REACCIONES ORGÁNICAS

Reactividad de los compuestos orgánicos

• Son reacciones moleculares: se rompen y forman enlaces covalentes
• Transcurren en pasos sucesivos
• Son más lentas y complejas
• A menudo requieren la presencia de catalizadores y temperaturas elevadas

Representación general de una reacción orgánica

SUSTRATO + REACTIVO → PRODUCTO/S

El SUSTRATO  es la sustancia orgánica que es atacada por una sustancia

más pequeña llamada REACTIVO o agente reaccionante, como el H+, OH-, H2O, NH3, Br-

Si las dos sustancias son de tamaño similar, se considera reactivo a la que más se altera en el transcurso de la reacción.

Aspectos en tener en cuenta en las Reacciones Orgánicas

🌀La reactividad del sustrato. Depende de la presencia de grupos funcionales, instauraciones,  provocando desplazamientos electrónicos:

        💫 Efecto inductivo: Desplazamiento del par electrónico del enlace σ hacia el átomo más electronegativo, representado mediante flecha hacia éste. Se transmite a lo largo de la cadena carbonada perdiendo rápidamente intensidad. Puede ser: 

• +I: grupos que ceden densidad electrónica al átomo de C

•  -I: atraen hacia sí los electrones compartidos con el C

       💫 Efecto mesómero o de resonancia: Desplazamiento de electrones de enlaces

dobles C=C o C=O o de pares no enlazantes de átomos contiguos hacia uno de los

átomos enlazados, formándose estructuras resonantes. Se transmite a lo largo de la

cadena si hay dobles enlaces alternos, conjugados. Se representa por una flecha

curva. Puede ser:

• +M: ceden dos electrones al átomo de C

•  -M: grupos que atraen hacia sí los electrones del enlace pi compartidos con el C

 🌀Cómo se rompen los enlaces y que intermedios de reacción se producen:

        💫 Ruptura homolítica u homopolar: el enlace se rompe de manera simétrica dando lugar a dos radicales libres, cada uno con un e- desapareado, muy reactivos por tanto. Se produce en enlaces entre átomos con electronegatividades similares. Requiere aportación de energía.

💬Orden de estabilidad del radical: terciario > secundario > primario > metilo

    💫Ruptura heterolítica o heteropolar: El enlace se rompe de forma asimétrica originándose dos iones, positivo carbocatión y negativo carbanión. Se produce en enlaces polares.

💬Radicales libres, carbocationes y carbaniones son intermedios de reacción: se forman en el

transcurso de la reacción y tienen una vida efímera.

🌀 Estructura electrónica de los reactivos

        💫Radicales libres: Poseen un electrón desapareado, luego muy inestables y muy

reactivos. Actúan en reacciones radicalarias. Se representan en general por R ·

        💫Reactivos Nucleófilos :afinidad por zonas de carga positivas, Tienen carga negativa

o pares de elctrones libres disponibles para formar enlace, por lo que atacan sustratos

con zonas de baja densidad electrónica y a los carbocationes.

 >Aniones (Nu-): H-, Br-, OH-, F-, Cl-, RO-, CN-, HSO3-, RCOO-

 > Moléculas (Nu:): ROH, H2O, R3N

        💫Reactivos electrófilos afinidad por zonas de carga negativas. Tienen carga positiva

u orbitales vacíos, por lo que prefirirán sustratos con zonas de alta densidad

electrónica ,dobles y triples enlaces.

>Cationes (E+): H+, Br+, Cl+, I+, NO+, NO2+, R3C+, cationes metálicos …

>Moléculas (E): AlCl3, BF3 , SO3

🌀 Mecanismos básicos de las reacciones orgánicas

        💫 Reacciones radicálicas: Provocadas por rupturas homolíticas, son reacciones de cinética compleja y proporcionan variedad de productos. Favorecidas en fase gaseosa

e iniciadas por la luz ultravioleta.

        💫 Reacciones unimoleculares o por etapas: la ruptura de los enlaces del reactivo y del sustrato es independiente, siendo generalmente esta última etapa la lenta. Son por ello reacciones unimoleculares ,sólo interviene una sustancia en cada etapa, en las que aparecen intermedios de reacción. Así la sustitución nucleófila unimolecular SN1

        💫Reacciones bimoleculares o concertadas: La ruptura y la formación de los enlaces en el sustrato es simultánea y gradual a través de un complejo activado, en una sola etapa. Son bimoleculares porque su cinética depende de las concentraciones del sustrato y del reactivo que deben chocar entre sí para formar el complejo activado.

Principales tipos de reacciones orgánicas

Se pueden clasificar según una gran variedad de criterios. Aquí lo haremos según el reordenamiento atómico que sufren sustrato y reactivo.

🌀Reacciones de sustitución o desplazamiento: R—X + Y → R—Y + X

        💫Sustituciones radicálicas: A través de radicales libres, típicas en hidrocarburos saturados obteniéndose variedad de productos

 

💬CH3―CHH―CH3 + Br2 → CH3―CHBr―CH3 + HBr💬   Halogenación del Propano 

        💫Sustituciones nucleófilas: Un reactivo nucleófilo sustituye a un grupo electronegativo. Según sea la ruptura del enlace en el sustrato tenemos:

         💫Sustitución nucleófila unimolecular SN1; en dos etapas

         💫Sustitución nucleófila bimolecular SN2; en una etapa ataca el nucleófilo y sale el grupo saliente

            💫Sustituciones electrófilas: El reactivo electrófilo ataca zonas de alta densidad del sustrato como los dobles enlaces en los hidrocarburos aromáticos

🌀Reacciones de adición a dobles o triples enlaces:

         💫Adiciones radicálicas: Poco frecuente porque la ruptura del enlace π no suele ser homolítica.

 CH3―CH=CH2+ Cl2 → CH3 ―CHCl ―CH2Cl

        💫 Adiciones nucleófilas: Se produce en sustratos con insaturaciones polarizadas como

C=O, -C≡N, … lo que facilita que el C sea atacado por reactivos nucleófilos.

        💫Adiciones electrófilas: Adición de un reactivo electrófilo a la insaturación. Cuando se

adiciona un reactivo asimétrico se sigue la regla de Markownikoff: La parte más electropositiva del reactivo se adiciona al C más hidrogenado.

🌀Reacciones de eliminación

Son inversas a las reacciones de adición y se produce fundamentalmente un doble enlace

por pérdida de dos átomos unidos a dos C contiguos. Se sigue la regla de Saytzeff: Se

obtiene la insaturación más sustituida.

• Eliminación unimolecular E1: A través de varias etapas, una de ellas más 

• Eliminación bimolecular E2: En una sola etapa. lenta, unimolecular

🌀Reacciones de condensación (adición-eliminación):

 Se unen dos moléculas orgánicas eliminándose otra moléculas más simple.

        💫Formación de ésteres esterificación: ácido + alcohol → éster + agua.

Transcurre en varias etapas reversibles:

El proceso contrario es la hidrólisis ácida del éster:

Más interesante es la hidrólisis en medio básico: Saponificación:

        💫 Formación de amidas: ácido + amina → amida + agua

🌀Reacciones redox

Se produce un aumento (oxidación) o disminuación (reducción) del número de oxidación del C. En general, una oxidación supone la formación de enlaces C―O, y la reducción la formación de enlaces C―H.

n.o. del Carbono:

-1 por cada enlace con H

0 por cada enlace con C

+1 por cada enlace con

heteroátomo

💫Oxidación de alcoholes: Los alcoholes se oxidan por acción del

KMnO4 o del K2Cr2O7 a aldehídos o cetonas dependiendo de si se trata de un alcohol primario o secundario, respectivamente. Los alcoholes terciarios, en cambio, son bastante resistentes a la oxidación.

💫Oxidación de dobles enlaces:

💫Reacciones de combustión:  Constituyen un caso especial dentro de las reacciones redox. En ellas, el compuesto se quema para formar CO2 y H2O y liberándose gran cantidad de energía.

Otras Reacciones Orgánicas 

🌀Reacciones ácido-base

Algunos compuestos orgánicos presentan carácter ácido-base débil. Los ácidos carboxílicos son los ácidos representativos, mientras que las aminas son las bases típicas

    💫 Ácidos carboxílicos: Pueden formar sales con las bases fuertes

        💫Fenoles: Son ácidos más débiles que los á. carboxílicos.

      💫 Alcoholes: Carácter ácido menor, no reaccionan con los hidróxidos, pero pueden

formar sales en determinadas condiciones

        💫Alquinos: Cierto carácter ácido cuando la insaturación es terminal

        💫Aminas: Son bases más fuertes que el amoníaco

EXPLICACIÓN