quimica organica

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PRCTICO I: Grupos funcionales en Qumica Orgnica 1. Clasifique las diez molculas que se muestran a continuacin de acuerdo al grupo funcional que poseen y escriba el nmero de la molcula en el cuadro correspondiente:H H C H H C H H C H HH H C H O C OH

H H C H

O C HH C C HH

H C H

H C H OH

CH3CH2CH3

CH3COOHO

CH3CHOO

CHCH

CH3CH2OHOH

OH

H

1H3C C H C H H

2H H C H O C H C H HH H C H H C H N H

3HH

4O C O H C H H

5H H C H O C N H H

H

C H

CH3CHCH2

CH3COCH3O

CH3CH2NH2NH2

CH3COOCH3O

CH3CONH2O

OCH3

NH2

6La molcula es un hidrocarburo Slo contiene enlaces simples C-C en su estructura No contiene slo enlaces simples C-C en su estructura

7

8La molcula no es un hidrocarburo

9

10

Tiene un tomo de nitrgeno

No tiene un tomo de nitrgeno

ALCANO

Tiene carbonos con hibridacin sp2

No tiene carbonos con hibridacin sp2 pero tiene carbonos con hibridacin sp

El tomo de carbono unido al tomo de nitrgeno est adems unido por un doble enlace a un oxgeno.

El tomo de carbono unido al tomo de nitrgeno no est adems unido por un doble enlace a un oxgeno.

Tiene dos tomos de oxgeno

No tiene dos tomos de oxgeno

AMIDA

AMINA Tiene un tomo de oxgeno no unido a un carbono hbrido sp3

ALQUENO ALQUINO Tiene C=O y un grupo OH Tiene C=O pero no tiene un grupo OH

Tiene un tomo de oxgeno unido a un carbono hbrido sp3

ALCOHOL CIDO CARBOXLICO STER El tomo de carbono del grupo C=O est unido a otros dos tomos de carbono El tomo de carbono del grupo C=O no est unido a otros dos tomos de carbono

CETONA

ALDEHDO

2. Seale y nombre los grupos funcionales presentes en las siguientes molculas de inters biolgico:

PRCTICO I: Grupos funcionales en Qumica Orgnica

3. Complete el siguiente puzzle Sudoku1 de 9 x 9 cuadros, conteniendo a su vez 3 x 3 sub-cuadros. La idea del juego es completar cada una de las filas, columnas y sub-cuadros con los nmeros 1 al 9 correspondientes, en este caso, a nueve grupos funcionales.Fenol c. carboxlico ster RCONH2

Alcohol

RNO2

Ph-OH

Aldehdo

RCH2OH

RCH2NH2

RNO2

RCH2NH2

RCH2OH

Aldehdo

RCOR RCHO

ster Nitro Alcohol Amida

Amina Aldehdo

Fenol Cetona ster

RCOR RNO2 RCH2NH2

RCHO Ph-OH

1.

Aldehdo

RCHO

2. 3. 4.

cido carboxlico Alcohol Fenol

RCOOH RCH2OH Ph-OH

5.

Cetona

RCOR

6.

ster

RCOOR

7.

Amida

RCONH2

8. 9.

Nitro Amina

RNO2 RNH2

1

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PRCTICO I: Grupos funcionales en Qumica Orgnica 4. Escribir una frmula estructural para cada uno de los siguientes casos: a) un alcohol y un ter de frmula molecular C4H10O b) un aldehdo y una cetona de frmula molecular C3H6O c) un cido carboxlico y un ster de frmula molecular C3H6O2 d) una amina de frmula molecular C3H9N e) una amida de frmula molecular C3H7NO 5. El ciclo de Krebs (ruta metablica) es una sucesin de reacciones qumicas, que forman parte de la respiracin celular en todas las clulas aerbicas. Este ciclo, tambin llamado ciclo del cido ctrico o ciclo de los cidos tricarboxlicos, es parte de la va catablica que realiza la oxidacin de hidratos de carbono, cidos grasos y aminocidos hasta producir CO2, liberando energa en forma de poder reductor (NADH y FADH2) y ATP.2 Seale y nombre los grupos funcionales presentes en las molculas involucradas en el ciclo de Krebs.

6. Dados los compuestos que se muestran ms abajo, para el grupo sealado indique el nombre de dicho grupo funcional y la hibridacin del carbono que forma parte de l:COOH

Grupo funcional: Hibridacin del C: Grupo funcional: Hibridacin del C:OCH3

Br HO H OH

H

Grupo funcional: Hibridacin del C:

CH3

H

O

Grupo funcional: Hibridacin del C:2 El metabolismo oxidativo de glcidos, grasas y protenas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs es la segunda. En la primera etapa los carbonos de estas macromolculas dan lugar a molculas de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vas catablicas de aminocidos (p. ej. desaminacin oxidativa), la beta oxidacin de cidos grasos y la glucolisis. La tercera etapa es la fosforilacin oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la sntesis de ATP. El ciclo de Krebs tambin proporciona precursores para muchas biomolculas, como ciertos aminocidos. Por ello se considera una va anfiblica, es decir, catablica y anablica al mismo tiempo.

PRCTICO II: Introduccin general a la qumica orgnica. Propiedades de las molculas orgnicas 1. Para los siguientes compuestos complete las estructuras de Lewis y asigne la carga formal a los C, N, y O.

a)

H .. CH3 N H ..

H .. b) CH3 N H .. H

c)

CH3 N

O ..

..

O ..

d)

H

.. O C .. O ..

2. En cada una de las estructuras siguientes elija el enlace que ms se ajuste a la descripcin: i) el enlace C-C ms largo en: H-CC-CH2-CH3 ii) el enlace C-C ms corto en: H3C-CC-CH2-CH=CH2 H H iii) el enlace C-H ms largo en:C H C H2C HH C H C H H2 C H

iv) el enlace C-H ms corto en:

3. a) Clasifique los siguientes sustituyentes de acuerdo a su efecto inductivo (+I I):

CH3Sustituyente +I -I

CF3

NO2

Cl

CO2H

NH2

b) Clasifique los siguientes sustituyentes de acuerdo a su efecto resonante (+M M):

CH3Sustituyente +M -M

OH

NO2

Cl

CO2H

NH2

4. De cada grupo de estructuras resonantes que se muestran a continuacin, designar la que ms contribuir al hbrido de resonancia. Explique. a)

CH3CH2C

CHCH2

CH3CH2C

CH CH2

CH3b)

CH3

c)O OH O OH

d)H O O H O H

5. Los compuestos que se muestran poseen los siguientes momentos dipolares:

a) O

H b) O

H

= 2.73 D = 3.11 D De una explicacin al incremento del valor del momento dipolar de b) con respecto a a).

PRCTICO II: Introduccin general a la qumica orgnica. Propiedades de las molculas orgnicas

6. a) Dados los siguientes compuestos, formule estructuras en las que se muestren los enlaces de hidrgeno (si los hay) que cabra esperar en los compuestos puros en estado lquido. b) Indique cuales de ellos pueden formar enlace de hidrgeno con agua. Explique.

i) (CH3)2NH

ii) CH3CH2F

iii) (CH3)3N

iv) (CH3)2CO

v) CH3OCH2CH2OH

7. Prediga el orden de solubilidad en agua de los siguientes compuestos, justificando su respuesta:

a) Metanol: CH3OH

b) Acido metanoico:H

O C OH

CH 3

c) Tolueno:

8. a) Para los siguientes compuestos (A-H), indique cules, en estado lquido puro, cumplen con las siguientes afirmaciones: i) El compuesto establece, exclusivamente, enlaces de hidrgeno intramolecular. ii) El compuesto establece, exclusivamente, enlaces de hidrgeno NH O intermolecular. (B) (A) iii) El compuesto establece enlaces de hidrgeno tanto inter- como intramolecularmente. iv) El compuesto no establece enlaces de hidrgeno. COOH Nota: en cada afirmacin puede incluirse desde ninguno hasta tres compuestos. b) Muestre los enlaces de hidrgeno que establece el compuesto F con H2O. c) Entre el compuesto E de la parte (a) y el O siguiente compuesto (J), cul presenta mayor punto de ebullicin? Explique.(J)(D) (E)

SH(C)

NH2

O(F)

O

H2N

O(G) (H)

OCH3

9. La estructura del linestrenol, componente de ciertos anticonceptivos orales, se representa a continuacin: Localizar, en dicha estructura, un ejemplo de cada uno de los siguientes enlaces o tomos: a) Un enlace covalente polarizado b) Un enlace covalente no polarizado c) Un tomo de carbono con hibridacin sp. d) Un tomo de carbono con hibridacin sp2. e) Un tomo de carbono con hibridacin sp3. f) Un enlace entre tomos de hibridacin diferentes. g) Un tomo de carbono primario, uno secundario y uno terciario. h) Un tomo de carbono cuaternario.

OH

Linestrenol

10. Represente las estructuras de resonancia de las siguientes especies, indicando en cada caso cul es la ms estable y por qu. (a) (b) (c) (d)H3C N H3C C H C H O C H

O H3CO N OH2C C H C H

O C CH3

H2 N

C

N

(e)C N

(f)

(g)CH2 O

(h)H2C NH2

(i)Cl

(j)

11. Compare la estabilidad de cada uno de los siguientes pares de iones orgnicos: (b) (a)C6H5 C H C H CH2 , H3C C H C H CH2

(c)OH3C C H3C C H H3C O , H3C C C H CH2

H3C

H2 C O

, H2C

C H

(d)H3 C N H3C C H C H C H N CH3,

CH3 H3CO C H C H C H N CH3

CH3

PRCTICO III: Prctico de visualizacin tridimensional: Hibridacin, enlace de hidrgeno, anlisis conformacional

1. a) Visualice la obtencin del carbono hbrido sp3 y la representacin tridimensional de etano. b) Visualice la obtencin del carbono hbrido sp2, el solapamiento de orbitales p, el enlace y un triple enlace. c) Visualice la representacin tridimensional de un carbocatin allico. Compare con el ejercicio 4 b) del Prctico II. 2. Para los siguientes compuestos: (I) 5-Hexen-1-ino (II) 3-Hexen-1-ino Analice las siguientes distancias de enlace: H-C1 C1-C2 C2-C3 C3-C4 C5-C6 (I) (II) a) Para el compuesto (I) explique la diferencia de distancia entre H-C1, H-C4 y H-C6. b) Explique la diferencia en la distancia C2-C3 entre ambos compuestos.

H-C4

H-C6

3. Visualice los enlaces de hidrgeno que establecen los siguientes compuestos con agua: i) metilamina; ii) tetrahidrofurano 4. Visualice tridimensionalmente el estudio conformacional para etano y butano. 5. Formule todos los ismeros posibles de frmula: C4H10, C4H9Br y C3H6O2. Clasifique los ismeros en: ismeros de cadena, ismeros de posicin e ismeros de funcin. 6. Dado 2-Cloro-3-metilbutano, formlelo en forma caballete y en proyeccin de Newman. a) Visualice todos los confrmeros que resultan de variar el ngulo diedro Cl-C2-C3-H entre 0 y 360 con incrementos de 60. b) Prediga y visualice el confrmero ms estable. 7. a) Analice los confrmeros de ciclohexano. b) Identifique las interacciones desfavorables 1,3-diaxiales en el confrmero silla y las 1,4-pseudoaxiales en el confrmero bote. 8. a) Represente el confrmero silla axial y ecuatorial de t-Butilciclohexano. b) Indique el confrmero ms estable.

PRCTICO IV: Isomera. Estereoisomera 1. Diga si cada una de las estructuras siguientes representa al 2,4-dimetiloctano o a un ismero:

a)

b)H3C H C CH3

CH3 C H H2 C H2 C

H2C CH2

CH3

c) H2CCH3

H2 C

H2 C

H C CH3

H2 C

H C CH3

CH3

2. a) Represente los compuestos siguientes en las proyecciones que se indican en cada caso.

H OH HO HH H3C

Cuas

Newman

Proyeccin de caballete

H

H

Newman

Br COOH

Cuas

Proyeccin de caballete

CH3 H3C H Br H

Br

Proyeccin de caballete

Cuas

Newman

3. Represente las conformaciones en equilibrio de los siguientes compuestos, indicando cul es la ms estable. a) cis-1,2-Dimetilciclohexano b) trans-1,2-diclorohexano c)CH3

d)HO

Br

4. Indique la relacin estereoqumica entre los siguientes pares de compuestos y la configuracin absoluta de sus carbonos quirales:a) H Br CH3 Cl CH3 CHO Br Cl CHO CH3 H CH3 HO OH b) I CH3 H3C I

5. Formule el siguiente compuesto de acuerdo con la estereoqumica asignada, indicando si es o no pticamente activo: (2S,3R)-2,3Dimetoxibutano. 6. (EXAMEN) a) Clasifique los siguientes pares de compuestos en: confrmeros, enantimeros, diastermeros, par de compuestos meso (un tipo para cada par). A) OH B)OH Cl OH

A1 C)

Cl OH

OH

Cl

Cl

D)OH

OH

OH

Cl

C1

OH

Cl

OH

b) Explique porqu el compuesto C1 es ms soluble en agua que el compuesto A1.

PRCTICO IV: Isomera. Estereoisomera 7. Clasificar los siguientes sustituyentes segn las reglas de Cahn-Ingold-Prelog y ordenarlos de sustituyente de mayor prioridad a sustituyente de menor prioridad:

O C 1 H

H C 2

C H

CH3

H C 3H

N

CH3

C 4

C

CH3

8. Complete las proyecciones correspondientes. a) (R,S)-1,2-Dibromo-1,2-difeniletanoBr H

Br C6H5

Br

b) (2R,3S)-3-Bromo-2-butanolH Br H

OH

OH Br

c) Presentan actividad ptica los compuestos anteriores? Explique. 9. Complete los recuadros segn se indica en cada caso:COOH R/S Cl H Br R/S COOHCH(CH3)2 H H R/S COOH H2N

H H

COOH Cl Br

(X=OH)

R/S R/S

H

CH2X (X=SH)

Cl

R/S

10. (EXAMEN) a) Indique la relacin que guarda el compuesto (A) con cada uno de los compuestos mostrados. Clasifquelos como: iguales, efmeros, ismeros funcionales, ismeros de posicin. OH OH Br

BrOH Br OH

OH Br(A)

Br

OCH3 Br

HO

Br (*) a) Determine la configuracin absoluta de los carbonos quirales del compuesto A. b) Explique si el compuesto A es capaz de solubilizarse en agua. Muestre el tipo de interacciones que este compuestos es capaz de establecer con dicho disolvente. Considerando el compuesto (A) y el compuesto (*) de la parte (a), cul de ellos poseer el mayor punto de ebullicin? Explique.

PRCTICO V: Alcanos. Alquenos. Alquinos 1. a) Nombre los siguientes compuestos siguiendo las reglas IUPAC. i) ii)

b) Escriba la estructura de: iii) 6,6-Dietil-2-metil-4-propiloctano iv) 5-(1-Etil-1-metilpropil)-5-propilnonano 2. Nombre los siguientes compuestos siguiendo las reglas IUPAC e identifique la hibridacin de cada tomo de carbono. iii) i) ii)

3. El isopreno, unidad estructural muy importante de muchos productos naturales, tiene el siguiente nombre IUPAC: 2-metil-1,3butadieno. Escriba su frmula estructural. 4. Indique si los siguientes alquenos poseen configuracin Z o E.H3C C H C CH2CH2CH2CH3 H CH2CH2F H3C C C CH2CH3 BrH2C Br H3C C C CH2CH3 H Br H C C CH2CH3 Br

5. Indique los productos mayoritarios que se obtienen en las siguientes reacciones de halogenacin en condiciones de ruptura homoltica:a) Cl2 / h b) (A) Br2 / DBPO b) CH3 Nota: DBPO (DiBenzoyl PerOxide) Br2 / (C)O O O O

(B)

6. La reaccin catalizada por la luz entre 2,3-Dimetil-2-buteno y bromo, da dos productos (A y B).

Br2 / h

Br+

Br AProponga un mecanismo adecuado para la obtencin de A y de B. 7. Para las siguientes reacciones, indique cual es el producto obtenido y justifique su eleccin:Br HBr Br

B

Br2 Br Br Br Br

PRCTICO V: Alcanos. Alquenos. Alquinos 8. Indique la estructura del alqueno del cual partira, y los reactivos y condiciones que sean necesarios para convertirlos en cada uno de los siguientes productos:

a)

OH

b)

Br Br

c)

Proponga un mecanismo adecuado para la reaccin de la parte (b). Qu diferencia existe entre este mecanismo y el mecanismo del ejercicio 6)? 9. Dadas las siguientes reacciones:

a) HC C CH2CH3

Na/NH3 H2/Pd H2/Pd BaSO4

(A) (B) (C)

b) H Br

H2O T.Amb. NaOH calor

(D)

(E)

a) Complete con productos. b) Indique los mecanismos de obtencin de (D) y de (E). 10. Cul(es) compuesto(s) NO sera(n) producto de la siguiente reaccin: CH3 H2SO4 OH

11. En las protenas, los aminocidos establecen diferentes tipos de interacciones atractivas, entre las que se pueden mencionar: interacciones inicas, enlace de hidrgeno, interacciones dipolo-dipolo e interacciones de Van der Waals (mostradas como lneas punteadas en el esquema a continuacin). Identifique en el siguiente esquema cada una de las interacciones mencionadas anteriormente.NH3 O

HN

HN

O

O O HN H N H O O N H3C

S

12. Indique los productos A-D de las siguientes reacciones y los mecanismos de obtencin de A, de B y de E. a) b)

Me Et H

Me H Br

KOH/MeOH

Ph(A)

H Cl2 CCl4 (B)

H

Ph

Mecanismo E1/E2/SN1/SN2c)

H3C

H2 C

C

C

Na NH3(l) H

(C)

CH3I

(D)

PRCTICO VI: Prctico de visualizacin tridimensional: Estereosiomera, mecanismos de reaccin 1. a) Identifique los distintos ismeros de posicin de buteno. Muestre en cuales existe isomera geomtrica (cis/trans). b) Porqu no se puede transformar un alqueno trans en un alqueno cis? c) Explique la diferencia de solubilidades en agua de cido fumrico y cido mlico: Nombre cido fumrico cido mlico

HO2CEstructura

CO2H CO2H CO2H7

Solubilidad (H2O) (25, g/L) 2. Observe cuando una molcula puede ser quiral.

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d) Determine el momento dipolar (mdulo, direccin y sentido) de cido fumrico y cido mlico.

3. Estudie desde el punto de vista estereoqumico los siguientes compuestos: i) Bromocloroiodometano. ii) 2-Bromo-3-fluorobutano. iii) 2,3-Dibromobutano.

4. Visualice tridimensionalmente los siguientes mecanismos: a)

CH3Clb)

Br-

CH3Br

+

Cl-

Cl Hc)

Br

-

Br H

+

Cl-

OH2 Cl H2O H2O H3O+ OH

d)

Br Br Br

Br

Br

PRCTICO VII: Haluros de alquilo. Sustitucin nucleoflica. Eliminacin 1. Dadas las siguientes reacciones realizadas sobre el compuesto (A):Br D H3C H3C H3C CH3 CH3OH/ 25C CH3O Na / 65C CH3O Na / 0C+ +

(X) + (Y) (Z) (X)

(A)

Indique la estructura de los productos (X), (Y) y (Z). Especifique si conservan el tomo de deuterio (D). Proponga mecanismos adecuados para las tres transformaciones. 2. Dadas las siguientes reacciones:

Cli) EtONa/EtOH temp. amb. (A) ii)

ClEtONa/EtOH temp. amb. (B)

OCH2CH3a) b) c) d)

OCH2CH3

Indique las estructuras de (A), (B) y el mecanismo de obtencin de (A). Determine las configuraciones absolutas de los carbonos quirales de reactivos y productos. Indique si los productos obtenidos son pticamente activos o no. Indique la relacin estereoqumica que guardan entre s (A) y (B).

3. (EXAMEN) a) Clasifique las siguientes reacciones, segn su mecanismo, en SN1, SN2, E1 y E2. i)Cl

H2O

ii)I EtO Na T.A. OEt

(*)

iii)Br NaOH

iv)MeOH T.A. I OMe

(*)

a) Muestre los mecanismos de las dos reacciones marcadas con (*) en la parte anterior. 4. a) Cul de los siguientes bromuros de alquilo reaccionar ms rpidamente va una SN2?

Br Br Br Br b) Cul de los bromuros de alquilo de la parte (a) reaccionar ms rpidamente en una reaccin E1? c) Clasificar los siguientes carbocationes en orden creciente de estabilidad:

1

2

3

d) Cul es un producto de la siguiente reaccin?+BrH

Br2HH

H

H

Br

Br

H

CH3

Br

CH3

Br

CH3

CH3

Br

PRCTICO VII: Haluros de alquilo. Sustitucin nucleoflica. Eliminacin e) Cul es el producto principal de la siguiente reaccin?I (CH3)3COtemperatura ambiente

O

f) Cuntos potenciales productos de eliminacin E2 se pueden formar al hacer reaccionar con NaOH/ al siguiente compuesto? Formulelos. H

H Br g) La cloracin radicalaria (Cl2, h) no es muy selectiva. Cul de los siguientes compuestos dar la monocloracin ms selectiva?

H

H Br

5. Para los compuestos representados, indicar si reaccionarn, preferentemente, bajo condiciones SN1 (EtOH, ), o SN2 (KI/acetona, temperatura ambiente). Indicar los productos resultantes y los mecanismos de los procesos. a) b)Br

c)Cl

Cld) e)

Ph Br

Br

PRCTICO VIII: Compuestos aromticos 1. Para la siguiente secuencia sinttica indique los productos A-E. Indique el mecanismo de A B.

OCH3 H2SO 4 fum. A Br2 (1 eq.) Fe B H3O+

C

AlCl3Cl O

D

HNO3 H2SO4

E

2. Plantee una secuencia sinttica para obtener con buen rendimiento cada uno de los siguientes productos, utilizando como material de partida etilbenceno y los reactivos orgnicos e inorgnicos que considere necesarios. Acido o-nitrobenzoico; Acido p-nitrobenzoico; Acido m-nitrobenzoico 3. (EXAMEN) a) Para cada una de las afirmaciones en la columna I, elegir un sustituyente de la columna II (X) que cumpla con la descripcin del compuesto formulado a la derecha de la tabla. Columna I Columna II (X) a) X dona electrones por efecto inductivo X pero no dona ni acepta electrones por -OH resonancia. b) X acepta electrones por efecto -Br inductivo y por efecto resonante. c) X desactiva el anillo y dirige orto/para -CH2CH3 en reacciones de SEAr d) X acepta electrones por efecto inductivo, dona electrones por efecto -NO2 resonante y activa el anillo. b) Indique cual es (X) de los anteriores en el siguiente caso. Proponga un mecanismo que explique esta reaccin.X HNO3 (c) H2SO4 (c) NO2 X

4. a) Proponga estructuras adecuadas para compuestos aromticos con la siguiente frmula general: C7H9N, C6H3Cl2Br, C4H3NO3. b) Calcule el NIC (nmero de instauraciones o ciclos) para nitrobenceno y benzonitrilo. 5. (EXAMEN) Dado los siguientes compuestos (A-F) indique explicando brevemente:Br N N Br OCH3 NO2

A

B

C

D

E

F

a) Cul(es) sera(n) ms reactivo(s) que el benceno frente a la nitracin? b) Cul(es) compuesto(s) dan sustitucin en la posicin meta del anillo cuando es(son) tratado(s) con Br2 en presencia de Fe. c) Para alguno de los compuestos elegidos en la parte (a), describa el mecanismo de nitracin. 6. Dadas las siguientes reacciones sobre el compuesto C: a) Indique las condiciones de reacciones necesarias para obtener los compuestos (D), (E) y (F).Br ? ? Br

Br F

C ?

D

Br

E

b) Clasifique cada uno de las reacciones de acuerdo al mecanismo de reaccin involucrado en el proceso. c) Plantee el mecanismo de reaccin para la obtencin de (E) a partir de (C).

PRCTICO VIII: Compuestos aromticos 7. Proponga una ruta de sntesis del compuesto G a partir de tolueno, usando reactivos orgnicos e inorgnicos necesarios.CO2H

NC G

Br

8. A partir de benceno preparar:ClBr

NC

O2 N

Cl

9. Proponga una secuencia sinttica razonable para las siguientes transformaciones:NH2 CO2H

NO2

Br

NO2

Br

CN

PRCTICO IX: Alcoholes, fenoles y teres 1. Nombre los siguientes compuestos siguiendo las reglas I.U.P.A.C.:O i) OH ii) OH CH3O OH O(CH2)3CH3 iii) OH OH

iv)

2. Para los siguientes compuestos, analice la capacidad que poseen de establecer enlaces de hidrgeno inter e intramolecular: a) cido 4-hidroxibenzoico; b) cido 2-hidroxibenzoico 3. Indique los productos formados en las siguientes reacciones:

OH

i) KMnO4 / ii) neutral. KMnO4 /

A

B

OH OH CrO3 H2SO4 OH CrO3 H2SO4

C

D

OH

PCC T. amb.

E

4. Determine la estructura de los compuestos indicados con la informacin que se aporta: 4.1. Un compuesto (A), pticamente inactivo, que tiene formula molecular C4H10O no sufre oxidacin con CrO3/H2SO4 pero desprende hidrgeno al ser tratado con Na. 4.2. Un compuesto (B), pticamente inactivo, que tiene formula molecular C4H10O no sufre oxidacin con CrO3/H2SO4 pero no desprende hidrgeno al ser tratado con Na. 4.3. Un compuesto (C), pticamente activo, que tiene formula molecular C4H10O sufre oxidacin con CrO3/H2SO4. 4.4. Un compuesto (D) que tiene formula molecular C6H6O se desprotona con Na reacciona por una SN2 con CH3Br para dar un compuesto (E). El compuesto (E) tratado con HNO3 (c)/H2SO4 (c) genera mayoritariamente un producto (F) de C7H7NO3. 5. La reactividad de los alcoholes alifticos difiere de la de los aromticos (fenoles), indique si hay o no reaccin en cada uno de los casos y escriba los productos obtenidos (en los casos afirmativos).

?

CrO3 H2SO 4 HCl ?? CrO3 H2SO4 HCl ?

OH

Na

?

CH3I

?

PCC ?OH Na ? PCC ? CH3I ?

6. Formule un alcohol y el agente oxidante correspondiente que genere por oxidacin el compuesto: cido 3-etil-2,2-dimetilpentanoico. 7. Explique a que se debe las siguientes propiedades fsicas de los alcoholes: a) El punto de ebullicin del butano es -0.5C, en tanto que el propanol es de 97C. b) Los alcoholes que presentan de 1 a 4 tomos de carbono presentan adecuada solubilidad en agua. 8. Plantee la reaccin del propanol con cada uno de los siguientes reactivos: a) K2Cr2O7/H2SO4/ b) Na(s) c) H2SO4(c)/ d) HCl(c)

PRCTICO IX: Alcoholes, fenoles y teres 9. Proponga una va de sntesis para los siguientes compuestos a partir de fenol: a) 2-Bromo-4-metilfenol b) p-nitrofenol c) p-isopropilfenol 10. Complete las siguientes reacciones con el producto orgnico principal: a)OH 1) NaOH 2) Br

A

b)OH OCH3 CH3Cl AlCl3 B 1) NaOH 2) CH3I C KMnO4 OHD H3O+ HOOC

c)OH HNO3 H2SO4 GBr2/Fe

HBr2/Fe

E

+

F

PRCTICO X: Prctico de visualizacin tridimensional: Compuestos aromticos. cidos carboxlicos y derivados 1. La piridina y el furano son compuestos heterocclicos que se clasifican como aromticos ya que se comportan qumicamente como el benceno:

N

O

Piridina (Py) Furano Visualice la distribucin electrnica que explica esta semejanza.2. Frente a una reaccin de SEAr se conocen los siguientes rdenes de reactividad y de orientacin: anilina (orientador orto y para) > benceno > nitrobenceno (orientador meta). Visualice este hecho. 3. Se conoce el siguiente orden de reactividad de derivados de los cidos carboxlicos frente a nuclefilos: Anhdrido actico > acetato de metilo > cido actico Explique este hecho experimental visualizando la distribucin de cargas.

4. Un compuesto (A) de frmula molecular C7H11NO2 puede ser alguno de los siguientes productos:O2N CH3 O NH2 O HO CN H2N O

OCH3

HO

De (A) se sabe que desva la luz polarizada y que los experimentos de difraccin de Rayos X indican que el compuesto tiene un enlace C-N que mide 1.17 . a) Proponga cul de las estructuras mostradas se corresponde con (A). b) Qu ocurre con (A) si es tratado en medio cido acuoso y calor?5. Estudie tericamente el siguiente mecanismo. Analice cargas atmicas, distancias de enlace y geometras.d= O CH3 q= d= OCH3 H+ CH3 q= OH OH2 OCH3 d= HO OH2 CH3 d=ANALICE GEOMETRA

d= HO OH CH3 d=ANALICE GEOMETRA

abi

OCH3

OCH3 H

d= O CH3 OH

d= OH H+ CH3 OH

+

CH3OH

PRCTICO XI: cidos carboxlicos y derivados. Aminas. cido-base 1. Nombre, siguiendo las reglas de I.U.P.A.C. los siguientes compuestos:O O O O O O HO O O O O H O N

2. Complete las siguientes secuencias de reacciones:OH ? O SOCl2 Cl ? COOH NaCN ? LiAlH4 ? ? ? ? CH3OH LiAlH4 OH LiAlH4 ?

?

?

?

1) CH3NH2 2) NaOH acuoso Neutralizacin LiAlH4 ?

3. Un compuesto A, de frmula C7H5N se calienta en medio cido para dar un compuesto B, de frmula C7H6O2. B reacciona con cloruro de tionilo obtenindose un compuesto C, muy reactivo. El compuesto C, tratado con D, de frmula molecular C2H6O, da el compuesto E. Nota: El compuesto B puede obtenerse a travs de oxidacin con KMnO4 y calor a partir de propilbenceno. a) Escriba las estructuras de A, B, C, D, y E. b) Escriba todas las reacciones involucradas. 4. Clasifique las aminas siguientes como primarias, secundarias o terciarias y nombre cada compuesto de acuerdo con las reglas IUPAC.NH2 H N N NH2

5. La 4-metilpiperidina tiene un P.eb. ms alto que N-metilpiperidina. Explique.

HN

CH3

CH3N N-M etilpiperidina Peb= 106C

4-Metilpiperidina Peb= 129C

6. a) Disee una sntesis de o-bromoiodobenceno a partir de anilina. b) Muestre cmo puede preparar m-isopropilnitrobenceno a partir de cumeno (isopropilbenceno). 7. Ordene en forma creciente la acidez de los siguientes compuestos: ciclohexanol, fenol, p-nitrofenol y cido benzoico. Explique el orden asignado. 8. Explique el orden de acidez de los siguientes compuestos.O OH Cl pKa = 2.86 pKa = 4.05 Cl O OH Cl pKa = 4.52 pKa =4.83 O OH O OH

9. (EXAMEN) a) El aminocido alanina (cido 2-aminopropanoico) puede existir bajo dos formas enantiomricas. Explique porqu y formule ambos enantimeros. b) La alanina presenta una buena solubilidad en HCl dil y una buena solubilidad en NaOH dil. Explique, a travs de reacciones, porqu se da este tipo de solubilidades. c) El punto de ebullicin del ster etlico de la alanina (2-aminopropanoato de etilo) es menor que el punto de ebullicin de la alanina. Explique porqu. d) Cuando la alanina reacciona con otro aminocido, por ejemplo glicina (cido 2-aminoetanoico), se produce un enlace amida conocido como enlace peptdico. Esquematice el tipo de enlace y los grupos funcionales involucrados para la generacin del mismo, as como el proceso.

PRCTICO XI: cidos carboxlicos y derivados. Aminas. cido-base 10. Complete las siguientes reacciones: a)COOH SOCl2 A OH B

b)

O O

O+

OH

C

c)

OH

KMnO4/OH

D

SOCl2

E

NH3

F

11. (EXAMEN) El tomo de nitrgeno de la anilina es significativamente menos reactivo como nuclefilo que el tomo de nitrgeno de una amina aliftica primaria. Cul es la explicacin racional de esta observacin?

12. (EXAMEN) Para el grupo funcional amina: a) Formule una amina de origen natural b) Indique si es posible que forme enlaces de hidrgeno intra e intermolecular. Si es posible cite ejemplos. c) Indique ejemplo de las siguientes reacciones: i) Acetilacin de una amina primaria ii) Formacin de imina o bases de Schift iii) Reaccin de diazotacin de aminas aromticas iv) Clasifique las aminas como cidas, bsicas o neutras y explique. 13. (EXAMEN) Ordene los siguientes grupos de compuestos segn acidez creciente. Explique claramente su razonamiento. i)OH OH OH

H3CO

NC

ii)O Cl Cl OH Cl O OH Cl OH Cl O

(X)

14. Ordene los siguientes grupos de compuestos en funcin de su basicidad, justificando su respuesta: a)NH2 NH2 NO2 O

H2N H3CO Cl H2N

N H

b)NH2 NH2 H N H N NH2

CH3

PRCTICO XI: cidos carboxlicos y derivados. Aminas. cido-base 15. Ordene los siguientes grupos de compuestos en funcin de su acidez, justificando su respuesta: a)OH OH OH OH CH3 OH

NO2

b)NO2 OH O2N OH NO2 OH

16. a) Explique porqu el cido m-metoxibenzoico es ms fuerte que el cido benzoico, mientras que el cido p-metoxibenzoico es ms dbil. b) Busque una explicacin para la siguiente diferencia de acidez:O cido pirvico O OH cido lctico O OH pKa = 3.85 OH pKa = 2.49

PRCTICO XII: Prctico de visualizacin tridimensional: cido-base. Compuestos bioorgnicos 1. Prediga el orden de acidez del los siguientes compuestos: ciclohexanol, fenol, 2,4-dinitrofenol, justificando el orden predicho. 2. Explique los siguientes hechos experimentales: a) 4-Metoxipiridina es ms bsica que Piridina b) Anilina es ms bsica que p-Bromoanilina c) La basicidad de B es menor que la de A:

N A O

N

O B

3. Visualizar la influencia de la estereoqumica de una molcula orgnica con respecto a un receptor biolgico. Qu importancia bioqumica tiene la estereoqumica de las molculas orgnicas? 4. Visualizar la interaccin mediante enlaces de hidrgeno entre dos bases de ADN doble hebra: Guanina y Citosina. Visualizar la interaccin entre 2 pares de bases adyacentes en una secuencia de ADN doble hebra. De qu tipo de interacciones se tratan? 5. Visualizar una cadena de ADN dextrgira y levgira como ejemplo de quiralidad resultante de disposicin macromolecular. 6. Visualizar la influencia de dobles enlace en cidos grasos, y un componente de las membranas biolgicas, la fosfatidilserina. a) Que tipos de cidos grasos encuentra en la fosfatidilserina? Cmo afecta la presencia de dobles enlaces a las propiedades fsicas y bioqumicas de los lpidos?

PRCTICO XIII: Aldehdos y cetonas. Compuestos polifuncionales

1. Nombre, siguiendo las reglas de I.U.P.A.C., los siguientes compuestos:O O Br

OH CHO CH3

2. Explique el siguiente orden experimental de reactividad de aldehdos frente a nuclefilos:CF3 CHO > CHF2 CHO > CH2F CHO > CH3 CHO

3. Para las siguientes reacciones indique los productos obtenidos, as como el mecanismo de obtencin de C.i) LiAlH4 / Et2O ii) H3O+ CrO3 / H+ A

B

OOH OH

/ H+ C

H NH2OH / H+

D

4. Indique los productos de las siguientes reacciones, as como el mecanismo de obtencin de (A).Propanal i) CH3MgBr / Et2O ii) H3O+

(A)

2-butanona

i) MgBr / Et2O ii) H3O +

(B)

5. Un compuesto (A) de frmula general C8H16 se somete a ozonlisis reductiva, rindiendo dos compuestos (B) y (C). De (B) se conoce que es pticamente activo y da reaccin positiva de Tollens. De (C) se sabe que es pticamente inactivo, da negativa la reaccin de Fehling y positivo el ensayo de iodoformo. Deduzca las estructuras de (A), (B) y (C) que cumplan con dichos resultados. 6. Un compuesto D (C4H8O) reacciona con NH2OH, dando una oxima. Adems se sabe que al reaccionar con el reactivo de Grignard CH3MgBr, se obtiene un alcohol secundario de frmula C5H12O Cul es su estructura? Plantee su razonamiento y escriba las reacciones involucradas. 7. (EXAMEN) Dado 3 ismeros A, B y C de frmula molecular C8H8O2. i) B se reduce para dar un compuesto E slo por tratamiento con LiAlH4, mientras que Ay C reaccionan con NaBH4 para dar los productos D y F, respectivamente. ii) C da reaccin de haloformo positiva. iii) D, E y F reaccionan con PCC para dar los productos de oxidacin C, G y H respectivamente. iv) A, G y H reaccionan con el reactivo de Fehiling. Formule las estructuras de A a H, indicando que tipos de ismeros son A, B y C. Explique brevemente su razonamiento para llegar a las estructuras de los compuestos indicados. 8. (EXAMEN) Proponer las estructuras de los productos intermedios y finales (A) hasta (E). Esquematice el mecanismo de obtencin de (E) a partir de (D). 1)1-Bromobutano Mg Et2O (D) 3 CHO 2) H3O+ (E) C9H20O

KOH, H2O, T.A. (A) Na (B) Br (C) C6H14O

PRCTICO XIII: Aldehdos y cetonas. Compuestos polifuncionales 9. (EXAMEN) a) Complete la siguiente secuencia de reacciones con productos:H3O+ CrO3 H2SO4 CH3CH2NH2 H+

A

B

C

b) Mecanismo de obtencin de (C) a partir de (B) c) cul de los siguientes agentes (a la izquierda) elegira para llevar a cabo las reacciones indicadas (a la derecha)? Asigne y explique brevemente.O LiAlH4/Et2O O NaBH4/Et2O O O OEt OH OH + EtOH OH O OEt O O OH OH O OEt

KMnO4/fro

10. (EXAMEN) a) Complete la secuencia con los productos (Y), (Z) y (W).O

Cl

OCH3

H2 O T.A.

(Y) C4H8O3

PCC

i) CH3MgBr (exc) (Z) C6H6O3 ii) neutraliz.

(W) C6H4O2

b) Indique el mecanismo de obtencin de (W) a partir de (Z).

Compuestos polifuncionales:1) Nombre, siguiendo las reglas de I.U.P.A.C., los siguientes compuestos:O H3CO O CN N H OH OH OH O H O HO NH2 O O O OCH3

2) Indique, cuando corresponda, los productos formados en las siguientes reacciones:O H OEt

i) NaBH4 ii) H3O+

?

?

H2/Pd T.A.H3C H

i) LiAlH4/Et2O ii) H3O+

?3) Indique en cada uno de los siguientes compuestos cual o cuales de las interacciones electrostticas (enlace de hidrgeno, fuerzas de Van der Waals, interacciones inicas, interacciones dipolo-dipolo) posee cada una de las siguientes sustancias en su estado lquido puro. O O

O-K+

HO NH2

OCH3

PRCTICO XIII: Aldehdos y cetonas. Compuestos polifuncionales 4) Complete con reactivos y productos las siguientes reacciones:OH ? O H O K2Cr2O7/H+ (B) ? H3CO O O H N CH3 H N CH3 i) LiAlH4/Et2O ii) neutralizacin (A) H O H N CH3

5) (EXAMEN) a) Complete las secuencias de reacciones con productos:

O

O OCH3 OH

HO H+

OH

i) CH3MgBr (2 eq) A ii) neutraliz. C7H12O4

B C8H16O3

H3O+

B C6H12O2

(I)

O3 Zn/HCl

D C7H12O3

SOCl2

KOH E C7H11ClO2

F C7H10O2

(II) b) Indique el mecanismo de la transformacin de (I) en (A) c) Nombre utilizando las reglas IUPAC el compuesto (I).6) (EXAMEN) a) El cido acetilsaliclico (principio activo de la Aspirina) introducido por Hoffman en 1898, es el analgsico y antiinflamatorio ms recetado en el mundo. En el siguiente esquema se representa una posible secuencia sinttica para la obtencin del mismo, indique los reactivos y productos de A a E. OH OHB NH2 i) NaNO2/HCl/0C C C7H5NO ii) CuCN D COOH

o-Nitrofenol (A)

OAc COOH

E

cido acetilsaliclico

b) Detalle el mecanismo de obtencin de cido saliclico a partir de cido acetilsaliclico segn:

OAc COOH H3O+

OH COOH

c) El cido acetilsaliclico es ms o menos soluble en agua que el cido saliclico. Explique esta diferencia de solubilidad.