UNIVERSIDAD DE CARABOBO

FACULTAD DE INGENIERÍA

CÁTEDRA DE QUÍMICA ORGÁNICA II

Prof. Carlos L. Alvarado Almarza

TALLER 3. Adición electrofílica alifática y Espectroscopía.

Pregunta 1. Para la fabricación del polímero Inge2345 un ingeniero químico dispone de 3-metil-

1,3-pentadieno, ácido clorhídrico al 99,5 % p/v, etanol, medios para calentar y enfriar. Dispone

además de solvenes para separar por extracción líquido-líquido, un equipo de destilacón

fraccionada. Proponga un mecanismo de reacción y una ruta de síntesis viable.

CH3

C

H2C

CH3

CH

H2C

OCH2CH3

C

H2C

CH3

CH3

HC

CH2

OCH2CH3

)nCH3 (

polímero Inge2345

Pregunta 2. Cuando se hace reaccionar isopenteno e isobutano en medio ácido a 70 ºC se

obtienen dos productos de formula molecular C10H22 y C9H20. Si la temperatura no es controlada y

se excede por encima de los 80 ºC se forma un sedimento grueso que obstruye el fondo del

reactor. Proponga un mecanismo de reacción y diga cuales productos se forman.

Pregunta 3. Para la síntesis de meta-(para-(propil-etil-fenil))-benceno carbaldehído un ingeniero

químico dispone de estireno como materia prima aromática, cloruro de propanoilo, agentes

reductores y oxidantes, catalizadores diversos, medios para calentar y enfriar, neutralizar y

separar. Proponga una síntesis viable. Dibuje el diagrama de procesos con las operaciones

unitarias y realice los mecanismos de reacción.

Pregunta 4. Cuando un compuesto A de fórmula molecular C19H20 es tratado con permanganato

de potasio, medio ácido y calor se originan dos compuestos B y C con liberación de CO 2, de

fórmulas moleculares C7H6O2 y C11H12O2 respectivamente. El compuesto B es un ácido carboxílico

que da positiva la prueba de rosen y el compuesto C da positiva la prueba de 2,4-

dinitrofenilhidrazina pero negativo el test de tollens. El compuesto A da positiva los test de rosen

y de bromo en tetracloruro de carbono. Si el compuesto B es tratado con tetrahidruro de litio y

aluminio en medio ácido y calor, se otiene alcohol bencílico (D) y cuando el compuesto C es

tratado con una reducción de clemense resulta un compuesto E aromático (areno) en posición

meta disustituído de fórmula moelecular C11H16. Deduzca las estructuras de los compuestos

representados por las letras. Realice el esquema de reacciones.

Pregunta 5. Realice una síntesis viable para el benzoato de 2-cloro-1,1-dimeti-butilo a partir de 4-

metil-1,3-pentadieno. Se dispone de agua, medios para calentar, ácido clorhídrico,

intercambiadores de calor, solventes adecuados, y ácido benzoico. Realice todos los mecanismos

de reacción.

Pregunta 6. Obtenga los siguientes aductos por reacción diels-alder:

O

O

O

OH

OH

CH2

CH2

O

O

O

CHO

CHO

Pregunta 7. En una importante industria se están generando una serie de compuestos indeseables

(B, C, D y E) como subproductos de la reacción principal. Para ello un ingeniero químico desea

identificar tales compuestos para generar alternativas que permitan evitar tales reacciones. El

esquema de reacciones colaterales (reacciones 1, 2 y 3) propuesto por el departamento de

investigación de la empresa, que se sufre la materia prima (A) del proceso es el indicado en la

figura 1.

Adicionalmente se conoce la siguiente información:

El compuesto B es un éter de cadena ramificada.

Para el compuesto C se realizaron los espectros siguientes:

Compuesto C:

Espectro IR: Banda ~3300 cm-1 (banda ancha y muy intensa); Banda a 1100 cm-1 (banda en

forma de pico)

Espectro RMN: Singlete de 3H+3H a 1,3 ppm; Singlete de 3H a 3,3 ppm; Doblete de 2H a 1,7

ppm; Sextuplete de 1H a 3,2 ppm; Doblete de 3H a 1,3 ppm; Doblete de 1H de 0,5 a 4,5 ppm

(alcohol).

UV: no se observa absorción por encima de 210 nm

Los compuestos D y E son éteres monoinsaturados.

Para elucidar la estructura del compuesto A se dan los espectros de las figuras 2 a 4.

A (C7H

14O

2)

Zn (Hg) , H+, Calor

B (C7H

16O)

LiAlH4, H+, Calor

C (C7H

16O

2)

Reacción 1

Reacción 2

Reacción principal PRODUCTO PRINCIPAL

H+, CalorReacción 3

D (70 %) + E (30 %)

(C7H

14O)

Figura 1. Esquema de reacciones que sufre el compuesto A

Se pide realizar:

Tipo de reacción para cada caso.

Mecanismo para la reacción 3 (formación de D y E).

Identifique los compuestos A y C (estructura y nombre IUPAC) Justifique su respuesta

basándose en la información obtenida en las tablas de espectro.

Identifique los compuestos B, D y E (estructura y nombre IUPAC). Justifique su respuesta con

ayuda del esquema de reacciones. Escriba la secuencia de reacciones con las estructuras

propuestas.

Figura 2. Espectro UV del compuesto A

Figura 3. Espectro IR del compuesto A

Figura 3. Espectro EM del compuesto A

Figura 4. Espectro RMN del compuesto A

Pregunta 8.

En la figura 4 se indican una serie de reacciones químicas que tiene como fin sintetizar diversos

compuestos orgánicos de interés industrial. El compuesto A es la materia prima principal de la

ruta y para elucidar su estructura se realizaron los espectros indicados en las figuras 1, 2 y 3.

Se pide:

(a) Tipo de reacción para cada caso (2 puntos).

3H+3H

3H

2H 3H

(b) Estructura correcta para el compuesto A (estructura y nombre IUPAC). Justifique claramente con la información obtenida por las tablas de espectroscopía (tabla y página) (5 puntos).

(c) Estructuras correctas para los compuestos B, C, D, E, G, H e I (Estructura y nombre IUPAC) (8 puntos).

(d) Mecanismo de reacción para la formación del compuesto B (5 puntos).

Figura 1. Espectro de Masas (EM)

Pico padre (m/z) = 86 y pico base (m/z) = 28 y 58

Figura 2. Espectro Infrarrojo (IR)

Figura 3. Espectro de Resonancia Magnética Nuclear (RMN1)

Compuesto A

(1) NaCN

(2) H2O / H+ / Calor

Compuesto B

Ácido acético (F)

+

Compuesto (G)

KMnO4, H+, Calor

(1) LiAlH4

(2) H2O / H+

Compuesto C

AlCl3.5H

2O, 90ºC

Polímero cola-cola (D)

Isobutano, HF, 10 ºC

Compuesto (E)

HBr,

Peróxido de benzoílo,

Calor

Compuesto (H)

Tolueno, ZnCl2, Calor

Compuesto (I) C13

H20

O

Figura 4. Ruta de reacciones del proceso industrial