UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMÁS FRÍAS”

FACULTAD DE CIENCIAS PURAS

Carrera de Química

2006

PRESENTACIÓN

La elaboración de una estrategia de síntesis, para una molécula determinada, demanda del químico un dominio de un conjunto de reacciones, que han sido probadas en el laboratorio de química, respecto de sus bondades, relacionadas, a sus altos rendimientos, la formación regioespecífica o en última instancia, de tener la certeza de que la estructura de interés podrá ser separada fácilmente, por métodos asequibles en el laboratorio, por ejemplo, destilación fraccionada, cromatografía de columna, etc.

Es posible que la presente sinopsis sobre la síntesis y reacciones de los principales compuestos orgánicos no abarquen todas las reacciones difundidas en la extensa literatura de química orgánica, sin embargo el hecho de que sea la primera publicación, en algún sentido le da al autor cierta tranquilidad, ya que conjuntamente los estudiantes, en un tiempo breve, se podrá dar a luz una obra mucho más completa y comentada,

En tal sentido, espero que la presente sea de utilidad y llene los requerimientos de aquellos espíritus investigadores de los estudiantes, que saben muy bien que lo que abarquen en clases nunca será suficiente.

Ante ellos asumo el compromiso de enriquecer la presente sinopsis en las próximas ediciones.

Julio 2006

Potosí - Bolivia

CONTENIDO

ALCANOS Y CICLOALCANOS

Métodos de preparación de alcanos y cicloalcanos.

El petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos, la mayoría de los cuales son alcanos y cicloalcanos, y constituye el resultado final de la descomposición de la materia animal y vegetal sepultada bajo la corteza terrestre durante períodos muy largos, este será conjuntamente el gas natural, la principal fuente de obtención de los alcanos. Sin embargo, las reacciones que se señalan son otra alternativa de obtención en el laboratorio.

Reacciones de los alcanos y cicloalcanos

Los alcanos y cicloalcanos debido a la falta de un “grupo funcional” no son muy reactivos, razón por la cual participan de pocas reacciones comparativamente con el resto de los compuestos orgánicos.

ALQUENOS Y CICLOALQUENOS

Métodos de preparación de alquenos y ciclcoalquenos.

Los métodos más comunes comprenden la eliminación de una molécula pequeña o simple, considerada inorgánica (ej. agua o haluro de hidrógeno) a partir de un compuesto saturado.

En muchos casos la eliminación sigue dos cursos diferentes, originándose los isómeros respectivos, para lo cual deben tomarse en cuenta reglas generales como la de Saytzeff y Markovnikov, o simplemente manejar con sumo cuidado las condiciones de la reacción.

La reacción de Wittig tiene la ventaja de que la posición del doble enlace se puede predecir y conocer con certeza así como la reducción parcial de los alquinos.

Reacciones de los alquenos

La reacción más característica de los alquenos es la adición al doble enlace con formación de compuestos saturados. En el doble enlace se encuentran electrones arriba y abajo del plano de éste. Durante las reacciones con reactivos electrofílicos estos electrones π se emplean para la formación de enlaces σ sin que se afecte el enlace σ original del alqueno.

La oxidación de un alqueno con diferentes reactivos se utiliza para preparar muchos compuestos y algunas veces conduce a la ruptura del doble enlace. La deshidrogenación de los ciclohexenos da compuestos bencénicos con buenos rendimientos. Finalmente los alquenos sufren algunas reacciones de sustitución en condiciones especiales, propicias a la formación de radicales libres.

ALQUINOS

Métodos de preparación de los alquinos.

Puesto que el acetileno es una materia prima para varias síntesis su fabricación se produce principalmente por el tratamiento del carburo de calcio con agua.

El triple enlace se puede formar: a) sustrayendo dos moléculas de haluro de hidrógeno de un dihaluro adecuado o b) sustrayendo una molécula de haluro de de hidrógeno de un haluro insaturado.

Un método también valioso para algunos alquinos, es reemplazar un átomo de hidrógeno acetilénico o ambos por un metal alcalino, el cual puede ser sustituido después por otro grupo alquilo

Algunos métodos que son de interés práctico para preparar otros alquinos son:

Reacciones de los alquinos.

Los átomos de hidrógeno del acetileno (o de una alquino terminal) son bastante ácido y pueden ser sustraídos como protones por una base fuerte. Muchas de sus reacciones se basa en esta sustitución del hidrógeno por un metal alcalino y el resto de reacciones están referidas a las reacciones de adición al triple enlace.

El hecho de que los acetiluros sean buenos nucleófilo, es aprovechado para una serie de reacciones denominadas síntesis acetilénica.

DERIVADOS HALOGENADOS ALIFÁTICOS

Métodos de preparación

Los haluros alifáticos y alicíclicos se preparan fácilmente a partir de los alcoholes o por adición de haluro de hidrógeno a los alquenos o alquinos, siempre y cuando la forma de adición pueda predecirse. Los yoduros de alquilo se preparan frecuentemente a partir de los cloruros o bromuros por intercambio del halógeno utilizando yoduro de sodio. La brotación alílica permite introducir un átomo de bromo en un alqueno sin alterar el doble enlace.

Los siguientes son los métodos más utilizados.

Reactividad de los haluros alifáticos:

Los halogenuros orgánicos son intermediarios útiles en la síntesis de una gran variedad de moléculas, por lo que es muy importante conocer cómo varía la reactividad de los mismos con la naturaleza del grupo al que está unido y también con los diferentes halógenos.

Así son comunes las reacciones de sustitución nucleofílica de los halógenos, las reacciones de eliminación de los pares HX o XX que dan origen a una gran variedad de alquenos o alquinos, las reacciones de acoplamiento o formación de pares (Corey House y Wurtz).

Igualmente es de suyo importante su reactividad frente a los metales alcalinos y otros elementos pesados, que originan una química preparativa de los organometálicos que amplían el horizonte de formación de nuevas moléculas orgánicas.

Por las razones anteriores es importante repasar las preparaciones estudiadas en las secciones correspondientes.

 ALCOHOLES

Métodos de preparación

Los alcoholes constituyen uno de los grupos de compuestos más versátiles que han sido estudiados por los químicos orgánicos. Los alcoholes pueden ser sintetizados por una variedad de reacciones relativamente directas a partir de alquenos, haluros de alquino, aldehídos, cetonas ácidos carboxílicos y varios de sus derivados. Un conjunto de reacciones sobre la preparación de los alcoholes han sido recogidas de la extensa literatura que sobre ellos existe.

Reacciones de los alcoholes

No sólo la variedad de métodos de preparación de los alcoholes los hace importantes, sino que desde el punto de vista sintético, los alcoholes son valiosos intermediarios porque intervienen en un gran número de reacciones. Hay dos formas en las que el grupo -OH de un alcohol se ve afectado por otros reactivos:

Otras reacciones de los alcoholes

Reacciones de los Glicoles:

Muchas de las reacciones de los glicoles son típicas del grupo hidroxilo (-OH) y, por tanto, se asemejan a las reacciones de los alcoholes. No obstante, las reacciones que requieren la presencia de los grupos hidroxilo en átomos adyacentes son sólo para los glicoles. En esta sección abordaremos sólo la oxidación con el ácido peryódico: HIO4

Los glicoles, los α-oxialdehidos, las α-oxicetonas y los compuestos α, β -dicarbonílicos son oxidados por ácido peryódico. Los productos que se muestran en las ecuaciones siguientes se forman además del ácido yódico, HIO3.

ORGANOMETÁLICOS

Métodos de preparación y reactividad

La reacción de un metal con un haluro orgánico es un método conveniente para la preparación de derivados organometálicos, a partir de metales razonablemente activos como el Li, Mg y Zn. Los éteres en general constituyen un medio inerte, ligeramente polar con pares de electrones no compartidos sobre el oxígeno, en el cual los compuestos organometálicos generalmente son solubles.

Debe excluirse la humedad, el oxígeno y el CO2, porque de otra manera éstos reaccionarían con el compuesto organometálico, por lo cual se utiliza una atmósfera inerte de nitrógeno o helio.

Los compuestos organometálicos menos reactivos se preparan mejor a partir de haluros organomagnésicos y haluros metálicos

ETERES Y EPóXIDOS

Métodos de obtención.

La mayoría de los métodos de preparación de éteres utilizan alcoholes como molécula precursora, los cuales se alquilan o arilan por pérdida de una molécula de agua a expensas de dos moléculas de un alcohol. Los alcoholes secundarios y terciarios dan rendimientos escasos por este método debido a la mayor facilidad con la cual eliminan agua en forma intramolecular para dar alqueno.

Reactividad:

Existen pocas reacciones de los éteres debido a que el enlace C-O-C es inerte con respecto a muchos reactivos. De las pocas reacciones, se puede mencionar la relacionada de la ruptura del enlace C-O por soluciones concentradas de ácido halogenohíricos en condiciones bastante severas:

EPóXIDOS

Métodos de preparación:

Los métodos más comunes de preparación de los epóxidos a partir de un alqueno, que puede pasar primero por una adición de halógeno acuoso o el uso de peroxiácidos también sobre olefinas.

Reactividad de los epóxidos:

El éter cíclico de tres miembros, el óxido de etileno, es el compuesto más simple de la familia del epóxido, los cuales desempeñan un papel especialmente importante en la química orgánica. Como se verá, son inusitadamente lábiles respecto a muchos reactivos electrofílicos y nucleofílicos.

Roseta de reacciones del epoxietano:

BENCENO Y DERIVADOS

Métodos de preparación

Los alcanos C6, C7 y C8 provenientes del petróleo se pueden deshidrogenar para producir benceno, tolueno y xilenos. A menudo el catalizador es el platino apoyado en el óxido de aluminio (Al2O3) y los alcanos se pasan por el catalizador de 500 a 700º y de 300 a 700 lb/plg2 de presión.

Típicamente, el petróleo sólo produce hidrocarburos, en tanto que la destilación del alquitrán de hulla da lugar (además de benceno, tolueno y xilenos) a los fenoles, cresoles y algunos hidrocarburos aromáticos polinucleares, casi como el naftaleno, antraceno y el fenantreno.

El alquitrán de hulla también produce bases heterocíclicas como la piridina y la quinolina.

Reactividad:

La mayor cantidad de reacciones del benceno involucran la sustitución más que la adición, lo cual se atribuye a la estabilidad del sistema del anillo aromático que se destruiría por reacciones de adición, las que son características de los alquenos y alquinos. El benceno posee una nube π rica de electrones que puede ser atacada por los electrófilos E+, razón por la cual la sustitución electrofílica es la reacción más común sobre el anillo bencénico y sus derivados, denominados “compuestos aromáticos”.

Dada la importancia de la alquilación y acilación de Friedel - Crafts, se hace necesario, efectuar algunas aclaraciones particularmente sobre las restricciones de esta reacción, pues es muy común en los estudiantes hacer un uso muy frecuente de estas reacciones, así como ocurre con los reactivos de Grignard.

Alquilación de Friedel- Crafts.

• Los haluros de arilo y vinilo no pueden utilizarse como componente haluro porque no forman carbocationes con suficiente rapidez.

• Es necesario cuidar las polialquilaciones. Los grupos alquilo son grupos que liberan electrones y una vez que uno de introduce en el anillo bencénico activa el anillo produciéndose más sustituciones( no es recomendable utilizar un exceso del haluro de alquilo)

• El carbocatión que se forma de un haluro de alquilo, puede sufrir reordenamiento, antes de atacar el anillo bencénico.

• Las reacciones de Friedel-Crafts no se verifican cuando están presentes en el anillo, grupos que liberan electrones en el anillo aromático o cuando el anillo tiene un grupo: -NO2, -NH2, NHR, o -NR2.

Acilación de Friedel - Crafts

• Las acilaciones no ocurren, si existe grupos desactivantes del anillo como es el caso del grupo -NO2

Grupos activantes:
Poderosos:	-NH2, -NHR, -NR2; -OH.
Moderados:	-OCH3, -OR.
Débiles:	-benceno, -CH3, -CR.
Grupos desactivantes:
Desactivantes	-NO2, -N(CH3)3+, -CN, -COOH,-COOR, -SO3H, -CHO, -COR.
Desactivantes, orto/para	X

ARENOS

Los hidrocarburos formados por grupos alifáticos y aromáticos, se conocen como arenos. El tolueno, el etilbenceno, el isopropilbenceno y el estireno son arenos. Estos compuestos pueden estudiarse desde dos puntos de vista. Se los considera como compuestos bencénicos con sustituyentes alquilo o alquenilo o pueden verse como alcanos y alquenos con sustituyentes fenilo.

Consiguientemente, en la sección precedente se ha visto con suficiente detalle los métodos de preparación de los compuestos bencénicos con sustituyentes alquílicos o alquenílicos.

Seguidamente se estudiarán algunas de las reacciones que se producen en la cadena lateral de los alquilbencenos. Se insiste en que será necesario considerar que estos compuestos son alcanos sustituidos con fenilo. Esto permitirá comprender que el grupo fenilo proporciona una reactividad especial a los grupos que se hallan en la cadena lateral del benceno.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
181	Hidrogenación.
182	Acoplamiento
183	Reducción de Clemmensen. Se emplea para compuestos sensibles a las bases. Esto nos permite obtener ArR
184	Reducción de Wolff-Kishner. Se emplea con compuestos sensibles a los ácidos. Permite la obtención de ArR.
185	Modificación de los anteriores procesos. Lo que permite obtener un alqueno.
186	Oxidación. La oxidación es total. Parece ser que al menos en los 2 primeros se necesita medio básico seguido de tratamiento en medio ácido. El proceso va en caliente.
187	Sustitución en la cadena lateral. Halogenación radicalaria
188	Reducción
189	Ozonólisis.
190	Oxidación
191	Sustitución en el anillo. SN aromática.
192	Oxidación con HNO3 El ácido nítrico caliente oxida a un grupo metilo del o-xileno produciendo ácido 0-toluico El ácido nítrico caliento también oxida en forma selectiva al grupo isopropilo del p-isopropiltolueno formando ácido p-toluico
193	Oxidación de cadenas laterales acílicas. Los compuestos de benceno con cadenas laterales acílicas se oxidan mediante agentes oxidantes fuertes a ácidos benzoicos. Las soluciones de bromo en hidróxido de sodio oxidan a los grupos acetilo a ácido	carboxílico, y no afectan a los alquilos presentes
195	Reacción de Prins
194	Acoplamiento de Castro-Stephens

Otras reacciones de interés.




FENOLES

Métodos de preparación:

Los fenoles se preparan generalmente a partir de los ácidos sulfónicos o de las sales de diazonio, pero a veces es conveniente preparar naftoles a partir de naftilaminas por la reacción de Bucherer.

Los métodos de preparación de mayor uso para los fenoles son los siguientes:

No	REACCIONES	EJEMPLOS
196	Fusión del ácido bencensulfónico o sus sulfonatos con un álcali. Este método tiene la limitante de que en el anillo aromático no deben encontrarse grupos sensibles a los medios básicos o a las condiciones extremas de	calentamiento.
197	A partir de halobencenos. Un método importante fue creado por la compañía química Dow, que consisten en hacer reaccionar el clorobenceno y el hidróxido de sodio acuoso a una temperatura y presión elevadas. La mezcla de la.	reacción se debe acidular con un ácido mineral fuerte, como el HCl o el H2SO4, para obtener el fenol.
198	Hidrólisis de ésteres
199	Sustitución de un grupo diazonio por OH- El grupo diazonio puede sustituirse con un grupo oxhidrilo simplemente acidificando y calentando mucho la mezcla reaccionante.
200	Naftoles a partir de naftilaminas. La conversión reversible entre los naftoles y naftilaminas, se denomina reacción de Bucherer. La naftilamina se calienta con una solución acuosa de bisulfito de sodio o ácido sulfúrico.
201	Por sustitución nucleofílica aromática (SN) Esto se da si el haluro bencílico cuenta además con otros sustituyentes desactivadores del mismo.
202	Fenoles a partir de reactivos organotalio Los fenoles pueden prepararse a partir de los ditrifluoroacetato de aril talio por reacción con tetraacetato de plomo y trifenilfosfina.
203	A través de la formación de peróxidos.
204	Reacción de Wolffenstein-Boters

Reactividad de los fenoles:

Los fenoles se caracterizan por la formación de soluciones coloreadas al agregar cloruro férrico. Los fenoles sufren sustituciones electrofílicas en las posiciones orto y para con mayor facilidad, debido al efecto de resonancia del par de electrones libres en el átomo de oxígeno. Sin embargo, muchas de las reacciones comunes de los alcoholes no se aplican a los fenoles.

El efecto orientador del grupo oxidrilo en las posiciones orto es muy notable. Una muestra de ello son las reacciones de Orbe-Schmitt y la de Reimer-Tiemann.

Cuando el fenol reacciona con el formaldehído, se produce una reacción de polimerización, para producir la baquelita.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
205	Reacciones de acidez. Los fenoles son más ácido que los alcoholes, pero menos ácidos que los ácidos carboxílicos, por esa razón forman sales fácilmente al combinarse con bases. En vez de un haluro es preferente el uso de sulfato de dimetilo
206	Síntesis de Williamson.  En la formación de los aliléteres, no se olvide que se presenta la transposición de Claisen al ser calentado el éter alílico, para dar un fenol orto sustituido o para de esta previamente ocupada la posición orto.
207	La reacción d e Gattermann. Los derivados aldehídicos de fenoles en posición para son preparados por la reacción de Gattermann, utilizando cloruro cianuro de cinc, como catalizador y benceno como solvente
208	Formación de ésteres.
209	Hidrogenación: Se produce en derivados bencénicos que tienen un sustituyente activador del benceno
210	Reacción de Reimer - Tiemann. Consiste en la introducción del grupo aldehído en los fenoles en las posiciones orto y para, con el predominio de los orto fenólicos, por tratamiento de fenoles con cloroformo en presencia de álcalis. La presencia de grupos desactivadores del anillo (-NO2, CN, COOH o SO3H) que orientan a meta, hace bajar el rendimiento drásticamente. Si una de las posiciones orto estuviese ocupada, el grupo aldehído ingresa a la posición para.
211	Reacción de Kolbe - Schmitt. Carbonatación Se denomina así a la síntesis de ácidos fenol carboxílicos, por calentamiento de fenóxidos alcalinos con dióxido de carbono a 4ª 8 atm de presión. La reacción es aplicable a otros fenoles y generalmente se verifica con buenos rendimientos. La carboxilación suele producirse en orto con el fenol, pero también puede realizarse en para, si se emplea fenóxido de potasio. La naturaleza del metal alcalino influye sobre la orientación del grupo carboxilo. A temperaturas inferiores a 200º C lo anterior información funciona, pero a temperaturas mayores a 200º, el único isómero que se obtiene es el para sin importar el tipo de metal alcalino.
212	Reordenamiento de Bamberger
213	La reacción de Duff. Permite obtener exclusivamente aldehídos fenólicos en posición orto. Consiste en calentar fenol con hexametilentetramina (urotropina), en medio glicérico y en presencia de ácido bórico
214	Síntesis de Bucherer
215	Reacción de von Pechmann Esta reacción consiste en la condensación de un fenol con un β-cetoéster. Los agentes de condensación son el á. sulfúrico, cloruro de aluminio o el pentóxido de fósforo o ácido polifosfórico. Con una variación de los fenoles y el β-cetocarbonilo se pueden obtener una gran variedad de derivados de la cumarina. Así por ejemplo si se utiliza el resorcinol como sustrato fenólico, se obtiene otro derivado de la cumarina Si el compuesto dicetónico es el ácido málico en presencia del ácido sulfúrico se transforma en el hemialdehído malónico, que actúa en su forma tautómera, condensándose con el fenol. Con el pirogalol se forma la dafnetina
216	Formación de Quinonas Los fenoles y aminas aromáticas, por oxidación de las mismas producen con altos rendimientos quinonas una base muy importante para la industria de los colorantes. Un sustituyente activante en l posición para en el fenol, coadyuva a la formación de quininas con mejores rendimientos
217	Reacciones de sustitución aromática electofílica en el anillo bencénico de fenoles. Los fenoles son sustratos muy reactivos a la sustitución aromática electrofílica, porque los electrones no enlazantes del grupo hidroxilo estabilizan al complejo sigma que se forma por ataque en la posición orto o para. Los fenoles son sustratos excelentes para la halogenación, nitración, sulfonación y algunas reacciones de Friedel - Crafts. Como son muy reactivos, generalmente los fenoles se alquilan o acilan con catalizadores relativamente débiles (como el HF) para evitar sobrealquilación o sobreacilación.
218	Nitración de Zicke
219	Reacciones de importancia en síntesis:
220	Reacción de Houben - Hoesch. Las cetonas fenólicas se pueden preparar mediante la síntesis de Hoesch, que consiste en condensar un polifenol en posición meta con acetonitrilo y ácido clorhídrico, en presencia de cloruro de cinc como catalizador y llevando a ebullición al final.

HALUROS DE ARILO

Métodos de preparación

Un método importante de preparación de los haluros de arilo es la sustitución aromática electrofílica directa y otro método, comprende el uso de los reactivos organotalio. Las sales de diazonio, Ar-N2+, es otro intermediario importante.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
221	Halogenación directa.
222	Halogenación con sales de diazonio
223	Las Reacciones de Talación Una de las variantes y que no pasa por la talación del anillo, es el uso de del trifluoroacetato de talio como reactivo de Lewis, cuando el halógeno es bastante reactivo, como es el caso del bromo
224	Reacción de Wolffenstein-Boter

Reactividad:

El enlace carbono - halógeno en los haluros de arilo y vinilo, es el principal causante de la falta de reactividad hacia la sustitución nucleofílica, que sin embargo ocurre si se dan algunas condiciones estructurales en el haluro de arilo, es decir si además del halógeno en el anillo bencénico se hallan grupos sus tractores de electrones, tales como:

-SO3H -COOH -CN -NR3 -COR -CHO

NO.	REACCIONES	EJEMPLOS
225	Formación de reactivos de organometálicos.
226	Sustitución nucleófila aromática sustitución bimolecular. En general ArX+ZႮArZ+X-. Z: NaNH2, NaCN, etc. En todo caso, el anillo debe contener grupos (G) fuertemente atractores de electrones, situados o/p respecto al X.
227	Sustitución electrófila aromática directa. X es desactivante, pero dirige a orto y para.
228	Eliminación-adición. El bencino, el reactivo atacante debe ser una base fuerte, y el anillo no estar activado para desplazamiento bimolecular.
229	Acoplamiento de Castro-Stephens
230	Síntesis de Rosenmund-von Braun

ALDEHIDOS Y CETONAS

El grupo carbonilo >C=O debido a la polaridad de su enlace, es uno de los grupos funcionales más importantes en química orgánica y se hallan en los aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos y sus derivados. En esta sección se estudiará la preparación y reactividad de aldehídos y cetonas.

Método de preparación de Aldehídos.

Puesto que los aldehídos se oxidan y reducen con facilidad, los métodos y técnicas que deben emplearse para preparar aldehídos son relativamente especiales.

No.	REACCIÓN	EJEMPLOS
231	Oxidación de alcoholes primarios La oxidación con ácido crómico es el método más común de preparación en el laboratorio. (Reactivo de Collins, reactivo de Jones, etc.)
232	Ruptura de dobles enlaces C=C por el O3 La ozonólisis puede utilizarse para preparar aldehídos o centonas, dependiendo de la estructura del alqueno de partida
233	Por reducción selectiva de ésteres.
234	Oxidación de metilbencenos La cloración del grupo metilo se efectúa por radicales libre y el intermediario formado se hidroliza en medio básico para formar el aldehído.
235	Oxidación de glicoles por el ácido peryódico
236	Reducción de cloruros de ácido El hidruro de tri-tert-butoxialuminio y litio, LiAl[OC(CH3)3]3, es un agente reductor altamente selectivo y permite transformar los haluros de acilo o bencilo a aldehídos. Reducción de Rosenmund. Los aldehídos alifáticos y aromáticos se pueden preparar a partir de los correspondientes haluros de acilo o bencilo, por una hidrogenación controlada por un catalizador de paladio envenenado con azufre o sulfato de bario
237	Hidroboración - oxidación de de alquinos terminales. Para esto se utiliza el di(sec-isoamil) borano que se llama disiamilborano
238	Alquilación de 1,3 ditianos. El 1,3 ditiano es un ácido débil que se puede desprotonar por medio de una base fuerte como el n-butillitio, el carbanión resultante puede desplazar el halógeno de un haluro de alquilo primario o tosilato que se hidroliza con una solución ácida de cloruro mercúrico.
239	Síntesis de Gatterman -Koch Esta reacción tiene éxito si en el anillo existen grupos activantes del mismo para una sustitución electrofílica aromática
240	A partir de nitrilos.
241	Reacción de Reimer-Tiemann. Como ya se dijo en la sección correspondiente, esta reacción permite obtener aldehídos fenólicos
242	Oxidación de RX 1º con DMSO
243	Oxidación de alquilboranos.
244	Ozonólisis reductora
245	Formilación
246	Deshidrogenación catalítica. Se pasa el vapor de alcohol a través de un tubo caliente que contiene el catalizador. R no puede ser más grande que el grupo etilo
247	Naftaldehidos a partir de sus cloruros de acilo:
248	Reacción de Stephen El procedimiento para la obtención de aldehídos, basado en la reducción de un nitrilo por el cloruro estannoso anhidro, disuelto en éter y saturado con ácido clorhídrico, se conoce con el nombre de reacción de Stephen (1925)

Métodos de preparación de Cetonas.

Al igual que los aldehídos, las reacciones involucradas para la obtención de las cetonas, siguen siendo oxidaciones y reducciones, siguiendo un estrecho paralelismo a la preparación de aldehídos.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
249	Oxidación de ROH secundarios.
250	Reacción de cloruros de ácido con organocúpricos.
251	Ozonólisis de alquenos.
252	Síntesis de cetonas a partir de ácidos carboxílicos Los reactivos de organolitio se pueden emplear para sintetizar las cetonas a partir de los ácidos carboxílicos, en una primera instancia se forma un dianión, que luego se protona para perder rápidamente agua y formar la cetona
253	Acilación de Friedel Crafts
254	Síntesis acetoacética
255	Descarboxilación de ácidos ၢ-cetónicos y malónicos.
256	Otra posibilidad:
257	Oxidación de alquilboranos.
258	Hidratación de alquinos terminales
259	A partir de 1,3-ditianos.
260	Síntesis de cetonas a partir de nitrilos Un reactivo de Grignard o de organolito, ataca a un nitrilo para dar la sal de magnesio de una imina. La hidrólisis ácida de la imina produce la cetona.
261	Cetonas a partir de cloruros de ácido y organocadmio. Los compuestos de Grignard son demasiado reactivos para ser utilizados en la preparación de cetonas. Sin embargo, si primero se convierte en un alquilcadmio tratándolo con cloruro de cadmio anhidro, la reacción subsecuente con un cloruro de ácido produce un buen rendimiento de cetona.
262	Cetonas a partir de dialquilcupratos de litio Una solución etérea de dialquilcuprato de litio se trata con un cloruro de ácido a temperaturas muy bajas, el producto que se forma es una cetona. Esta es una variación de la síntesis de Corey-House
263	Oxidación de compuestos alicíclicos.
264	Reacción de Sugasawa
265	Ciclación de Nazarov
266	Acilación reductiva de Nenitzescu
267	Reacción de Pauson-Khand
268	Reacción de Thorpe

Reacciones de los aldehídos y cetonas

El grupo carbonilo de cetonas y aldehídos, puede sufrir reacciones de adición nucleofílica sobre el átomo de carbono del carbonilo, debido a la polaridad positiva que se da en el mismo. Por otro lado, algunos reactivos electrofílicos, pueden combinarse prioritariamente con los pares de electrones del átomo de oxígeno que conforma el grupo carbonilo. Muchas reacciones de condensación son comunes a los grupos carbonilo y por otro lado, la posición alfa al grupo carbonilo también está activada para una reacción ácido-base.

Finalmente los dobles enlaces conjugados con el grupo carbonilo de aldehído y cetonas, como también de ésteres, tienen un comportamiento especial para reacciones de adición conjugada.

No	REACCIONES	EJEMPLOS
269	Oxidación de metil cetonas. Reacción del haloformo
270	Oxidación de Baeyer-Williger. Facilidad de migración: H>fenilo>R 3º>R 2º>R 1º> metilo
271	Reducción a alcoholes.
272	Reducción a hidrocarburos.
273	Reacción de Wittig.
274	Oxidación.
275	Adición de reactivos de Grignard.
276	Reacciones de ciclación con hidrazina Cuando la acroleína reacciona con hidrazina, el producto es un dihidropirazol
277	Adición de CN, formación de cianohidrínas.
278	Formación de iminas y enaminas R, necesariamente a de ser ၡ
279	Aminación reductiva.
280	Adición de derivados del amoníaco. Los aldehídos y las cetonas reaccionan con varios derivados de amoniaco
281	Típicamente, la reacción se continúa en medio ácido:
282	Formación de tioacetales y tiocetales.
283	Halogenación de cetonas.
284	Reacción de Cannizzaro. El proceso sólo tiene lugar con aldehídos sin Hၡ. Se obtiene la sal correspondiente y un ROH.
285	Reacción de Canizzaro cruzada. Necesariamente uno de los dos aldehídos debe ser formaldehído
286	Ciclaciones por condensaciones aldol.
287	Condensación aldólica (la adición de iones enolato a aldehídos y cetonas): En la condensación aldólica se une el Cၡ de uno de los compuestos al C carbonílico del otro. Podemos reducir el grupo carbonilo a aldehídos y cetonasၡ, ၢ insaturadas	limpiamente con LiAlH4 Otro reductor útil es el NaBH4 que nos permite reducir el doble enlace.
288	Anelación de Robinsón (formación de anillos). La secuencia de una adición conjugada seguida de una condensación aldólica simple para adicionar un anillo a otro, se conoce como la anelación de Robinsón.
289	Condensación aldólica cruzada. Esto sólo tiene utilidad sintética cuando uno de los compuestos carece de Hၡ y consecuentemente no puede autocondensarse. En todos los demás casos se obtienen mezclas más o menos complejas.
290	Un esquema completo de la utilidad de la condensación aldólica es:
291	Reacción de Mannich. Los compuestos que contienen un átomo de hidrógeno activo se condensan con amoniaco, o con aminas primarias, o secundarias (generalmente en forma de clorhidrato), y formaldehído.	El átomo de hidrógeno activo puede provenir de un grupo metileno activado por la vecindad de un grupo cetónico, nitroalcanos, etc.
292	Racemización en Cၡ.
293	Adición conjugada de reactivos de Cu. También con CH3Cu y luego con agua.
294	Reacción de Claisen-Schmidt. Los aldehído aromáticos se condensan, por acción de los álcalis, con aldehídos alifáticos o con cetonas, originando aldehídos o cetonas no saturados en alfa, beta. El requisito es que la cetona o aldehído tenga un grupo metileno activo, para generar el carbanión en el medio básico de la reacción En 1929 KUHN introdujo una extensión de la reacción de Claisen al condensar en condiciones bien determinadas el aldehído	Crotónico con otro aldehído, mejoró los rendimientos utilizando acetato de piperidina como catalizador.
295	Condensación con nitroalcanos. La reacción de Claisen-Schmidt, también se amplia a la reacción del benzaldehido con compuestos con metileno activo
296	Condensación de Stobe Los aldehídos o centonas en presencia de alcóxidos, se combinan con los ésteres succínicos, produciendo los ácidos dibásicos no saturados. Los agentes de condensación básicos utilizados son el ter-butóxido potásico y el hidruro de sodio
297	Condensación de Darzens La reacción que comprende la condensación de un aldehído o cetona con éster α-halogenado, con producción de un α,β-epoxiéster, es conocida con el nombre de condensación del éster glicídico de Darzens. El agente de condensación puede ser etóxido de sodio o amiduro de sodio. La saponificación de los ésteres glicídico, seguida de acidificación, conduce a	epoxiácidos que luego forman una acetona o un aldehído por descarboxilación, seguida de transposición
298	Reacción de Perkin Consiste en condensar un aldehído aromático con un anhídrido alifático, en presencia de sal sódica o potásica del correspondiente ácido carboxílico. Se calienta el sistema porque se utiliza una base débil. El producto es un ácido cinámico	Cuando hay presente un oxhidrilo en orto, se cierra el anillo con la cadena ácida no saturada.
299	Condensación con nitrilos.
300	Condensación de Jhonson. Jhonson ha mejorado el rendimiento de la condensación de Stobe, utilizando ter-butóxido potásico en ter-butanol. El producto de condensación es tratado con HBr en caliente, formándose una γ-lactona, que es abierta por NaOH y luego reducida con H2/Cu-CrO3 como catalizador. Se utiliza este método para obtener compuestos policíclicos.
301	Reacción de Reilly Las metilencetonas están sujetas a ataque oxidativo específico en las posiciones α. La oxidación de Reilly con SeO2 conduce a α-dicetonas.
302	Reacción de Wittig Se conoce con el nombre de reacción de Wittig la reacción de trifenilfosfina-alquilideno con un compuesto carbonílico de aldehído o cetona, para formar una olefina, en que el átomo de oxígeno	carbonílico es reemplazado por un grupo metileno
303	Adición a aldehídos y cetonas ၡ-ၢ insaturados
304	Compuestos dicetónicos a partir de las metiléncetonas El ácido nitroso y sus ésteres convierten las metilen cetonas en α.cetoximas, que al ser tratadas por solución acuosa de HCl, libera el compuesto dicetónico
305	Reagrupamiento de Baeyer-Villiger
306	Reactivo de Normant
307	Reacción de Stork
308	Reacción de Paterno-Büchi
309	Síntesis de Boord
310	Reacción de Scholl
311	Reacción de Bradsher
312	Reacción de Haller-Bauer
313	Reacción de Allan-Robinson

Reacciones de los cetenos (CETENAS)

El ceteno CH2=C=O, es el miembro más simple de un grupo de compuestos que llevan el mismo nombre. El ceteno gaseoso (p.e. -41º) es muy reactivo especialmente en presencia de nucleófilos. El ceteno se obtiene industrialmente por pirólisis de la acetona: CH3COCH3 CH2=C=O + CH4

NITRILOS

Método de Obtención.

Los nitrilos no se pueden preparar fácilmente a partir de los ácidos carboxílicos, pero un ácido sulfónico se transforma en el nitrilo por calentamiento con un cianuro inorgánico, la deshidratación de una amida, la sustitución de haluros o aromático mediante la reacción de Sandmeyer o la cianoetilación, son métodos que generalmente dan buenos rendimientos.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
314	A partir de haluros de alquilo RX(1º).
315	A partir de aldehídos o cetonas (cianohidrinas)
316	Reducción de amidas.
317	Reacción de Sandmeyer
318	Deshidratación de amidas. Cuando las amidas se calientan con pentóxido de fósforo, cloruro de tionilo o una mezcla de cloruro de aluminio y cloruro de sodio o simplemente con anhídrido acético hirviente, se presenta una deshidratación de la amida produciendo un nitrilo.
319	Cianoetilación Si en la adición de Michael, se utiliza como sustrato el acrilonitrilo, se origina un proceso denominado cianoetilación, el cual es un método para sustituir un hidrógeno activo por el grupo -CH2CH2CN. Un hidrógeno activo o sustituible puede estar unido a un átomo de carbono, nitrógeno u oxígeno a condición de que preferiblemente haya un sólo hidrógeno activo.
320	Sustitución de un grupo sulfónico Los ácidos sulfónicos experimentan una sustitución nucleofílica del grupo ácido en condiciones drásticas, así el grupo ácido sulfónico puede remplazarse por un grupo oxhidrilo, ciano o amino. Los nitrilos que con mejor rendimiento se obtienen son los que utilizan ácidos sulfónicos policíclicos.
321	Talación. El grupo bis-trifluoroacetato de talio puede sustituirse con un grupo ciano en dos formas distintas: por reacción de los bis-trifluoroacetato de aril talio con cianuro cuproso en dimetil formamida (DMF) o por reacción con cianuro de potasio acuoso bajo la acción de la luz ultravioleta

Reactividad de los nitrilos:

Los nitrilos son considerados derivados de ácido porque se hidrolizan fácilmente para formar primero amidas y posteriormente ácidos carboxílicos, con el mismo número de carbonos que el nitrilo original.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
322	Adiciones nucleofilicas.
323	Reducción de nitrilos
324	Obtención de amidas
325	Adiciones electrofílicas
326	Obtención de aldehídos y cetonas.
327	Obtención de ésteres.
328	Obtención de cetonas
329	Reacción de Ehrlich-Sachs
330	Reacción de Houben-Hoesch

AMINAS Y SALES DE DIAZONIO

Métodos de preparación de las Aminas.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
331	Reducción de nitro compuestos.
332	Básicamente para aminas aromáticas. Podemos reducir selectivamente un determinado grupo NO2 tratándolo con SH2 en NH3
333	Reacción de RX con amoníaco o aminas. Lo mismo para el caso de los ArX, pero en este caso Ar debe tener sustituyentes con tendencia a atraer electrones. En realidad se obtiene la sal, de la que obtenemos la amina por tratamiento en medio básico:
334	A partir de derivados alifáticos nitrados.
335	Aminación reductiva.
336	Síntesis de Gabriel, exclusivo para obtener aminas primarias
337	Reducción de nitrilos, oximas y amidas
338	Degradación de amidas alifáticas y aromáticas, según Hoffmann.
339	Basicidad de las aminas, como característica importante para comprender su reactividad
340	Alquilación. Las aminas alquiladas son más reactivas que la amina original, por lo que tienden a la multialquilación
341	Empleo en síntesis.
342	Sustitución anular en aminas aromáticas. Los grupos -NH2, -NHR y -NR2 son activantes poderosos dirigiendo a o/p.	El grupo NHCOR es activante menos poderoso que -NH2
343	Conversión a amidas. Las aminas terciarias no se convierten en amidas.
344	Eliminación de Hofmann en sales de amonio cuaternarias.
345	Reacciones con ácido nitroso.
346	Reacción de Bechamp
347	Reagrupamiento de Hoffmann-Martius
348	Reacción de Sugasawa
349	Reordenamiento de Bamberger
350	Reagrupamiento de Reilly-Hickinbotton
351	Reacción de Dakin-West
352	Reacción de Buchwald-Hartwig)

SALES DE Aril DIAZONIO.

Métodos de obtención

Las aminas primarias alifáticas reaccionan con ácido nitroso mediante una reacción llamada diazoación formando sales de diazonio alifáticas, muy inestables. A temperatura ambiente esta sales se descomponen perdiendo nitrógeno y formando carbocationes que reaccionan produciendo mezclas de alquenos, alcoholes y haluros de alquilo.

Las aminas aromáticas primarias reaccionan con ácido nitroso formando sales de aril diazonio. Aún siendo las sales de aril diazonio inestables, son mucho más estables que las sales de diazonio alifáticas y no se descomponen, cuando la temperatura de la reacción se mantiene a menos o igual a 5ºC.




Consiguientemente el proceso debe ocurrir a temperatura baja y utilizarse el reactivo formado inmediatamente (in situ).

Reactividad.

Las sales de aril diazonio son intermediarios sintéticos muy útiles en la química de los compuestos aromáticos, porque el grupo diazonio puede ser sustituido por muchos otros grupos, incluyendo:

-F, -Cl, -Br, -I, -Cn, -OH y -H. La reacción de Sandmeyer es uno de los mejores ejemplos.

Debido a su inestabilidad, no es necesario aislarlo, razón por la cual se agregan a la reacción a bajas temperaturas reactivos como CuCl. CuBr, KI,et, para lograr la sustitución correspondiente.

Sólo en la sustitución del grupo diazonio con -F es necesario aislar una sal de diazonio. Esto se hace adicionando HBF4 a la mezcla reaccionante, para precipitar el fluoroborato de diazonio, ArN2+ BF4- que es soluble y estable.

Por otro lado las sales de diazonio son electrófilo débiles, reaccionan con compuesto aromáticos muy reactivos produciendo compuesto azo.

Esta reacción de sustitución aromática electrofílica se conoce con frecuencia como reacción de copulación diazo.

No.	REACCIÓN	EJEMPLOS
353	Reemplazo del H
354	Reemplazo por -H.
355	Reacción de Sandmeyer.
356	Reemplazo por -I.
357	Reemplazo por -F.
358	Reemplazo por -OH.
359	Copulación diazoica.	G: debe ser un grupo con fuerte tendencia a liberar electrones: OH, NR2, NHR o NH2

La preparación de un colorante azoico, comprende las reacciones de diazoación y diazocopulación (o simplemente copulación). Todas las moléculas precursoras de copulación utilizadas para obtener colorantes azoicos, poseen un carácter común, esto es: un átomo activo de hidrógeno ligado a un átomo de carbono, consiguientemente los sustratos, pueden ser:

• Compuestos que poseen hidróxido fenólicos: fenoles y naftoles

• Aminas aromáticas

• Moléculas con grupo cetónico enolizable de carácter alifático

• Moléculas heterocíclicas : pirrol, indol, etc.

ACIDOS CARBOXÍLICOS

Métodos de obtención

Los ácidos carboxílicos son uno de los compuestos orgánicos más importantes y representan un estado de oxidación avanzado del átomo de carbono, varios de sus métodos de preparación involucran otros grupos funcionales, que en las anteriores secciones han sido debidamente estudiadas

Sin embargo y con la finalidad de sistematizar las mismas, indicaremos entre muchas otras reacciones que producen ácido, las siguientes, que resultan ser los mejores métodos de preparación:

No,	REACCIONES	EJEMPLOS
360	Oxidación de alquenos con KMnO4
361	Por oxidación de aldehídos y alcoholes primarios
362	Por oxidación de alquilbencenos
363	Por oxidación de metilcetonas
364	Por hidrólisis de cianhidrinas y otros nitrilos
365	Por carbonatación de los reactivos de Grignard. Este método se aplica a los haluros primarios, secundario, terciarios, de alilo, bencilo y arilo.
366	La síntesis malónica
367	La reacción de Kolbe. Es una reacción específica para formar ácido salicílico
368	Reacción de von Richter

Reactividad de los ácidos carboxílicos:

Los ácidos carboxílicos contienen también al grupo carbonilo, pero sus reacciones son muy diferentes de las de las cetonas y aldehído, estas últimas, reaccionan normalmente por adición nucleofílica de del grupo carbonilo, pero los ácidos carboxílicos (y sus derivados) reaccionan principalmente por sustitución nucleofílica de acilo, donde un nucleófilo sustituye a otro en el átomo de carbono del acilo (C=O).

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
369	Formación de sales Todos lo ácidos pueden ser neutralizados con las diversas bases inorgánica, para producir sales orgánicas
370	Formación de cloruros de ácido Los mejores reactivos para convertir los ácidos carboxílicos en cloruros de ácido, son el cloruro de tionilo (SOCl2) y el cloruro de oxalilo (COCl)2, porque forman subproductos gaseosos que no contaminan al producto. El cloruro de oxalilo hierve a 62º Cy se evapora de la mezcla de reacción.
371	Esterificación de Fischer La reacción del ácido con un alcohol catalizado por ácido, recibe el nombre de esterificación de Fischer. El ácido protona el grupo carbonilo y lo activa hacia el ataque nucleofílico del alcohol.
372	Esterificación con diazometano Se pueden convertir los ácidos carboxílicos en sus ésteres metílicos de una manera sencilla, agregando una solución de diazometano en éter.	El subproducto es el nitrógeno gaseoso y el diazometano en exceso se evapora...
373	Condensación de ácidos con aminas. Síntesis directa de amidas La reacción inicial de un ácido carboxílico con una amina da una sal de carboxilato de amonio. Calentando esta sal a temperaturas mayores a 100ºC se elimina vapor y se forma una amida.
374	Reducción de los ácidos carboxílicos a alcoholes. El hidruro de litio y aluminio reduce los ácidos carboxílicos a alcoholes primarios. El diborano, también reduce selectivamente los carbonilos de los ácidos carboxílicos antes que cualquier otro carbonilo (cetonas, aldehídos, etc.) al correspondiente alcohol primario.
375	Reducción a aldehídos Esta reacción ocurre a partir del derivado clorado del ácido carboxílico y se utiliza un agente reductor muy suave como el tri(t-butoxi)hidruro de litio y aluminio,	LiAl[OC(CH3)3]3H. Bajo estas condiciones el cloruro de ácido se reduce a aldehído que se aísla posteriormente.
376	Formación de cetonas. El ácido carboxílico reacciona con dos equivalentes de un reactivo de organolitio. El primer equivalente del organolitio desprotona al ácido. El segundo se agrega al carbonilo para formar un dianión	estable. La hidrólisis del dianión, forma el hidrato de una cetona
377	Reacción de Hunsdiecker En esta reacción el ácido carboxílico es tratado con una base de un metal pesado, como Ag2O, HgO, o Pb(OAc)4 para formar la sal del metal pesado. A continuación se agregan bromo o yodo y se calienta la mezcla de reacción. Se forma el halogenuro del metal y un halogenuro del compuesto orgánico con	pérdida de un átomo de carbono.
378	Reacción de Hell-Volhard-Zelinsky (VHZ). El ácido es tratado con bromo molecular catalizado por fósforo rojo o PBr3, resultando	Que un hidrógeno del carbono α de ácido es sustituido por el bromo, para producir un α-bromo ácido.
379	Reacciones de descarboxilación Los ácidos carboxílicos aromáticos experimentan la descarboxilación al fundirse la sal de sodio del ácido con cal sodada (NaOH + CaO). Los ácidos alifáticos reaccionan en condiciones más vigorosas, con el riesgo de llegar a descomponerse.	Estas reacciones tienen bajo rendimiento, por lo que su uso se halla en estudios de degradación.
380	Descarboxilación de ácidos dicarboxílicos Dos tipos de ácidos dicarboxílicos experimentan la descarboxilación simplemente al calentar el ácido libre. El ácido etanodioico (ácido oxálico) sufre la pérdida de CO2 para producir el ácido fórmico. El ácido propanodioico (ácido malónico) y los ácidos propanodioicos sustituidos	pierden CO2 y dan el ácido acético o un acético sustituido como producto
381	Conversión de un α-haloácido: Un α. haloácido, puede sufrir una sustitución nucleofílica del halógeno y transformarse en una serie de derivados del ácido que por otra vía sería imposible de obtenerlos: Conversión en un ácido dicarboxílico Conversión en un α-oxiácido Conversión en un α-aminoácido Conversión en un ácido α,β-insaturado
382	Reacción de Schmidt Los ácidos carboxílicos, en presencia de ácido sulfúrico concentrado, pueden ser	convertidos en aminas primarias con un átomo de carbono menos mediante el ácido hidrazoico, para dar aminas
383	Reacción de Henke
384	Reacción de Ugi
385	Reacción de Rosenmund
386	Conversión a anhídrido

DERIVADOS DE Ácidos CARBOXÍLICOS

CLORUROS DE ACILO

Métodos de preparación.

Aún cuando se conocen otros haluros de acilo, los cloruros son los más versátiles para su manejo en el laboratorio. Existe una analogía de sustitución del -OH de alcoholes por los reactivos que también sustituyen el -OH de los ácidos carboxílico. Sin embargo no es posible formar un haluro de ácido con los HX, pero si éste último puede reemplazar a un -OH de un alcohol. De manera que puede escribirse una forma general de preparación de los haluros de ácido, concretamente de los cloruros:




No.	REACCIONES	EJEMPLOS
387	Formación del cloruro de ácido

Reactividad de los cloruros de ácido

Los cloruros de acilo son intermediarios importantes en la preparación de los ácidos carboxílicos y derivados de los mismos.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
388	Formación de amidas Cuando un cloruro de acilo reacciona con un exceso de amoniaco acuoso concentrado y frío, el cual se obtiene como hidróxido de amonio concentrado, se produce una amida, ésta es una reacción típica de sustitución acilnucleofílica. El amoníaco puede sustituirse por aminas primarias o secundarias, las terciarias no pueden usarse, porque no posen un hidrógeno activo.
389	Formación de ésteres Cuando un cloruro de acilo aromático es uno de los reactivos, se agrega una base para eliminar el HCl a medida que se forma. La base puede ser una solución de NaOH diluido, trietilamina o piridina, en estos últimos casos el procedimiento se conoce como el método de Schotten-Baumann. Si se emplea un fenol en lugar de un alcohol, la reacción procede con la formación de un éster arílico.
390	Hidrólisis de los cloruros de acilo Los cloruros de acilo se hidrolizan al calentarse con agua, pero la reacción es acelerada por la adición de una base (como NaOH). Los cloruros de ácido aromático reaccionan mucho más lentamente que los alifáticos
391	Formación de anhídridos Los cloruros de acilo reaccionan con el anión carboxilato, RCOO-, que es neutralizada para obtener el ácido libre. Sirve para preparar anhídridos asimétricos preferentemente.

ÉSTERES

Métodos de preparación:

Uno de los métodos más comunes de preparación de ésteres, es la reacción de un cloruro de acilo y un alcohol o fenol. Es más común la reacción de Fischer, que contempla la reacción de un ácido y un alcohol catalizada por ácidos fuertes.

El mecanismo de la esterificación es la más estudiada, por lo que se puede afirmar que se conoce muchos aspectos de las mismas, en función de las variables que intervienen para la formación de un éster.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
392	Esterifiación de Fischer Este método es una reacción de equilibrio y es particularmente versátil debido a que la mayoría de los alcoholes pueden conseguirse en el mercado y son poco costosos. El alcohol a menudo sirve como disolvente de la reacción. El equilibrio se desplaza hacia la formación del producto por separación permanente del agua formada, por diferentes métodos
393	Reacción del anión carboxilato con un haluro de alquilo Esta reacción SN2 se limita a los haluros de alquilo metilo, primarios y secundarios, ya que el anión carboxilato presenta algunas propiedades básicas y promueve la eliminación en haluros terciarios.
394	Reacción de alcoholes con anhídridos Los acetatos se forman por esta vía, debido a la facilidad de formación del anhídrido acético, igualmente se usa ampliamente en la acetilación de carbohidratos y celulosa
395	Preparación de ésteres metílicos mediante el uso del diazometano (AR)R-COOH + CH2N2 → (Ar)R-COOCH3 + N2
396	γ-y δ - Oxiácidos: Formación de Lactonas Estos compuestos contienen el gripo -OH y -COOH, razón por la cual espontáneamente o bajo la influencia del calor, formen ésteres cíclicos denominados lactonas. Por esa misma razón, las lactonas son abiertas por diversos nucleófilos como el agua, amoníaco o un alcohol. Se ha observado que las lactonas se forman siempre que sea posible estructurar un anillo de cuatro (β - lactonas) cinco o seis átomos, algunas veces en compuestos que ya contienen un anillo. Las lactonas suelen producirse internamente cuando se genera un anión carboxilato en una molécula que contiene átomo de halógeno. Esta es una reacción típica SN2, la cual requiere que la geometría de la molécula muestre que el ión carboxilato y el halógeno s encuentran en las distancias adecuadas, para cerrar el éster, formando la lactona.	γ-oxiácido γ-lactona δ - oxiácido δ - lactona

Reactividad de los ésteres:

Generalmente los ésteres presentan reacciones mediante el mecanismo de sustitución acilnucleofílica

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
397	Hidrólisis: La hidrólisis de ésteres puede llevarse a cabo en condiciones ácidas o básicas. En medio ácido la reacción es reversible, en cambio en medio básico no,	debido a la formación de una sal carboxílica. (saponificación)
398	Con Amoniaco. Amonólisis El amoniaco es el nucleófilo que ataca al átomo de cabono acilo deficiente en electrones, después de lo cual ocurre la sustitución alnucleofílica, para producir una amida.
399	Con los reactivos de Grignard Un exceso de reactivo de Grignard actúa sobre el éster en condicones anhidras, seguido por la hidrólisis para producir un alcohol. El alcohol producido de esta manera siempre contiene dos grupos Ar o R proporcionados por el reactivo de Grignard.. Cuando el sustrato es el carbonato de dietilo, con un exceso de reactivo de Grignard se introducen tres sustituyentes idénticos en el carbono del acilo. El carbonato de dietilo se prepara fácilmente a partir del fosgeno con 2 moles de etanol y en medio básico: Cl.CO-Cl + EtOH → EtO-CO-OEt
400	Transesterificación: Los ésteres reaccionan con otros alcoholes en condiciones ácidas o básicas para producir nuevos ésteres y esta reacción se onoce como transesterificación ya que un éster se transforma en otro. La transesterificaión es ampliamente usada en la preparación de la fibra sintética conocida como Dacrón, un poliéster preparado a partir del tereftalato de dietilo o dimetilo y el etilenflicol
401	Con agentes reductores. Reducción. La hidrogenación de un éster es más difícil de lograr que la hidrogenación de un alqueno, alquino, aldehido o cetona. Requiere de condiciones extremas de temperatura y presión y un catalizador cromito de cobre (Cu2O y Cr2O3). Por tal razón es preferible en el laboratorio, recurrir al hidruro de litio y aluminio en medio de éter anhidro y el otro, sodio en etanol. El hidruro de litio tiene buenos rendimientos y ambos métodos no atacan dobles o triples enlaces C-C aislados. Elmétodo del sodio metálico en etanol se conoce como procedimiento Bouveault-Blanc

AMIDAS

Métodos de preparación:

Los métodos más comunes para preparar amidas, RCONH2, o amidas N-sustituídas, RCONHR y RCONRR,, utilizan un sustrato acílico y aminas o amoniaco como nucleófilos.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
402	A partir de cloruros de acilo y aminas El método de laboratorio más versatil para prearar amidas no sustituidas como sustituídas, ocurre entre un cloruro de acilo y amoniaco o la amina adecuada. Pueden prepararse amidas alifáticas o aromáticas.
403	A partir de ácidos y amoniaco Cunado se trata un ácido con un exceso de amoniaco, se forma la sal de amonio del ácido. Después, la sal de amonio se calienta vigorosamente para formar la amida correspondiente y una molécula de agua.
404	A partir de ésteres y amoniaco La mayoría de los ésteres tanto alifático como arílicos, reaccionan con amoníaco para formar la amida correspondiente.
405	A partir de anhídridos y amoniaco Este tipo de reacción es de utilidad comercial, sólo cuando se dispone fácilmente del anhídrido necesario.

Reacciones de las amidas

Las reacciones más comunes de las amidas siguen el patrón general de la sustitución acilnucleofílica.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
406	Hidrólisis de las amidas Las amidas pueden hidrolizarse en condiciones ácidas o básicas, hasta el ácido carboxílico correspondiente o su sal como productos respectivos.
407	Deshidratación de las amidas: Formación de nitrilos. Las amidas se convierten suavemente y con buenos rendimientos a los nitrilos correspondientes, al calentarse con SOCl2, PCl5, P2O5 o POCl3 (oxicloruro de fósforo) como el más indicado. Esta reacción es la mejor alternativa, porque los haluros de alquilo secundarios y/o terciarios no reacciona en condicones SN2 con unión cinuro.
408	Otras reacciones de las amidas: La conversión de una amida a una amina que contiene el mismo número de átomos de carbono y la conversión de una amida a una amina primaria que contiene un átomo de carbono menos (reacción de Hofmann)

ANHÍDRIDOS

Métodos de síntesis

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
409	A partir de los ácidos monocarboxílicos El anhídrido de los monoácidos más importantes es el anhídrido acético, que se prepara por deshidratación del ácido acético, para formar inicialmente un compuesto intermediario, denominado cetena (o ceteno), que luego se combina con otra molécula de ácido acético, para producir el anhídrido respectivo:	La cetena también puede prepararse por la pirólisis de la acetona a 700º (CH3COCH3 → CH2=C=O + CH4).
410	A partir de anhídridos y ácidos carboxílicos Para formar otros anhídridos, se puede hacer uso de un exceso del anhídrido acético y dos moles de ácido respectivo, originando otro anhídrido simétrico con	buenos rendimientos,.el ácido acético que se forma se elimina por destilación
411	A partir de los ácidos dicarboxílicos Los ácidos oxálico y malónico no producen anhídridos por calentamiento, en cambio los ácidos succínico y glutárico, si lo hacen porque tienen la opción de formar anhídridos cíclicos de cinco y seis miembros respectivamente. El ácido adípico (seis carbonos) y otros diácidos alifáticos de cadena recta superiores no forman anhídridos El ácido ftálico forma anhídridos por calentamiento y no así los ácidos isoftálicos y tereftálico, por otro lado también el ácido maleico, forma un anhídrido y no así el
				ácido fumárico, debido a que sus grupos carboxilo se. hallan en una posición trans, que no permite la deshidratación	El isómero ácido fumárico no reacciona

Reacciones de los anhídridos:

El tipo de reacción más general que experimentan los anhídridos es la apertura de la unión anhídrido con el uso de un nucleófilo adecuado agua, amoniaco, alcohol, etc.). Los anhídridos cíclicos se ven afectados de igual manera. En este último caso, pueden originarse alternativas de síntesis muy interesantes para generar algunas estructuras que por otras vías son muy difíciles de obtenerlos.

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
412	Reacción con reactivos nucleofílicos: agua, alcohol y amoniaco La adición de trazas de ácido mineral o ión oxidrilo al agua aumenta la velocidad de la hidrólisis considerablemente, y también la reacción de alcohólisis es agilizada por la adición d de trazas de ácido mineral o un ión alcóxido al alcohol. En los anhídridos cíclicos en el extremo no sustituido, contiene el grupo ácido carboxílico cuyo OH puede ser sustituido por un haluro.
413	Síntesis de Haworth
414	Formación de cetonas ( reacciones de Friedel - Crafts) Los anhídridos pueden emplearse en la acilación de Friedel-Crafts de compuestos aromáticos Los anhídridos cíclicos a su vez dan la oportunidad de formar anillos condensados luego de dos acilaciones seguidas de F-C.

ADICIONES Y CONDENSACIONES DE LOS ENOLES E IONES ENOLATO

Formación y reactividad de los enoles e iones enolato

Muchas de las reacciones ya se han visto en las secciones correspondientes y solo ejemplificaremos aquellas reacciones que no fueron aún consideradas o en su caso aquellas cuyo uso es importante en la síntesis orgánica.

Las reacciones más útiles de los iones enolato y sus intermediarios implican el ataque a los grupos carbonilo. Esas reacciones pueden dar adición nucleofílica al carbonilo (cetonas y aldehídos) o sustitución nucleofílica de acilo (derivados de ácido, especialmente ésteres).

No.	REACCIONES	EJEMPLOS
	ALDEHIDOS Y CETONAS
415	Halogenación alfa-promovida por bases La halogenación promovida por una base se efectúa por un ataque nucleofílico de un ión enolato en la molécula electrofílica del halógeno. Los productos son la cetona halogenada y un ión halogenuro. Debido a la tendencia a la halogenación múltiple (prueba del haloformo), se prefiere la catálisis ácida.	Donde X = Cl, Br y I
416	Halogenación alfa-catalizada con ácido. Implica el ataque de la forma enólica de la cetona a la molécula electrofílica de halógeno. En esta reacción se puede reemplazar un hidrógeno alfa o más empleando las cantidades adecuadas de halógeno. A diferencia de las cetonas, los aldehídos se oxidan con facilidad y los halógenos son agentes muy oxidantes, de ahí que los	intentos de halogenar un aldehído, culminaron en su oxidación a ácidos carboxílicos.
417	Reacción de Hell-Volhard-Zelinsky El ácido se trata con bromo y tribromuro de fósforo y a continuación se agrega agua para hidrolizar al bromuro de alfa-bromo acilo.
418	Condensación aldólica de los aldehídos y cetonas. La condensación aldólica implica la adición nucleofílica de un ión enolato a otro grupo carbonilo. El producto, que es una beta-hidroxicetona o aldehido, se llama aldol. Bajo las condiciones adecuadas, el aldol se	Esta reacción sufre catálisis ácida y/o básica. puede deshidratar para formar un compuesto carbonílico alfa,beta-insaturado.
419	Condensación aldólica promovida por base. Bajo condiciones básicas, la condensación aldólica se presenta por la adición nucleofílica del ión enolato (nucleófilo fuerte) a un grupo carbonilo.	La protonación forma un aldol.
420	Condensación aldólica catalizada por ácido El enol funciona como nucleófilo débil para atacar a un grupo carbonilo activado (protonado).
421	Deshidratación de los productos de Aldol. Al calentar una mezcla ácida o básica que contenga un aldol, se efectúa la deshidratación de la función alcohol. El producto es un aldehído o cetona alfa, beta - insaturados.
422	Ciclaciones aldólicas. Frecuentemente se forman anillos de cinco y seis miembros por reacciones aldólicas intramoleculares de las dicetonas. Las ciclaciones aldólicas de anillos de más de seis miembros y menores de cinco, son menos comunes, debido a que su formación está menos favorecida. En algunos casos un grupo carbonilo puede quedar fuera del anillo formado en el producto.
423	Alquilación de iones enolato Un ión enolato puede funcionar como nucleófilo, alquilándose en el proceso. Como el enolato tiene dos sitios nucleofílicos (el oxígeno y el carbono alfa), puede reaccionar en cualquiera de ellos. Por lo general la reacción se efectúa, principalmente en el carbono alfa, formando un nuevo enlace C-C..	Las bases y alcóxidos provocan reacciones secundarias, por lo que se hace uso del DAL: [(i-Pr)2N-Li+)]. Diisopropil amiduro de litio. Los aldehídos no se prestan para esta alquilación, porque tienden a sufrir reacciones secundarias con el DAL.
424	Formación y Alquilación de enaminas Una alternativa más suave para dirigir la alquilación de los iones enolato es la formación y alquilación de un derivado de enamina. Una enamina (amina vinílica) es el análogo nitrogenado de un enol. Y se forma en la reacción de una cetona o aldehído con una amina secundaria. Una enamina es un nucleófilo más fuerte que un enol, pero todavía es muy selectivo en las reacciones de alquilación.	Algunos halogenuros que reacciona bien con enaminas son los siguientes: Ph-CH2-X, >C=C-CH2-X, CH3-X, RCO-Cl Halogenuros halogenuro halogenuros halogenuros de bencilo de alilo de metilo de acilo
425	La Reacción de Cannizzaro. Los aldehídos que no contienen hidrógeno en la posición alfa no pueden formar iones enolato, consiguientemente no participan en la condensación aldólica, a menos que reaccione con el ión enolato de otro compuesto carbonílico (reacción aldólica cruzada). En cambio cuando un aldehído de este tipo ( o dos aldehídos diferentes) es sometido a la acción de una base fuerte, ocurre una oxidación-reducción de la misma molécula (de las moléculas diferentes) llamada reacción de Cannizzaro.	Esta reacción tiene utilidad limitada por el número de aldehidos sin hidrógenos alfa existentes.
426	La Reacción de Wittig La condensación aldólica convierte un C=O en C=C, pero es limitada. Una nueva formar de originar un doble enlace carbono-carbono a partir de un grupo carbonilo y un carbanión, es la reacción denominada de Wittig., donde un carbanión estabilizado por fósforo (iluro) ataca una cetona o aldehído. Una eliminación subsecuente produce un alqueno.
	ÉSTERES
427	Condensación de Claisen. Los hidrógenos alfa de los ésteres son débilmente ácido y pueden eliminarse por la acción de una base para dar iones enolato. Los ésteres son menos ácidos que las cetonas y aldehídos. La condensación de Claisen resulta cuando una molécula de éster sufre la sustitución nucleofílica de acilo por un enolato de éster. El intermediario tiene un grupo alcoxi (-OR) que actúa como grupo saliente, formando un beta-cetoéster.
428	Condensación de Dieckman Es una ciclización de Claisen, es decir es una condensación intramolecular.
429	Condensaciones de Claisen Cruzadas Las condensaciones de Claisen se pueden efectuar entre ésteres diferentes, en especial cuando sólo uno de ellos tiene los hidrógenos alfa necesarios para formar un enolato. Un éster sin hidrógenos alfa funciona como componente electrofílico (benzoatos, formiatos, carbonatos y	oxalatos).
430	Condensación de Darzens
431	Condensaciones de los ésteres y las cetonas. Las condensaciones de Claisen cruzadas, también son posibles entre cetonas y ésteres. Las cetonas son más ácidas que los ésteres y se acepta que el enolato de la cetona sea el nucleófilo en la condensación. Los rendimientos son mayores si el éster no tiene hidrógenos alfa. Sin embargo es posible la condensación en el caso de que ambos tengan hidrógenos alfa, pues la mayor acidez de la cetona, proporciona el ión enolato.
432	Síntesis de Kiliani-Fischer
433	Condensación de Stobbe Los ésteres succínicos reaccionan con aldehídos o cetonas en presencia de alcóxidos, dando los ácidos dibásicos no saturados. Los agentes de condensación más utilizados son, el ter-butóxido potásico y el hidruro de sodio
434	Condensación de Perkin Los anhídridos también experimentan reacciones de condensación en presencia de una base, esta última suele ser la sal del carboxilato correspondiente al ácido en el anhídrido, en lugar de las bases alcóxidas anteriormente utilizadas. Este tipo de reacción recibe el nombre de condensación de Perkin.
435	Grupos Nitro y Ciano como sustituyentes acidificantes El grupo ciano (-CN) y el grupo nitro (-NO2) también sustraen electrones y hacen que los hidrógenos alfa, sean un tanto ácidos. Los carbaniones alfa resultantes, son estabilizados por resonancia. Como consecuencia de ello este tipo de compuestos experimentan la condensación con los aldehídos (y algunas cetonas) que).	no contienen ningún hidrógeno α (como el benzaldehido

COMPUESTOS β-DICARBONÍLICOS

Existen diversas combinaciones posibles de aldehídos, cetonas y ésteres que pueden clasificarse como compuestos β-dicarbonílicos, en esta sección no centraremos en las beta-dicetonas, los beta-cetoésteres y los beta-diésteres, con las siguientes estructuras generales:




No,	REACCIÓN	EJEMPLOS
436	Condensación de Knoevenagel Esta reacción es considerada como una ampliación a la de Perkin. La condensación de aldehídos y cetonas con un grupo metileno activo en presencia de una base orgánica se llama reacción de Knoevenagel.	Los compuestos con metileno activo, pueden ser, el éster malónico, el éster acetilacético, el cianato de etilo.
437	SÍNTESIS MALÓNICA Síntesis del malonato de dietilo:
438	Reacciones de acilación Para la acilación se cambia la base, ya que el etóxido en alcohol reaccionaría primero con el haluro de acilo. Se sustituye por sodio metálico o hidruro de sodio, que forman sales del malonato respectivo
439	Reacciones de alquilación La secuencia de pasos que se inicia con el éster malónico y que produce un derivado del ácido mono o disustituido, se conoce como la síntesis del éster malónico . Los dos pasos claves son 1) la alquilación del éster malónico y 2) la hidrólisis y descarboxilación del éster malónico sustituido. Podría también utilizarse algunos haluros de arilo como : Ph(CH2)n-X, donde n ≥ 1
440	SÍNTESIS ACETOACÉTICA Síntesis del acetoacetato de etilo
441	Reacciones de alquilación.
442	Reacciones de Acilación Las consideraciones efectuada para la síntesis malónica son perfectamente aplicables para la síntesis acetoacética

COMPUESTOS DE CARBONILO α, β - INSATURADOS

En esta sección se toman en cuenta reacciones significativas de adición de los reactivos nucleofílicos a los compuestos de carbonilos α, β- insaturados (aldehídos, cetonas y ésteres)

La adición de un reactivo polar, H-Nu, a un compuesto carbonílico α, β- insaturado puede ocurrir de una de las dos maneras siguientes:

Adición -1,2. Adición al doble enlace carbono-oxígeno

Adición-1,4 o adición conjugada, donde el nucleófilo se adiciona al doble enlace conjugado con el grupo carbonilo.

No-		REACCIONES			EJEMPLOS
443		Adición de los reactivos de Grignard a aldehídos conjugados con un doble enlace. El grupo aldehído es más reactivo con respecto a la adición nucleofílica que el grupo ceto, razón por la cual reaccionan predominantemente por la adición-1,2. y está favorecida si los grupos R tanto en el aldehído como en el reactivo de Grignard son pequeños.			Sin embargo, cuando el Grignard es voluminosos como en el caso del bromuro de tert-butilmagnesio, el principal modo de adición es la adición 1,4 o conjugada.
444		Adición de los reactivos de Grignard a cetonas conjugados con un doble enlace. Estas cetonas tienen menos tendencia a experimentar la adición 1,2 debido a la menor reactividad del grupo ceto a la adición nucleofílica. La cantidad de adición 1,2 disminuye aún más cuando el sustituyente unido al grupo carbonilo es voluminoso.			La presencia de sustituyente en la posición 4 en un sistema conjugado, reduce la cantidad de producto de adición-1,4 ya que restringen el ataque del reactivo de Grignard.
445		Reacción de Adición de MICHAEL Los compuestos con grupos metilénicos activos (tales como cianacetato de etilo, fenilacetato de etilo, cianuro de bencilo, acetilacetato de etilo, etc.) dan productos de adición con cetonas y ésteres α,β no saturados. La reacción se cataliza con bases, como etóxido de sodio, piperidina, etc . Por otro lado esta reacción es reversible Reaccionantes en la adición conjugada Sustratos(aceptores) Nucleófilos(donadores) R2CuLi
446		Cianoetilación: Cuando en la reacción de Michael el sustrato es el acrilonitrilo, se tiene un proceso muy útil que se conoce como cianoetilación, el cual es un método para sustituir un hidrógeno activo por el grupo -CH2CH2CH.. El hidrógeno activo o sustituible puede estar unido a un átomo de carbono, nitrógeno u oxígeno, pero es preferible que haya un solo hidrógeno activo, pues de otro manera podrían entrar más de un grupo cianoetilo. El valor sintético de esta reacción radica en gran parte por las reacciones que puede sufrir el grupo nitrilo, como ya se vio en la sección correspondiente.
447		Alilación de Trost)
448		Síntesis de Meyers
449		Reacción de Franchimont
450		Reacción de Baylis-Hillman

Otras reacciones de interés

No.	REACCIÓN	EJEMPLO
451	Reacción de Prins
452	Acoplamiento de Suzuki)
453	Acoplamiento de Glaser
454	Alilación de Trost
455	Reacción de Pschorr
456	Reacción de Twichell)
457	Catalizador de Adkins
458	Reacción de Ferrario
459	Reagrupamiento de Amadori
460	Ciclación de Nazarov

Bibliografía

• CASON, J. “Química Orgánica Moderna”. Edit. URMO S.A. España. 1975

• ELLIS, G.P. . “Química Orgánica”. Edit. Limusa-Wiley, S.A. 1973.

• GUEVARA J.D. ET AL. “Química de las Reacciones Orgánicas”. Edit. Alhamabra S.A. Madrid 196

• HORN y STRAUSS. “Problemas de Química Orgánica”. Edit. Noriega-Limusa. México. 1988

• MORRISON Y BOYD. “Química Orgánica”. Edit. Addison-Wealwy Iberoamericana. Quinta Edición. 1990

• QUIORED. Recursos Educativos de Química Orgánica. www. quiored.

• REUSCH, W.H. “Química Orgánica”. Edit. -McGraw-Hill. México D.F. 1979

• SOLOMONS, T.W.G. . “Química Orgánica”. Edit. Limusa-México.. 1988

• WADE L.G., JR. “química Orgánica”. Edit. Préntice-Hall Hispanoamericana, S.A. -Segunda Edición. 1993

• WINGROVE - CARET. “Química Orgánica”, Edit. Harla México 1984

Licenciado en Ciencias Químicas

Especialista en Didáctica de la Química

Máster en Educación Superior

Docente Titular de Química Orgánica en la Carrera de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma “Tomás Frías.”

wlbrtrivera@gmail.com

85

SINOPSIS