Química Orgánica I (1311). Serie 2: Alquenos, dienos y alquinos. Profesor: M en C. Javier Ordóñez Hernández. Nombre:

Transcripción

1 Química Orgánica I (1311). Serie 2: Alquenos, dienos y alquinos. Profesor: M en C. Javier Ordóñez Hernández Nombre: 1) Dé el nombre IUPAC de los siguientes alquenos, considere la isomería del enlace doble (E o Z) y tome en cuenta la configuración de los carbonos quirales (R o S). 2) Identifique cada una de las estructuras siguientes como Z, E, o ninguna de ellas. 3) Clasifique en orden creciente de estabilidad los alquenos para cada uno de los siguientes incisos:

2 4) Calcule el número de insaturaciones para las siguientes formulas moleculares y proponga por cada inciso la estructura de dos compuestos que cumplan con dicha fórmula. A) C 40 H 56 B) C 10 H 7 ClF 2 O 3 C) C 8 H 9 BrO 4 D) C 11 H 17 ClN 2 O 5) Proponga mecanismos para las siguientes reacciones. Es posible que se formen productos adicionales, pero sus mecanismos soló deben explicar los productos que se muestran. 6) La reacción entre el 2-bromobutano y el etóxido de sodio en etanol, vía eliminación E2 genera 3 productos. Escriba la estructura de los tres productos y diga cuál de los tres productos será el mayoritario.

3 7). Proponga mecanismos y dibuje diagramas de energía de reacción para las siguientes reacciones. Preste especial atención a las estructuras de los estados de transición y productos intermediarios. Compare los diagramas de energía de reacción de las dos reacciones y explique las diferencias A) El 2-bromo-2-metilbutano reacciona con metóxido de sodio en metanol para dar 2- metilbut-2-eno (entre otros productos). B) El 2-bromo-2-metilbutano reacciona en metanol a reflujo para dar 2-metilbut-2-eno (entre otros productos) 8) Escriba la estructura de los productos de eliminación bimolecular para cada uno de los siguientes compuestos isoméricos halogenados. 9) Para las siguientes reacciones proponga un mecanismo de reacción que explique la formación de cada uno de los productos. 10. Prediga cuál de los siguientes compuestos experimentará de manera más rápida una eliminación con KOH y explique por qué. Sugerencia: utilizar conformaciones de silla

4 11) Prediga los productos principales de la deshidratación de los siguientes alcoholes, catalizada con un ácido. En cada caso diga, cuál es el producto mayoritario. A) Pentanol B) 1-metilciclopentanol C) 2,2-dimetilpropa-1-ol D) 2-metilciclohexanol 12) Para la siguiente reacción de deshidratación, proponga un mecanismo que explique la formación de cada uno de los productos. 13) Dé la estructura del producto esperado para la reacción del 2-metil-1-penteno con cada uno de los siguientes reactivos. Incluya la estereoquímica cuando sea necesario. A) H 2, PtO 2, CH 3 CH 2 OH B) HCl C) HBr + Peróxidos, calor D) D 2, Pd-C, CH 3 CH 2 OH E) HBr F) H 2 SO 4 + H 2 O G) Br 2, CH 3 CH 2 OH H) 1) BH 3,THF 2) NaOH + H 2 O 2 I) AMCPB, CH 2 Cl 2 J) 1) OsO 4 2) H 2 O 2 K) 1) O 3, 2) Zn + CH 3 COOH L) 1) Hg(OAc) 2 + H 2 O 2) NaBH 4 14) Proponga mecanismos consistentes con las reacciones siguientes:

5 15) Muestre cómo sintetizaría cada compuesto utilizando el metilenciclohexano como materia prima. 16) El atrayente sexual de las moscas tiene la fórmula C 23 H 46. Cuando se trata con permanganato de potaso caliente, esta feromona genera dos productos: CH 3 (CH 12 ) 2 COOH y CH 3 (CH 2 ) 7 COOH. Sugiera una estructura para este atrayente sexual. 17) Proponga métodos eficientes para llevar a cabo cada una de las siguientes transformaciones. Se requiere más de un paso. 18) El compuesto desconocido X, C 5 H 9 Br, no reacciona con bromo o con KMnO 4 diluido. Después de tratarlo con ter-butóxido de potasio, X sólo genera un producto, Y, C 5 H 8. A diferencia de X, Y decolora al bromo y cambia al KMnO 4 de púrpura a café. La hidrogenación catalítica de Y produce metilciclobutano. La ozonólisis-reducción de Y produce el dialdehído Z, C 5 H 8 O 2. Proponga estructuras coherentes para X, Y y Z. 19) El compuesto BD 3 es una forma deuterada del borano. Prediga el producto que se forma cuando el 1-metilciclohexeno reacciona con BD 3. THF, seguido por peróxido de hidrógeno en medio básico. 20) Una adición de rutina de HBr a través del enlace doble de un vinilciclopentano produjo una pequeña cantidad de un producto reordenado inesperado. Proponga un mecanismo para la formación de este producto y explique por qué ocurre el reordenamiento. 21) La reacción del 3,3-dimetil-1-buteno con yoduro de hidrógeno produce dos compuestos A y B, cada uno de los cuales tiene la fórmula molecular C 6 H 13 I, en la proporción A:B = 90:10. El compuesto A, al ser calentado con hidróxido de potasio en alcohol n-propílico, forma sólo 3,3-dimetil-1-buteno. El compuesto B experimenta eliminación bajo estas

6 condiciones para formar 2,3-dimetil-2-buteno como el producto principal. Sugiera estructuras para los compuestos A y B, y escriba un mecanismo razonable para la formación de cada uno. 22) El aceite de sándalo de las Indias Orientales contiene un hidrocarburo al que se le da el nombre de santeno (C 9 H 14 ). La ozonólisis del santeno seguida por la hidrólisis forma el compuesto A. Cuál es la estructura del santeno? 23) Proponga un mecanismo para la reacción de las tres primeras unidades de propileno en la polimerización del propileno en presencia de un peróxido. 24) Escriba el nombre IUPAC para cada uno de los siguientes alquinos: 25) De las siguientes bases, cuál es la más adecuada para la preparación de iones acetiluro? Por qué? (Justifique su respuesta). NaOH, MeONa, NaNH 2, NaHCO 3 26) Escriba la estructura del producto orgánico principal aislado de la reacción de 1-pentino con: A) Hidrógeno (2 moles), platino B) Hidrógeno, paladio de Lindlar C) Litio en amoniaco líquido D) Cloruro de hidrógeno (1 mol) E) Cloruro de hidrógeno (2 moles) F) Cloro (1 mol) G) Bromo (2 moles) H) Ácido sulfúrico acuoso, sulfato de mercurio (II)

7 I) Ozono seguido por hidrólisis J) 1) BH 3 2) H 2 O 2, NaOH 27) Los alquinos reaccionan con borano de manera similar a los alquenos. Los vinilboranos resultantes se oxidan con peróxido de hidrógeno. El 3-hexino se transforma, según esta secuencia, en 3-hexanona con un 68% de rendimiento. Escriba las reacciones, mostrando los intermediarios de esta conversión. 28) Muestre, escribiendo una serie adecuada de reacciones, cómo prepararía cada uno de los siguientes compuestos a partir de los materiales iniciales designados y cualquier reactivo orgánico o inorgánico necesario: (se requiere más de un paso) A)2,2,-Dibromopropano a partir de 1,1-dibromopropano B) 2,2,-Dibromopropano a partir de 1,2-dibromopropano C) 1,1,2,2-Tetracloropropano a partir de 1,2-dicloropropano D) 2,2-Diyodobutano a partir de acetileno y bromuro de etilo 29) Prediga los productos de las siguientes reacciones: A) 3,5-octadieno + HBr (50 C) (decir cuál es el producto mayoritario) B) 3,5-octadieno + HBr (0 C) (decir cuál es el producto mayoritario) 30) Prediga los productos de las reacciones de Diels-Alder siguientes. Incluir la estereoquímica. 31) Indicar como se podrían emplear reacciones de Diels-Alder para sintetizar los compuestos siguientes.

8 32) Proponga estructuras para los reactivos, intermediarios y productos desde A hasta Z para el siguiente esquema de reacciones, tome en cuenta la estereoquímica cuando sea necesario.