enlaces covalentes. Transcurren en pasos sucesivos Son más lentas y complejas A menudo requieren la presencia de catalizadores y temperaturas elevadas

4 Representación general de una reacción orgánica

5 El SUSTRATO es la sustancia orgánica que es atacada por una sustancia más pequeña llamada REACTIVO (o agente reaccionante, como el H +. OH,Br, etc. Si las dos sustancias son de tamaño similar, se considera reactivo a la que más se altera en el transcurso de la reacción.

6 La reactividad del sustrato. Depende de la presencia de grupos funcionales, insaturaciones, etc., provocando desplazamientos electrónicos: a) Efecto inductivo: Desplazamiento del par electrónico del enlace sigma hacia el átomo más electronegativo, representado mediante flecha hacia éste. Se transmite a lo largo de la cadena carbonada perdiendo rápidamente intensidad.

7 b) Efecto mesómero o de resonancia: Desplazamiento de electrones de enlaces dobles C=C o C=O o de pares no enlazantes de átomos contiguos hacia uno de los átomos enlazados, formándose estructuras resonantes. Se transmite a lo largo de la cadena si hay dobles enlaces alternos (conjugados). Se representa por una flecha curva. Puede ser:

8 +M: ceden dos electrones al átomo de C -M: grupos que atraen hacia sí los electrones del enlace pi compartidos con el C

9 Cómo se rompen los enlaces y que intermedios de reacción se producen: Ruptura homolítica el enlace se rompe de manera simétrica dando lugar a dos radicales libres, cada uno con un electrón desapareado, muy reactivos por tanto. Se produce en enlaces entre átomos con electronegatividades similares. Requiere aporte de energía.

10 Orden de estabilidad del radical: terciario > secundario > primario > metilo

11 Ruptura heterolítica : El enlace se rompe de forma asimétrica originándose dos iones,positivo (carbocatión) y negativo (carbanión). Se produce en enlaces polares.

12 Radicales libres, carbocationes y carbaniones son intermedios de reacción: se forman en el transcurso de la reacción y tienen una vida efímera.

13 Tipos de reactivos Radicales libre Reactivos electrófilos Reactivos nucleó filos

14 Radicales libres Se forman en las reacciones homolíticas, son muy reactivos e interaccionan con otros radicales o moléculas neutras. Poseen un electrón desapareado, luego son muy inestables y muy reactivos. Actúan en reacciones radicalarias. Se representan en general por R

15 Ejemplos:

16 Reactivos electrófilos Son reactivos que poseen algún átomo de baja densidad electrónica, por lo que suelen actuar sobre átomos del sustrato con carga negativa o gran densidad de carga electrónica. Los reactivos electrófilos son cationes o moléculas con algún orbital vacío por ejemplo H + H 3 O +, BF 3 etc.

17 Ejemplos:

18 Reactivos nucleófilos Son reactivos que poseen algún átomo densidad de carga eléctrica, por lo que tienden actuar sobre átomos del sustrato con carga positiva o deficiencia de electrones, suelen ser aniones o moléculas neutras con pares de electrones libres. Ejempo: H 2 O, NH 3, Cl -, R-OH etc.

19

20 Ejemplo Teniendo en cuenta la estabilidad de los radicales formados Cuál es la forma de ruptura homolítica más probable del compuesto : R 3 C-CH 2 -CH 3

21 Tipos de reacciones orgánicas Se pueden clasificar según una gran variedad de criterios. Aquí lo haremos según el reordenamiento atómico que sufren sustrato y reactivo. a. Reacciones de sustitución o desplazamiento Son las reacciones en las que un átomo o grupo de átomos de un reactivo se introduce en la cadena carbonada del sustrato reemplazando a alguno de los átomos unidos al carbono.

22 Es decir : R-X + Y R-Y + X Sustrato Reactivo Sustituciones radicálicas Sustituciones nucleófilas Sustituciones electrófilas

23 Sustituciones radicálicas A través de radicales libres, típicas en hidrocarburos saturados obteniéndose variedad de productos.

24 Sustituciones nucleófilas Un reactivo nucleófilo sustituye a un grupo electronegativo.

25 Sustituciones electrófilas El reactivo electrófilo ataca zonas de alta densidad del sustrato como los dobles enlaces en los hidrocarburos aromáticos.

26 b. Reacciones de adición a dobles o triples enlaces. Llamamos así a las reacciones en la que dos átomos unidos por enlace doble o triple,una vez roto éste, se unen a otros átomos o grupos de átomos mediante enlaces simples.

27 Adiciones radicálicas Adiciones radicálicas: Poco frecuente porque la ruptura del enlace π no suele ser homolítica.

28 Adiciones nucleófilas Se produce en sustratos con insaturaciones polarizadas como C=O, -C=N, lo que facilita que el C sea atacado por reactivos nucleófilos.

29 Adiciones electrófilas Adición de un reactivo electrófilo a la insaturación. Cuando se adiciona un reactivo asimétrico se sigue la regla de Markownikoff: La parte más electropositiva del reactivo se adiciona al C más hidrogenado.

30 c. Reacciones de eliminación Son inversas a las reacciones de adición y se produce fundamentalmente un doble enlace por pérdida de dos átomos unidos a dos C contiguos. Se sigue la regla de Saytzeff: Se obtiene la insaturación más sustituida.

31 d. Reacciones de condensación (adición-eliminación) Se unen dos moléculas orgánicas eliminándose otra moléculas más simple. Formación de ésteres (esterificación): ácido + alcohol éster + agua.

32 e. Reacciones redox Se produce un aumento (oxidación) o disminución (reducción) del número de oxidación del C. En general, una oxidación supone la formación de enlaces C O, y la reducción la formación de enlaces C H.

33