Consejos para escribir correctamente un mecanismo de reacción

5/13/2018 Consejos para escribir correctamente un mecanismo de reacción - slidepdf.com

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Química Orgánica I

Consejos para escribir correctamente un mecanismo de reacción.

En Química Orgánica es crucial aprender la forma correcta y adecuada para escribir ydescribir como ocurren las reacciones paso a paso; esto es mediante los mecanismosde reacción. Los siguientes puntos le ayudarán a evitar errores al momento de escribir

y representar un mecanismo de reacción.

1. Representar los pares de electrones no compartidos con dos puntos en lugar delíneas o guiones:

Es conveniente indicar los pares de electrones no compartidos o libres con dos puntos.Algunos autores acostumbran a escribir una línea, la cual indica dos electrones sincompartir. Es importante no confundirlos con una carga formal negativa en un átomo.Se utiliza una línea dentro de un círculo para indicar una carga negativa; y un signopositivo dentro de un círculo para una carga positiva.

S

O

O

OO HH N

O

OO

H

S

O

O

OO HH

CH2 C N

CH2 C N N

O

OO

H

Forma adecuada de escribir lospares de electrones libres

El usar una linea puede prestarsea confusiones con una carga

formal negativa

2. Convención para el empleo correcto de flechas curvas en los movimientos delos electrones:

Para mostrar el flujo y movimiento de los electrones se emplean flechas curvas. Laflecha comienza en la fuente de electrones y termina (punta de la flecha) en el lugardonde estos electrones son aceptados. Una flecha completa indica el movimiento deun par de electrones; en tanto que una flecha de media punta indica el movimientode un solo electrón (proceso radicalario).

OH OH

Movimiento y deslocalización depares de electrones

N

N

CH3

CH3

N NCH32

+

N N

Movimiento de un electrón(proceso radicalario)




3. No confundir estructuras resonantes con estructuras en equilibrio.Las estructuras resonantes (híbridos en resonancia) son simplemente diferentesestructuras de Lewis de una misma especie que varían únicamente en la distribuciónde sus electrones. La forma correcta de representar un híbrido por resonancia esescribir las distintas formas límite separadas por una flecha de doble punta, y en

algunos casos pueden utilizarse [corchetes].

NH2 NH2 NH2 NH2 NH2

En el caso del equilibrio químico, se representan distintas especies (moléculas, ioneso radicales) separadas por una doble flecha (dos flechas en sentidos opuestos).

O

H3O+

OH OH

+ OH2

La diferencia entre las distintas estructuras en equilibrio radica en su conectividad, esdecir, la distinta distribución de sus enlaces, mientras que las formas resonantes sediferencian únicamente en una distinta distribución de sus electrones. Recuerde queel uso de la doble flecha indica también que un proceso es reversible.

4. No usar protones libres (H+) como fuente de protones: Trate siempre de escribir la fuente apropiada de protones. En una disolución acuosano hay protones libres, la fuente real de protones es a partir del ión hidronio H 3O

+ (agua protonada con catálisis ácida). En otros casos la fuente es directamente unácido inorgánico: HCl, H2SO4; o un ácido orgánico: CH3COOH, CF3COOH, etc.

O

+ OH2

O H

H

H

O

H

O H

O

O

HN

H

N

H HO

O+

N

H

H

Forma mas adecuada Forma menos adecuada




El escribir el protón H+ como se indica en la “forma menos adecuada” no significa quesea incorrecto, ya que es internacionalmente aceptado, y así aparece en muchaspublicaciones de revistas internacionales (Journals) y libros de Química Orgánica.

5. Mantener las cargas formales de los átomos implicados:

a) Escribir siempre la carga formal junto al átomo que la tiene. Se puederepresentar una estructura entre corchetes y la carga formal fuera delcorchete; aunque se dispone de menos información que el primer caso.Siempre que sea posible es recomendable escribir todas las estructurasresonantes.

N

O

O

F

CH3

O

N

O

O

F

OCH

3

N

O

O

F

OCH

3

N

O

O

F

O

CH3

N

O

O

F

O

CH3

N

O

O

O

CH3

III

III

IV

VVII

N

O

O

F

O

CH3

VI

Como puede observar, en el ejemplo anterior entre las estructuras resonantes II, III,IV, V y VI podría escribirse una sola estructura indicando una carga negativa fuera delcorchete, pero esta no brindaría la misma información.

N

O

O

F

CH3

O

N

O

O

F

O

CH3

I

N

O

O

O

CH3

VII

b) La carga formal neta en cualquier transformación permanece constante. Sitanto reactivos como substrato no presentan carga, el producto no debe depresentar carga al final del proceso.

Como puede observarse en el ejemplo anterior, la carga formal del nitrógeno yoxígeno del grupo nitro tanto al inicio como al final es la misma.




c) No escribir cargas entre paréntesis para indicar donde residen cargasparciales en una estructura como resultado de la contribución de los diferenteshíbridos. Es más conveniente dibujar todos los híbridos resonantes; o en su casoemplear la letra griega δ, que indica una carga parcial.

O

Forma Correcta Forma Incorrecta

O

δ

δ

(+)

(-)

En el ejemplo anterior, el átomo de carbono de un grupo carbonilo tiene una deltapositiva (δ+) y el oxígeno una delta negativa (δ-). Esto es debido a la polarización quepuede sufrir enlace C-O dada la electronegatividad del oxígeno; generando así unaestructura resonante con una carga formal negativa en el oxígeno, y una carga formal

positiva en el carbono.

O O

6. Evite utilizar círculos, semicírculos y otras abreviaturas para la deslocalizaciónde electrones o cargas:

Para evitar confusiones es mejor escribir el par de electrones sobre el átomoinvolucrado en sistemas con electrones deslocalizados. En el caso de reacciones deSustitución Electrofílica y Nucleofílica aromática es mejor dibujar los electrones en elanillo bencénico, y no utilizar el círculo; ya que esto ayuda a la mejor comprensióndel mecanismo involucrado.

CH2

O

O

O

O

O

O

Forma mas adecuadaForma menos

adecuadaForma mas adecuada

Forma menosadecuada

En el caso de carbocationes, también es conveniente indicar el átomo deficiente deelectrones, y evite utilizar semicírculos punteados con una carga positiva al centro.




7. Describir los mecanismos paso a paso, en lugar de una sola etapa: Al momento de escribir un mecanismo por etapas, es mejor representar paso a pasocomo se lleva a cabo la transformación, en vez de hacerlo de una sola vez; ya que en

algunos casos eso puede llevar a confusiones.

Lo más recomendable utilizar 2 flechas curvas por estructura, salvo en reacciones queson concertadas.

En el caso de las reacciones concertadas, es conveniente escribir el pasodeterminante para indicar la transformación, y evitar escribir estructuras innecesariascon aperturas de cargas; o una estructura con un carbono pentavalente, como es elcaso del estado de transición de una reacción de sustitución nucleofílica bimolecular(SN2).

Mecanismos concertados

Diels AlderCl

CH3O

OSN

2

Si se escribe varios movimientos de electrones en un solo paso no quiere decir que sea

incorrecto, simplemente una vez que usted ya domine los movimientos de flechascurvas esto le ayuda a ahorrar pasos.

CH3

Cl

O

HO

CH3

OH

O

ClCH

3Cl

O

CH3

Cl

O

CH3

Cl

O

HO

Forma simplificada que podriaprestarse a confusiones




Retomando el ejemplo del punto 5, una vez que usted domine los movimientos deflechas curvas, podría simplificarlo simplemente a tres estructuras.

N

O

O

F

CH3

O

N

O

O

F

O

CH3

N

O

O

O

CH3I II III

Referencias:

Consejos para una representación adecuada de los Mecanismos de Reacciónhttp://www.ugr.es/~quiored/qc/mecanismos/notas.htm

Resonance: Drawing Resonance Structureshttp://www.chem.ucla.edu/~harding/tutorials/resonance/draw_res_str.html

Material elaborado por: M. en C. Israel Velázquez MartínezRevisado por: M. en C. Ma. Alicia Hernández Campos.

Primera Edición: Mayo 2009.

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