ALCOHOLES. QUÍMICA ORGÁNICA I Curso Paula E. Gil Facultad de Farmacia y Bioquímica UBA

Transcripción

1 ALCOHOLES QUÍMICA ORGÁNICA I Curso 2012 Paula E. Gil Facultad de Farmacia y Bioquímica UBA 1

2 Síntesis de alcoholes A partir de alquenos: resumen de los métodos vistos anteriormente (con ejemplos): CH 3 -CH 2 -CH-CH=CH 2 H 3 O + CH 3 -CH 2 -C-CH 2 -CH 3 CH 3 CH 3 Orientación según Markovnikov, con transposición de hidruro 1) H 2 O OH CH 3 -CH 2 -CH-CH=CH 2 Hg(OAc) 2 CH 3 -CH 2 -CH-CH-CH 3 CH 3 2) NaBH 4 CH 3 Orientación según Markovnikov, sin transposición de hidruro CH 3 -CH 2 -CH-CH=CH 2 1) (BH 3 ) 2 CH 3 -CH 2 -CH-CH 2 -CH 2 CH 3 2) H 2 O 2 /NaOH CH 3 Orientación antimarkovnikov OH OH 2

3 Síntesis de alcoholes A partir de halogenuros de alquilo (también visto anteriormente): CH 3 -CH 2 -CH 2 -Cl NaOH CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH S N 2 CH 3 CH 3 -CH 2 -C-Cl CH 3 H 2 O CH 3 CH 3 -CH 2 -C-OH S N 1 CH 3 3

4 Síntesis de alcoholes A partir de compuestos carbonílicos: reducción con hidruros: LiAlH 4 y NaBH 4 Mecanismo general: Por tratarse de un ataque nucleofílico, los hidruros no reaccionan con alquenos. 4

5 Síntesis de alcoholes con hidruros: LiAlH 4 y NaBH 4 Hidruro de litio y aluminio (LiAlH 4 ): reduce, convirtiéndolos en alcoholes, a aldehídos, cetonas y otros grupos funcionales menos reactivos: ácidos y ésteres. Ejemplo: Borohidruro de sodio (NaBH 4 ): reduce aldehídos y cetonas a alcoholes, pero no reduce ácidos ni ésteres, lo que permite realizar reducciones selectivas. Ejemplo: 5

6 Síntesis de alcoholes reducción con níquel Raney: Convierte aldehídos y cetonas en alcoholes, pero también reduce dobles enlaces C=C. Ejemplo: 6

7 Síntesis de alcoholes A partir de compuestos organometálicos: reactivos de Grignard (RMgX) y organolíticos (RLi) (Aclaración: R puede ser un resto alquilíco primario, secundario o terciario, así como también vinílico o arílico). Este método permite alargar la cadena carbonada o agregarle ramificaciones. Preparación de los reactivos: 7

8 Síntesis de alcoholes Reacción de compuestos organometálicos (RMgX o RLi) con aldehídos o cetonas: es una adición nucleofílica (AN) Mecanismo: ataque nucleofílico al carbonilo para originar un alcóxido. Luego, se debe agregar agua o ácido diluido para protonar al alcóxido: 8

9 Ejercicios A) Sintetice el p-etilfenil isobutil terpentil carbinol empleando el compuesto carbonílico adecuado y un reactivo de Grignard a elección. Cuál es el tipo de reacción? Postule un mecanismo probable que interprete la reacción. B) Se obtuvo el 1- (3-metil)ciclohexil -3-metil-1-butanol utilizando un reactivo organolítico y un sustrato carbonílico mediante una reacción de adición nucleofílica. Nombre y escriba las estructuras de ambos compuestos. Es ésta la única posibilidad de sintetizar el alcohol mencionado empleando un sustrato carbonílico y un reactivo organolítico? Y vía síntesis de Grignard? 9

10 Síntesis de alcoholes Reacción de compuestos organometálicos (RMgX o RLi) con ésteres o con cloruros de ácido: cada mol de estos derivados de ácido reacciona con dos moles de RMgX. 1º etapa: ataque del RMgX y desprendimiento de un ion alcóxido (en ésteres) o cloruro (en R-C-Cl): O 2º etapa: AN al carbonilo, a la que sigue el agregado de agua o ácido diluido: 10

11 Síntesis de alcoholes Reacción de compuestos organometálicos (RMgX o RLi) con óxido de etileno: origina alcoholes primarios con dos grupos metileno (-CH 2 -) más: IMPORTANTE: al utilizar RMgX o RLi, el material, los reactivos y los solventes deben estar BIEN SECOS, porque el agua los descompone: Se trata de una reacción ácido/base. La dan el agua y todos los demás compuestos que tengan H ácidos, como los alquinos terminales y los compuestos que tienen H unido a N, O o S. 11

12 Reacciones de los alcoholes Carácter anfótero: se comportan como ácidos y como bases Como ácidos: Como bases: R-OH + H + frío R-OH 2 Acidez comparada de los alcoholes entre sí y con los demás compuestos orgánicos: ver guía de acidez de los compuestos orgánicos Ejercicio: formular los siguientes compuestos y proponer un orden de acidez justificando de la manera más completa posible: m-cresol, fenol, metanol, agua, p-nitrofenol, propino, 2-metoxifenol, terbutanol y 2,4-dinitrofenol + 12

13 Reacciones de los alcoholes Reacción con halogenuros de hidrógeno en caliente: S N 1 o S N 2 con catálisis ácida; convierte un R-OH en un R-X: Ejemplos: S N 1 con catálisis ácida: S N 2 con catálisis ácida: 13

14 Ejercicio a) Formule los siguientes compuestos: 3-metil-1-butanol alcohol terpentílico b) Tomando como referencia la reacción de alcoholes frente a un HX / calor, analice el tipo de reacción que se daría sobre cada uno de ellos. Proponga un mecanismo probable justificando cada una de las etapas propuestas sobre la base de los prouctos finales obtenidos. 14

15 Reacciones de los alcoholes Reacción con PBr 3, PCl 3 o SOCl 2 : también convierte un R-OH en un R-X Es preferible utilizar cloruro de tionilo (SOCl 2 ) porque los productos secundarios son gases y se desprenden del medio de reacción. 15

16 Reacciones de los alcoholes Deshidratación: E1. Ya fue vista como reacción de alquenos. Reacción con agentes acilantes: formación de ésteres: Esterificación de Fischer: Reacción con cloruros de ácido: Los mecanismos se desarrollarán al estudiar el tema derivados de ácidos. 16

17 Reacciones de los alcoholes Oxidación: con NaCr 2 O 7 o CrO 3 / H 2 SO 4 : Alcoholes primarios: se oxidan a ácidos carboxílicos; ejemplo: Alcoholes secundarios: se oxidan a cetonas; ejemplo: Alcoholes terciarios: requieren condiciones muy enérgicas para reaccionar, y su oxidación transcurre con ruptura de enlaces C-C. 17

18 Reacciones de los alcoholes Oxidación: con clorocromato de piridinio (CCP): Alcoholes primarios: se oxidan a aldehídos; ejemplo: Es una oxidación selectiva, porque el CCP oxida a los alcoholes pero no a los aldehídos. Alcoholes secundarios: se oxidan a cetonas; ejemplo: 18