Química Orgánica: Grupos Funcionales, Reacciones y Nomenclatura

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Grupos funcionales y nomenclatura

Ácido carboxílico: COOH → ácido -oico / carboxi

Ácido sulfónico: HSO3 → ácido -sulfónico / sulfo

Anhídrido: COOCO → anhídrido -oico

Éster: COOR → -oato de -ilo / oxicarbonil

Cloruro de acilo: COCl → cloruro de -oilo / cloroformil

Amida: CONH2 → -amida / carbamoil

Nitrilo: CN → -nitrilo / ciano

Aldehído: CHO → -al / formil

Cetona: CO → -ona / oxo

Alcohol: OH → -ol / hidroxi

Tiol: SH → -tiol / mercapto

Amina: NH2 → -amina / amino

Alqueno: C=C → -eno; Alquino: C≡C → -ino

En medio ácido el grupo nitro se protona y cambia la orientación.

Espectroscopía IR

  • Aldehído: IR 2850–2750 cm⁻¹
  • PF y PE: aumentan con el número de carbonos (+C), y disminuyen con la ramificación.

Criterios de reactividad

ABC: producto único; ciclo; simetría.

Orden de acidez: HSO3 > COOH > fenol > metanol > H2O > R-OH > C≡C

Mayor pKa implica menor acidez.

Reacciones de reducción e hidrogenación

  • Hidrogenación: H2/Pt
  • Clemmensen: Zn(Hg)/HCl
  • Wolff-Kishner: NH2NH2/OH⁻

Reactivos organometálicos

  • Grignard: Mg/éter
  • Wurtz: Na(s)
  • Corey-House: Li y luego CuI

Halogenación

Por radicales libres: Cl2/UV

Lavado de Mg: H2O (en presencia de MgCl, el D2O reemplaza por D)

Sustitución con yoduro: NaI / acetona / reflujo

Alquenos

  • Deshidrohalogenación: KOH / etanol
  • Deshidratación de alcoholes: H2SO4 (conc.), temperatura
  • Hidrogenación de alquinos: Lindlar (cis); Rosenmund (trans) con Na/NH3 (líq.)
  • Hidrohalogenación: Markovnikov con HBr (T) o HBr (peróxidos, anti-Markovnikov)
  • Hidratación: H2SO4 diluido, temperatura
  • Halohidrinas: Br2/H2O (anti) o + estereoquímica de Br
  • Bromación alílica o bencílica: NBS
  • Ozonólisis: oxidativa con ácido acético; reductiva con dimetilsulfuro
  • Oximercuración-desmercuración: 1) Hg(OAc)2, H2O; 2) NaBH4 (anti)
  • Hidroboración: (BH3)2 / H2O2, OH⁻ (syn)
  • Adición de halógenos: Br2 / CCl4 (trans)
  • Formación de glicoles: syn con KMnO4 (diluido, frío, pH básico) u OsO4 con piridina; anti con peroxiácidos (MCPBA)
  • Deshidrohalogenación: KOH (ac.) / calor

Alquinos

Orden de acidez: H2O > ROH > HC≡CH > NH3 > CH2=CH2 > CH3-CH3

Orden de basicidad: OH⁻ > RO⁻ > HC≡C⁻ > NH2⁻ > CH2=CH⁻ > CH3CH2⁻

Los alquinos terminales forman sales insolubles con Ag y Cu, que sirven para identificación analítica.

  • Ruptura oxidativa: ozonólisis (2 ácidos) y KMnO4 (1 ácido + CO2)
  • Hidroboración: R2BH / H2O2, OH⁻ → aldehído
  • Hidratación con 9-BBN: 9-BBN / H2O2, OH⁻; equivalente a H2SO4 / Hg²⁺

Estereoquímica y anillos

Estabilidad: silla > bote torcido > bote > semisilla

Pseudoácidos: HCl (30%) abre el anillo

  • H2/Ni: descicla
  • H2SO4: metilo, OH⁻, esquina descicla
  • Br2/FeBr3: 2 Br, ruptura
  • Cl2/UV: sin romper el ciclo; no transforma 1 Cl

Aromáticos

Formación de fenoles: a partir de sulfonación con NaOH / 300 ºC y H3O⁺

Alquilación: no ocurre cuando hay grupos desactivantes; los grupos que están fuertemente desactivados no pueden alquilarse.

Acilación: COCl con AlCl3 (no ocurre con anillos fuertemente desactivados)

Nitración: NO2 y reducción con Fe/Sn/HCl

Diazotación: NaNO2 / HCl (0–5 ºC), luego H2O, metanol, HBF4 (metanol-F), CuBr (metanol-Br), KI (metanol-I), KCN (CN), H3PO2 (H)

Sandmeyer: CuCl (Cl); no con CH3-NR2

Oxidación: KMnO4 → COOH

Ciclación: AlCl3 / calor: orto-ciclación

Sulfonación: H2SO4 (humo)

Efectos de sustituyentes

Activantes: NH2 (NHR, NR2), OH

Moderadamente activantes: OCH3 (OR), NHCOR

Débilmente activantes: C6H5, CH3 (R)

Desactivantes: NO2, N⁺(CH3)3, CN, CF3, CCl3, CBr3, COOH (COOR), SO3H, CHO, COR

Desactivantes orto/para: F, Cl, Br, I

Protección de aminas

Se usa anhídrido acético / piridina para convertir NH2 en NH-C=O, CH3. Para quitar la protección: H2O / OH⁻.

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