Química Orgánica I (1311). Serie 1: Introducción y repaso, alcanos y estereoquímica Fecha de entrega: viernes 06 de octubre de 2017. Profesor: M en C. Javier Ordóñez Hernández Nombre: 1. Para los siguientes compuestos asigne la hibridación correspondiente a cada átomo y dibuje los orbitales que participan en la formación de los enlaces y y los que contienen los pares de electrones sin compartir. 2. Considere las estructuras de Lewis A, B, y C a) Cuál estructura contiene un carbono con carga positiva? b) Cuál estructura contiene un nitrógeno con carga positiva? c) Cuál estructura contiene un oxígeno con carga positiva? d) Cuál estructura contiene un carbono con carga negativa? e) Cuál estructura contiene un nitrógeno con carga negativa? f) Cuál estructura contiene un oxígeno con carga negativa? g) Cuáles estructuras son eléctricamente neutras (contienen igual número de cargas positivas y negativas)? Alguna estructura es un catión? Alguna estructura es un anión?
3. A partir de lo que recuerde sobre electronegatividades, muestre la dirección de los momentos dipolares de los siguientes enlaces. En cada caso prediga si el momento dipolar es relativamente grande (diferencia de electronegatividad > 0.5) o pequeña. a) C-Cl b) C-H c) C-Li d) C-N e) C-O f) C-B g) C-Mg h) N-H i) O-H j) C-Br 4. Ordene de manera creciente de estabilidad los siguientes carbocationes. Justifique su respuesta 5. A continuación se muestra la estructura de 4 compuestos presentes en la naturaleza, para cada estructura realice lo siguiente: Identifique los grupos funcionales, identifique los carbonos quirales y asígneles su configuración absoluta mediante el descriptor estereogénico R o S. a) El púrpura de Tiro es un colorante morado que se extrae de una especie de caracol marino del Mediterráneo. b) La testosterona es una hormona sexual masculina. c) La tiroxina es la hormona principal de la tiroides. d) La capsaicina da el sabor picante 6. Escriba las estructuras y los nombres de los nueve isómeros constitucionales de fórmula C 7 H 16.
7. De nombre a los siguientes compuestos de acuerdo a las reglas de la IUPAC. 8. En cada par de compuestos, cuál de ellos tiene el punto de ebullición más alto? Explique su respuesta. a) Octano o 2,2,3-trimetilpentano b) Nonano o 2-metilheptano c) Neopentano o isopentano 9. La cloración del metilciclobutano da lugar a una mezcla de 4 productos monoclorados. a) Escriba la estructura de cada uno de los productos. b) Prediga la proporción en que se formarán los productos monoclorados. Recuerde que un átomo de cloro extrae un hidrógeno secundario unas 4.5 veces más rápido que un hidrógeno primario y un hidrógeno terciario unas 5.5 veces más rápido que un hidrógeno primario. c) Escriba un mecanismo de reacción para la formación del producto que se forma en mayor proporción. d) La reacción de bromación del 3-metilpentano con Br 2, h es una reacción regioselectiva, escriba la estructura del producto mayoritario para esta reacción. 10. Realice un análisis conformacional a través de proyecciones de Newman, alrededor del carbono indicado. Trace un diagrama de energía potencial que nos permita observar las diferencias de energía para cada confórmero e identifique al más estable. a) 2-metilpentano alrededor del enlace C2-C3 b) 3,3-dimetilhexano alrededor del enlace C3-C4 c) 3-etil-2,4,4-trimetilheptano
11. Se muestra un esqueleto esteroidal típico junto con el esquema de numeración usado para esta clase de compuestos. Especificar en cada caso si el sustituyente designado es axial o ecuatorial. a) Un sustituyente en C-1 cis a los grupos metilo. b) Un sustituyente en C-4 cis a los grupos metilo. c) Un sustituyente en C-7 trans a los grupos metilo. d) Un sustituyente en C-11 trans a los grupos metilo. e) Un sustituyente en C-12 cis a los grupos metilo. 12. Escriba una fórmula estructural para la conformación más estable de cada uno de los siguientes compuestos: a) cis-1-etil-3-metilciclohexano b) trans-1-isopropil-3-metilciclohexano c) cis-1-ter-butil-4-clorociclohexano 13. Dibuje las dos conformaciones de silla del cis-1-isopropil-4-metilciclohexano, y realice lo siguiente: a) Determine cuál confórmero es más estable. b) Repita el inciso anterior para el isómero trans. c) Prediga cuál isómero (cis o trans) es más estable. d) Dibuje las dos conformaciones de silla del cis-1-ter-butil-3-clorociclohexano y realice lo que se pide en los incisos anteriores (a, b y c). 14. Calcule los porcentajes de los confórmeros axiales y ecuatoriales presentes en el equilibrio para el clorociclohexano. Este equilibrio conformacional tiene una keq=[ecuatorial]/[axial]=2.4.
15. Indique si cada una de las estructuras siguientes es (R)-2-clorobutano o (S)-2-clorobutano. 16. Para cada estructura 1. Marque con un asterisco (*) cualquier átomo de carbono asimétrico. 2. Marque cada carbono asimétrico como (R) o (S). 3. Diga si el compuesto es quiral o aquiral. 4. Marque cualquier estructura meso 17. Para cada uno de los compuestos descritos mediante los siguientes nombres: 1. Dibuje una representación tridimensional. 2. Marque con un asterisco (*) todos los centros quirales. 3. Dibuje el enantiómero. 4. Dibuje todos los diasterómeros. 5. Diga si la estructura es quiral o aquiral. a) (S)-2-Clorobutano b) (R)-1,1,2-Trimetilciclohexano
c) (2R,3S)-2,3-Dibromohexano d) (1R,2R)-1,2-Dibromociclohexano e) meso-hexano-3,4-diol, CH 3 CH 2 CH(OH)CH(OH)CH 2 CH 3 18. Convierta las siguientes estructuras en perspectiva a proyecciones de Fischer. 19. Convierta las siguientes proyecciones de Fischer a fórmulas en perspectiva. 20. La rotación específica del (S)-2-yodobutano es +15.90. a) Dibuje la estructura del (S)-2-yodobutano. b) Prediga la rotación específica del (R)-2-yodobutano c) Determine la composición porcentual de la mezcla del (R) y (S)-2-yodobutano cuya rotación es de -7.95. 21. Diga las relaciones estereoquímicas entre cada par de estructuras. Por ejemplo: mismo compuesto, isómeros estructurales, enantiómeros, diasterómeros, compuesto meso.