Ejercicio 10. Exercici 3 · Química Orgánica II UB 2014

a. Representeu detalladament el mecanisme i l'estereoquímica per a cadascun dels processos (1), (2) i (3).

Solución: Procés (1) amb KOH: Mecanisme $E2$. L'hidrogen axial en C6 i el brom axial formen una disposició antiperiplanar, donant majoritàriament l'alquè B ((3R,5R)-3,5-dimetilciclohexè). Procés (2) amb AcONa: Mecanisme $S_N2$. L'atac nucleòfil de l'anió acetat produeix inversió de configuració a C1, donant l'èster C amb el grup acetat equatorial. Procés (3) amb AcOH: Mecanisme de solvòlisi $S_N1$. La formació prèvia del carbocatió secundari pla permet l'atac per ambdues cares, generant la parella d'èsters diastereomèrics C i D.

b. Justifiqueu breument per què la reacció pren un camí diferent amb hidròxid potàssic respecte a quan s'utilitza acetat sòdic.

Solución: L'anió hidròxid ($^-\text{OH}$) té un caràcter bàsic molt superior al de l'anió acetat ($\text{CH}_3\text{COO}^-$), cosa que desplaça la competència cap a l'eliminació $E2$ en detriment de la substitució.

c. Justifiqueu la diferència de comportament entre l'ús d'acetat sòdic i àcid acètic pur.

Solución: L'acetat sòdic aporta l'anió acetat lliure, que és un nucleòfil anàlogament carregat (anònic) i molt més eficaç per atacar de manera bimolecular ($S_N2$); en canvi, l'àcid acètic és una espècie neutra i feble que només ataca després de la dissociació unimolecular del substrat ($S_N1$).