19 votos

¿Por qué se prefieren dos anillos de tres miembros a un único anillo de cinco miembros en la reacción de un dihaluro con KOH alcohólico?

Reaction between 1,7dichloroheptan4one and alcoholic KOH

La respuesta dada es 1,1-diclopropilmetanona:

1,1-dicyclopropylmethanone

El paso 1 es la abstracción del H ácido por la base fuerte. Entonces, seguramente habrá ayuda anclimérica. Pero puede haber dos lugares donde el primer carbanión puede atacar: en el carbono más cercano para formar el grupo ciclopropilo o en el más lejano para formar un anillo de cinco miembros. Si hace lo primero, se repetirá el proceso y se formará otro grupo ciclopropilo.

¿Por qué no hacer un anillo de cinco miembros más estable en el primer paso, y luego realizar de nuevo E2 para obtener 2-etenilciclopentan-1-ona?

2-ethenylcyclopentan-1-one

1voto

Michael Puntos 17

Creo que el producto puede formarse por la siguiente vía.

En primer lugar, el carbanión se formará cuando la base fuerte sustraiga el protón de la posición α. El par solitario generado tendría obviamente dos puntos de ataque, bien en el carbono más cercano para formar el anillo ciclopropilo, bien en el carbono más lejano para formar un rkng de cinco miembros donde radica toda la controversia.

Aunque, aparentemente, el anillo de cinco miembros en posición parece ser más estable que un anillo pequeño de tres miembros muy tenso, se produce un fenómeno muy interesante si se forma dicho anillo tenso de tres miembros.

Esto es similar a la resonancia básica observada en el ciclopropano.

El grupo funcional carbonilo también desencadena la reacción hacia la formación del producto.

Comencemos observando las estructuras de resonancia del grupo funcional carbonilo.

Claramente, de las dos estructuras contribuyentes, la carga positiva puede verse residiendo en el carbono carbonilo mientras que la carga negativa puede verse en el oxígeno carbonilo.

carbonyl resonance

La combinación de estos dos híbridos de resonancia conduce a la generación de una carga positiva parcial en el carbono y una carga negativa parcial en el híbrido de resonancia neto.

A continuación, debemos observar la estructura del carbocatión 1-metilcicloropilo.

Debido a la tensión del anillo, los enlaces se doblan y se observa un tipo especial de resonancia que implica el enlace simple σ C-C.

Dancing Resonance

De hecho, los bonos son en realidad sp 5 hibridizado, es decir, que tenga un carácter p grande para facilitar la tensión anular.

La enorme estabilidad puede aludirse en el siguiente diagrama de resonancia.

Además, la inmensa estabilidad del carbocatión tris(ciclopropil)metilo se debe en realidad a esta resonancia σ. De hecho, es uno de los carbocationes más estables que se conocen.

Resonance Hybrid

A medida que aumenta el número de grupos ciclopropilo, aumenta la estabilidad.

Increased stablity

Ahora a observar una combinación de ambos.

En el producto final, el efecto M- del grupo carbonilo favorecerá la deslocalización extendida de electrones del enlace σ sobre el oxígeno.

Así pues, el concepto de estabilidad extrema del ciclopropano puede atribuirse al compuesto en cuestión mediante el siguiente diagrama:

NET RESONACE STRUCTURES AND HYBRID

Para dibujar las estructuras de resonancia de forma simplificada, primero mostramos la separación completa de cargas entre el carbono y el oxígeno del grupo carbonilo. A continuación, la estructura se asemeja a un carbocatión ciclopropilmetilo que muestra la resonancia estabilizadora requerida del enlace σ.

Debido a este efecto de resonancia único, también conocido a veces como resonancia danzante, el producto se vuelve excepcionalmente estable, más estable que el anillo de 5 miembros obtenido en el otro caso.

Espero que esto ayude.

Referencias:

¿A qué se debe la excepcional estabilidad del carbocatión ciclopropilmetilo?

1voto

Ícaro Mota Puntos 133

La enolización se ve favorecida en gran medida por el entorno básico. α-Carbono debido a la evidente resonancia con O - adquiere una carga negativa, pudiendo atacar al carbono terminal más cercano para formar el anillo de 3 miembros. A continuación se repite el paso de enolización para otro vecino del grupo carbonilo.

Además, se prefiere cinéticamente el anillo de 3 miembros. Si creemos en la configuración E más estable de la cadena de carbono alrededor del enlace enólico C=C, entonces la formación del de 5 miembros se hace imposible por razones estéricas (no puede contener doble enlace en configuración E). Así, el anillo de 5 miembros es desaprobado termodinámicamente por el producto intermedio.

0voto

Oscar Lanzi Puntos 11

Numera los átomos de carbono del 1 al 7 en orden de izquierda a derecha. Cuando se forma una función carbanión en el átomo de carbono nº 3, puede atacar al átomo de carbono nº 1 o al nº 7. Sin embargo, para colocar el carbono 7 en posición para este último ataque, se necesita una rotación de enlace alrededor del enlace entre los átomos de carbono 4 y 5. Esto podría ser debido a que el enlace entre los átomos de carbono 4 y 5 no es el mismo. Esto podría restringirse si también se forma un carbanión en el #5 (estaría conjugado con el grupo carbonilo, como el carbanión en el #3), lo que es muy posible en un medio fuertemente básico. El ataque del carbanión en #3 sobre el carbono #1, a pesar de formar un anillo tenso, podría entonces ser cinéticamente favorecido.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X