ÉTERES Y EPÓXIDOS - q

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
ÉTERES Y
EPÓXIDOS
Cazar Irina
Lenin Lombeida
12 de Julio del 2011
QUIMICA ORGANICA II
TEMA: “QUIMICA ORGANICA FRANCIS CAREY: EJERCICIOS DE ÉTERES Y EPÓXIDOS.” CAPÍTULO 16
16.30.- El último paso en la síntesis de divinil éter (usado como anestésico en el
nombre Vinileteno) consiste en calentar ClCH2CH2OCH2CH2Cl con hidróxido de
potasio. Mostrar cómo se podría preparar el material de partida necesario
ClCH2CH2OCH2CH2Cl de etileno.
H2C
CH2
Cl Cl
H2O
Cl
H2
OH
Cl
Cl
O
calor
16.31.- Sugiera secuencias cortas, para una reacción eficiente y su adecuada
preparación de cada uno de los siguientes compuestos de los materiales dados al
inicio y los reactivos necesarios orgánicos o inorgánicos:
a.-
b.-
OH
+
2+
Mg
+
+
Br
H
+
+
Mg O Br
Mg Br
H
H
Br Br
Br
hv
+
c.-
O
-
H
+ H Br
+
Na Br
MCPBA
O
d.-
e.-
f.-
16.32.- Entre las formas en que el 1,4-dioxano se pueden preparar son los métodos
expresada en las ecuaciones de muestra.
a.-
b.-
16.33.- Deducir la identidad de los compuestos que faltan en las secuencias de la
siguiente reacción. Mostrar estereoquímica de las partes (b) a (d)
A
H
+
O H
OH
H
+
H2SO4
CH
+ H2O
calor
+
H
H3O + HSO4-
H
O
+
Hg (OAc)2
Hg (OAc)2
O CH3
+
Hg
+
(OAc)
CH3
+
Hg (OAc)
O CH3
NaBH4
+
CH3OH
O
+
H
H
+
O CH3
CH3
+
HBr
Br
O
B
Br
O
Mg Br
+ H3C
OH Mg
MCPBA
+
éter
D
C
O
O
HO
O
O
O
+
H
E
F
O
Mg Br
Br Mg
+
H
Na
G
Na
O
+
H
CH3OH
CH3
+
producto
b.-
c.-
d.-
-
NaOH
Cl
16.34.- Cineol es el componente principal del aceite de eucalipto, que tiene la
fórmula molecular C10H180 y no contiene enlaces dobles o triples. Reacciona con
el ácido clorhídrico para dar el dicloruro de muestra. Deduzca la estructura del del
cineol
16.35.- El p-toluenosulfonato muestra se somete a una reacción intramolecular
Williamson sobre el tratamiento de base para dar un éter espiralciclico. Demostrar
su comprensión de la terminología utilizados en el procedimiento anterior
escribiendo la estructura, incluyendo la estereoquímica, del producto.
p-toluenosulfonato (tosilato) es un buen grupo saliente en reacciones de sustitución
nucleófila. El nucleófilo que tosilato desplaza de carbono es el ion alcóxido derivado del
grupo hidroxilo en la molécula. El producto es un éter cíclico, y la naturaleza de la unión
de los dos anillos es que son spirocyclico.
16.36.- Este problema es una adaptación de un experimento diseñado para
estudiantes de pregrado los laboratorios de química orgánica publicado en enero
de 2001 de la Revista de Educación Química, pp 77-78
a.- La reacción de (E)-l-(p-metoxifenil) propeno con ácido m-cloroperoxibenzoico
convierte el alqueno a su epóxido correspondiente. Dar a la estructura, incluyendo
la estereoquímica, de este epóxido.
Debido a que todos los picos en el espectro de RMN 1H de este éter son interiores,
ninguno de los protonscan se vecinales a los protones no equivalentes otros. El único éter
C5H12O que satisface este requisito es terc-butil metil éter.
H3C
O
CH3
CH3
CH3
(E) - 1 - (p-metoxifenil) propano ácido m-cloroperoxibenzoico
(b) Asignar las señales en el espectro de RMN H del epóxido con los átomos de
hidrógeno apropiados
Un patrón doblete-septeto es característico de un grupo isopropilo. Dos isómeros éteres
C5H12O contienen un grupo isopropilo: éter etílico y éter isopropílico isobutil metil
H3C
O
H3C
CH3
O
H3C
H3C
CH3
(c) Tres señales aparecen en el rango de 6 de 55-60 en el espectro de RMN de C el
epóxido. A los que átomos de carbono del epóxido de hacer estas señales se
corresponden?
Las señales de bajo campo se debe a los protones de los átomos de carbono de la edad
de enlace C-O-C. Debido a que uno le da un doblete, debe ser vecina a sólo un protón
otros. Por lo tanto, puede especificar la estructura parcial:
CH3
H3C
O
CH3
d.-El epóxido se aísla sólo cuando la reacción se lleva a cabo bajo condiciones
(añadido Na2CO) que aseguran que la mezcla de reacción no se convierte en ácido.
A menos que esto se toman precauciones, se aisló el producto tiene la C17H1704C1
fórmula molecular. Sugiera una estructura razonable para este producto y que
escriba un mecanismo razonable para su formación.
16.37 Todas las preguntas siguientes se refieren a H espectros de isómeros eteres
de RMN que tiene la fórmula molecular C5H120.
a.- Cuando solamente uno de los hidrógenos tiene singuletes en su espectro de RMN de
H
b.- Junto con otras señales, el éter se ha acoplado un doblete-septeto patron. Ninguno de
los protones responsable de este patron se acoplan a los protones en cualquier otro lugar
en la molécula. Identificar este éter.
c.- Además de otras señales en su espectro de RMN de H, este éter muestra dos señales
en el campo relativamente bajo. Uno de ellos es un singulete, y el otro es un doblete.
¿Cuál es la estructura de este éter?
d.- Además de otras señales en su espectro de RMN de H, este éter muestra dos señales
en el campo relativamente bajo. Uno de ellos es un triplete, y el otro es un cuarteto. Que
éter es esto?
Una buena manera de abordar este problema es considerar el dibromuro de derivado por
tratamiento del compuesto. La presencia de una señal de RMN equivalente a cuatro protones
en la región aromática es de 7,3 ppm, indica que este dibromuro contiene un anillo aromático
disustituido. Los cuatro protones restantes aparecen con un singulete agudo en 4,7 ppm y con
dos grupos metileno equivalentes del ArCH2Br. Lo más probable es que el compuesto A es un
éter cíclico en el que una unidad CH2OCH2 abarca dos de los carbonos de un anillo de
benceno.
16.38.- El espectro de RMN H del compuesto A (C8H80) consta de dos singuletes de
área igual a 5,1 g (agudo) y 7,2 ppm (amplio). El tratamiento con exceso de bromuro
hidrógeno el compuesto A se convierte en una solo dibromuro (C8H8Br2). El
espectro de RMN H de la dibromuro es similar a la de A, ya que muestra dos
singuletes de área igual a 4,7ppm (fuerte) y 7,3 ppm (amplio). Sugiera estructuras
para el compuesto A y el dibromuro derivado del mismo.
La fórmula molecular de un compuesto (C10H13BrO) indica un índice de insaturación de 4
hidrógenos. Uno de los productos obtenidos en el tratamiento del compuesto con HBr es
bromuro de bencilo (C6H5CH2Br), que representa a siete de sus diez átomos de carbono y
todos los dobles enlaces y anillos. Por lo tanto,el compuesto es un éter bencílico con el
C6H5CH2OC3H6Br fórmula. El espectro de H RMN incluye una señal de cinco protones a 7,4
ppm para un mono sustituido el anillo de benceno y dos protones solos en 4,6 ppm para los
protones bencílicos. Este solo aparece en el campo bajo debido a los protones bencílicos que
se unen al oxígeno.
Los 6 protones restantes aparecen como la superposición de dos 2-protones tripletes en 3,6
ppm y 3,7 ppm, un penteto con 2 protones a 2,2 ppm, en consonancia con la unidad OCH2CH2CH2Br. El compuesto es C6H5CH2OCH2CH2CH2Br.
Br
O
H Br
calor
Br
Br
Br
16.39.- En la figura 16.9 se muestra el espectro de RMN H de un compuesto
(C10H13Br0). Cuando el compuesto se calienta con HBr forma de bromuro bencilo y
un segundo compuesto C3H6Br2 ¿Cuál es el primer compuesto.?
El alto índice de deficiencia de hidrógeno (5) de un compuesto desconocido C9H10O y la
presencia de seis señales en la región de 120 a 140 ppm del espectro 13C RMN sugiere la
presencia de un anillo aromático. El problema indica que el compuesto es un éter cíclico, por
lo que el átomo de oxígeno se encuentra en un segundo anillo fusionado con el anillo de
benceno.
O
CH3
OH
Na2Cr2O7
OH
CH3
H2SO4, H2O calor
O
16.40.- Un compuesto es un éter cíclico de fórmula molecular C9Hl0O. Su espectro
de RMN 13C se muestra en la figura 16.10. por oxidación del compuesto con
dicromato de sodio y ácido sulfúrico dio ácido 1,2-bencenodicarboxílico. ¿Cuál es
el compuesto?
1. 68ppm
1.
2. 65ppm
O
2.
3. 28ppm
3.
La estructura coincide con la presencia de tres grupos CH2 en el espectro de RMN de 13C.
16.41.- Hacer un modelo molecular de sulfuro de dimetilo. ¿Cómo es su ángulo de
enlace a azufre compararlo con el C - O - ángulo C de carbonos en dimetil éter?
El ángulo de enlace de carbono azufre es mayor que el del enlace carbono oxígeno,
porque el oxígeno es más electronegativo que el azufre, entonces va a atraer con más
fuerza a los grupos donadores y por ende el ángulo va a ser menor.
O
H3C
CH3
16.42.- Ver modelos moleculares de dimetil éter y el óxido de etileno en el
aprendizaje por modelado. ¿Cuál tiene mayor momento dipolar? Como se calculan
los momentos dipolares que no tienen ninguna relación con los puntos observados
en ebullición (óxido de etileno: + 10 º C; dimetil éter:-25C)?
µ= 1,30 D
µ=1,88
El oxido de etileno tiene un mayor momento dipolar debido a su tensión estérica mayor.
16.45.- Construir un modelo molecular de trans-2-bromociclohexanol en su
conformación más estable.
Esta conformación es el instrumento adecuado para someterse a la formación de
epóxido en el tratamiento de base. ¿Por qué? ¿Qué tiene que pasar para producir
1,2 epoxycyclohexano de trans-2-bromocyclohexanol?
Br
OH
+
B-
O
Primero la base capta el hidrógeno del OH, quedando el oxígeno cargado negativo, luego
este ataca al carbono del halógeno, que se encuentra parcialmente positivoprovocando la
salida del halógeno y formándose el 1, 2 epoxiciclohexano.
16.46.- Construir un modelo molecular del-3-bromo-2-butanol. ¿Cuál es la
estereoquímica (cis o trans) del 2,3-epoxibutano formado en el tratamiento del 3bromo-2-butanol con la base?
OH
O
CH3
H3C
+
B-
H3C
CH3
Br
La estereoquímica del compuesto es trans-2,3-epoxibutano;debido al impedimento
estérico.
16.47.- Utilizar el aprendizaje por modelado para comparar el C - O distancias de
carbonos en 1,2-epoxipropano y su forma protonada.
CH3
+
O
H
El enlace C-O del 1,2-epoxipropano protonado es de mayor distancia debido a la perdida
de electrones del oxigeno al unirse con el hidrogeno, existiendo perdida de
electronegatividad de este enlace.