Exercici 5 · Química UB 2020

Compost A (fórmula semidesenvolupada i nom IUPAC)

Solución: (2R)-but-3-en-2-ol / CH2=CH-C*H(OH)-CH3

Compost B (fórmula semidesenvolupada i nom IUPAC)

Solución: butà-2,3-diol / CH3-C*H(OH)-C*H(OH)-CH3

Compost C (fórmula semidesenvolupada i nom IUPAC)

Solución: 3-clorobutan-2-ol / CH3-C*H(Cl)-C*H(OH)-CH3

Compost D (fórmula semidesenvolupada i nom IUPAC)

Solución: 3-clorobutan-2-ona / CH3-C*H(Cl)-CO-CH3

Compost E (fórmula semidesenvolupada i nom IUPAC)

Solución: buta-1,3-diè / CH2=CH-CH=CH2

Etapa 1 (tipus de reacció i reactius/condicions)

Solución: Addició electròfila d'aigua en medi àcid (Markovnikov)

Etapa 2 (tipus de reacció i reactius)

Solución: Addició electròfila de HCl al doble enllaç

Etapa 3 (tipus de reacció i reactius)

Solución: Oxidació selectiva de l'alcohol secundari a cetona (mitjançant PCC o dicromat)

Etapa 4 (tipus de reacció i condicions/subproducte)

Solución: Eliminació / Deshidratació àcida (E1 o E2) amb pèrdua d'H2O

c. Assenyaleu amb un asterisc (*) tots els carbonis quirals presents a les estructures

Solución: A: C2* (CH2=CH-C*H(OH)-CH3) B: C2* i C3* C: C2* i C3* D: C3* (CH3-C*H(Cl)-CO-CH3)

d, e, f. Projeccions gràfiques (falca de A, Fischer de B i Newman de C)

Solución: d. Projecció de falca per a (2R)-but-3-en-2-ol: es dibuixa el C2 amb el grup -OH cap endavant (falca), -H cap endarrere (línia discontínua), i els grups vinil i metil en el pla, assegurant la prioritat 1: -OH, 2: -CH=CH2, 3: -CH3, 4: -H (sentit horari amb l'hidrogen al fons). e. Compost B en projecció de Fischer (forma meso): Col·locant la cadena de carbonis vertical (C1 i C4 als extrems superior i inferior), els grups -OH queden tots dos al mateix costat (per exemple, a la dreta). f. Projecció de Newman de C: Mirant al llarg de l'eix C2-C3 en conformació alternada, es disposen els grups més voluminosos (metils en posició anti) minimitzant l'energia estèrica.

Justifiqueu per què el compost B és òpticament inactiu

Solución: Té un pla intern de simetria (forma meso); la rotació òptica d'un centre quiral cancel·la la de l'altre (compensació interna), fent-lo aquiral.

g. Justifiqueu la ressonància existent en el compost E i per què el compost D no té caràcter reductor. Quina geometria molecular presenta E al voltant dels dobles enllaços?

Solución: E (buta-1,3-diè) és un sistema diènic conjugat amb deslocalització d'electrons π entre els quatre carbonis sp², amb caràcter parcial de doble enllaç a C2-C3 i geometria trigonal plana (angles de 120°). D és una cetona (no aldehid), per tant no s'oxida fàcilment i no redueix Fehling ni Tollens.

h. Presenta el compost A tautometria? Si no en té, formuleu un isòmer constitucional de posició que sí en presentes i que a més tingués caràcter reductor.

Solución: El compost A no presenta tautometria ceto-enòlica perquè el grup hidroxil està unit a un carboni sp³ (és un alcohol al·lílic, no un enol). Un isòmer de posició que presenta tautometria i caràcter reductor és el but-1-en-1-ol (CH3-CH2-CH=CH-OH), que tautomeritza a butanal (CH3-CH2-CH2-CHO).