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Bloque 2. Reactividad de compuestos aromáticos
Ejercicios Prácticos
1. En la síntesis del TNF razonar: a) reactivos de partida, b) agentes atacantes;
c) efectos de orientación de los sustituyentes y su incidencia sobre la
velocidad de reacción.
2. En las reacciones:
a) fenol + mezcla sulfonítrica →
b) nitrobenceno + ac. sulfúrico fumante →
c) etilbenceno + cloruro de etilo + tricloruro de alumnio →
razonar: a) mecanismo de reacción, formulando todas sus etapas; b)
efectos de orientación de los grupos sustituyentes; c) producto (o
productos) de reacción que se obtienen con mayor rendimiento.
3. Demostrar cuales son los efectos de orientación frente a la entrada de un
reactivo de carácter electrofílico, de los sustituyentes presentes en las
estructuras
de
los
siguientes
compuestos:
a)
cumeno;
b)
o-
nitroclorobenceno; c) ácido benzoico.
4. Demostrar los efectos de orientación y cinéticos de los siguientes
sustituyentes en la sustitución electrofílica aromática: a) grupo nitro; b)
grupo t-butilo; c) grupo ácetico; d) grupo fenol; e) grupo bromo.
5. Explicar razonadamente los rendimientos de la reacción de nitración de los
alquilbencenos y halogenobencenos de las siguientes series:
ALQUILBENCENOS
(y
HALOGENOBENCENOS
)
(y
)
Y
% orto
% para
Y
% orto
% para
CH3
58
37
F
12
88
CH2Me
45
49
Cl
30
69
CHMe2
30
62
Br
37
62
CMe3
16
73
I
38
60
(Nota : Me = CH3)
6. En las reacciones
a) tolueno + ac. nítrico conc. + ac. sulfúrico conc.
→
b) benceno + propileno + HCl/AlCl3→
formular todas las etapas de los mecanismos implicados y demostrar cual es
el producto que se obtiene con mayor rendimiento.
7. Seleccionar un posible mecanismo de reacción que permita la síntesis del
cumeno razonando: a) compuestos de partida; b) diferentes etapas del
mecanimo y c) si el cumeno sintetizado se hiciera reaccionar con una mezcla
sulfonítrica, ¿la reacción tendría lugar a mayor, o menor velocidad que la
equivalente del benceno?.
8. Demostrar a partir de los efectos de desplazamiento electrónico observables
en su estructura en que posición (o posiciones) entraría un segundo
sustituyente electrofílico (X+) en la molecula de benzaldehido.
9. Completar las reacciones siguientes:
Cl
a)
+
CH3
HC CH2Cl
AlCl3
Cl
b)
+
HNO3 c
H2SO4 c
NO2
NO2
c)
+
H NO3 diluido
Cl
10. Formular
con
el
bromobenceno
como derivado monosustituido
los
mecanismos en todas sus etapas de la siguiente reacción:
bromobenceno + ac. nítrico diluido + cloruro de etilo + tricloruro de
aluminio →
11. Formular el producto de mayor rendimiento que se obtiene en la sulfonación
del ácido benceno sulfónico.
12. Razonar cual sería la reactividad de los siguientes compuestos a partir de los
efectos de los sustituyentes presentes en sus estructuras: a) m-nitroanilina;
b) clorobenceno y c) p-xileno.
13. Comparar los mecanismos de nitración y sulfonación del tolueno,
diferenciándo:
b) Formación del agente reactivo atacante
c) Los efectos de orientación en la entrada del reactivo
d) Las etapas de los dos mecanismos. Utilizar las etapas lentas para
demostrar si la cinética de reacción es más rápida que la de la reacción
equivalente del benceno.
14. Completar la siguiente reacción identificando el producto intermedio A y el
producto final B:
Benceno + etileno + ac. clorhídrico + tricloruro de aluminio →
H2
→A
B
Ni
15. Ordenar de mayor a menor estabilidad los carbocationes bencilo y fenilo.
16. En la síntesis del TNT comparar la cinética de todas sus etapas con la
nitración con mezcla sulfonítrica del benceno.
17. Razonar los productos (y sus rendimientos) que se obtendrían en la
nitración del tolueno en condiciones suaves (Reactivo HNO3 diluido)
18. En la alquilación del t-butilbenceno con 1 butileno y ácido clorhídrico como
catalizador ¿cuál es el producto que se obtiene preferentemente?.
19. Comparar la etapa rápida de los mecanismos de la nitración del fenol y de
su sulfonación. (Para la nitración utilizar HNO3 diluido) .
20. ¿Cuáles son los posibles reactivos capaces de introducir carbocationes como
agentes electrófilos en los procesos de alquilación aromática?