20VO ALCOHOLES II

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(Nu= Nucleófilo; t° = temperatura; C=Carbono; X = halógeno; e- = electrones; sv =solvente) 
 
Reactividad de Alcoholes 
 
1- Reacciones de sustitución 
Alcoholes → grupo saliente OH muy básico → mal grupo 
saliente → Nu no lo puede reemplazar → no puede experimentar 
reacciones de sustitución nucleofílica. Sin embargo → Si OH 
puede transformarse en mejor grupo saliente (menos básico) puede darse una sustitución 
nucleofílica. 
Una forma de convertir grupo OH en uno menos básico es protonarlo → grupo saliente H2O. 
Reacción suele ser lenta y requiere calor excepto por los alcoholes 3° → alcoholes 3° sufren 
sustituciones al tratarlos con ácidos. 
 
Ej: ácido bromhídrico → Sn1 → 2 pasos → Primero pérdida de grupo saliente y luego ataque Nu. En 
este ejemplo vemos primero la protonación del grupo OH y la pérdida de agua que es un buen 
grupo saliente ; luego se forma un carbocatión que será atacado por el bromuro. 
Reacciones Sn1 con catálisis ácida son rápidas en alcoholes 3° y ocurren a t° ambiente. También se 
da en alcoholes alílicos y bencílicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alcoholes 1° → Sn2 para convertirlo a halogenuro de alquilo → carbocationes inestables. 
Alcoholes 1° y 2° sufren reacciones Sn2 con una gran variedad de reactivos. 
Reacción de alcoholes 1° con ácido bromhídrico → se produce protonación de OH como paso 
inicial, luego sigue proceso Sn2 → al mismo tiempo que se forma enlace C-X se rompe enlace C-
H2O . Como se debe protonar OH antes de reacción de Nu → solo puede usarse Nu débilmente 
básicos (yoduro, bromuro y cloruro) tanto para Sn1 y Sn2 → Nu moderada y fuertemente básicos 
como NH3, aminas o alcóxidos no se pueden usar ya que se protonarían en medio ácido y dejarían 
de ser Nu. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Teórico nº20 
Dra. Blanco 
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Esta reacción funciona bien con HBr pero no 
tan bien con HCl → para reemplazar con Cl- 
puede usarse ZnCl2 como catalizador → éste 
es un ácido de Lewis que se une fuertemente a 
través de un par de e- no enlazados del O → 
debilita enlace C-H y origina un mejor grupo 
saliente → permite Sn2. (otro producto es OH-ZnCL2). 
 
 
Alcoholes 3° → vía Sn1 con catálisis ácida; Alcoholes 1° → Sn2 con catálisis ácida. 
Alcoholes 2° → depende de estructura de alcohol 2° → tanto por Sn1 como por Sn2. 
 
Alcohol 2° → se lo calienta con HBr → Ej: 3-metil-2-butanol con HBr y se calienta → se obtienen 2 
productos → 2-bromo-2-metilbutano mayoritario y 2-bromo-3-metilbutano minoritario → implica 
reordenamiento de carbocatión en el caso del producto mayoritario (carbocatión 3°) y 
desplazamiento directo de OH por Br en caso minoritario → Sn1 con catálisis ácida. Primero se 
protona OH y se pierde como agua y da lugar a la formación de un carbocatión que puede 
reordenarse. Luego ataca bromuro (Nu) y da productos. 
 
 
 
 
 
 
 
Alcoholes 1° y 2° → mejores rendimientos si se transforma OH a sulfonato y sustituirlo por Sn2 → se 
usa cloruro de paratolilsulfonilo y piridina → se transforma OH en tosilato (sulfonato) y se sustituye 
en un 2do paso. 
Puede usarse también cloruro de metanosulfonato o cloruro de trifluorometanosulfonato → generar 
buen grupo saliente. 
 
Reacción es sustitución Nu → OH desplaza ión Cl del cloruro de paratolil sulfonilo y se usa Piridina 
como sv para sustraer el HCl que se acumula. Sulfonato → es un excelente grupo saliente al estar 
estabilizado por deslocalización de la carga negativa por los 3 átomos de O y por eso es susceptible 
a Sn2. 
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El resultado estereoquímico de la 1 ra reacción → inversión de configuración en 2do paso (no OH a 
OTs) → en obtención del sulfonato no reacciona C que puede ser quiral sino que el OH y sus e-. 
Inversión de configuración se produce en 2do paso → Nu atacan por parte “de atrás” en relación a 
grupo sulfonato. 
 
Los sulfonatos de alquilo reaccionan con gran variedad de Nu y 
pueden originar una gran variedad de compuestos sustituidos. 
 
 
Alcoholes 1° y 2° reaccionan con cloruro de tionilo (SOCl2) o 
Bromuro de fósforo (PBr3) → Sn2 y mecanismos similares. 
 
 
 
En reacción con SOCl2 → 2 primeros 
pasos convierten OH en buen grupo 
saliente (sale 1 Cl de tionilo y un H con 
la piridina) ; luego haluro ataca en 
mecanismo Sn2 para dar derivado 
halogenado. OH es capaz de atacar S de 
SOCl2 que tiene densidad de carga + ; 
luego el par de electrones de doble 
enlace se desprende con el Cl que es 
un buen grupo saliente. Piridina de sv 
→ sirve para sustraer H de OH. Una vez 
formado el buen grupo saliente, Cl- es 
capaz de atacar por retaguardia y da el 
producto halogenado. SO2 es buen 
grupo saliente al ser una molécula neutra. 
 
 
Reacción con PBr3 (= a PCl3) → comienza igual que SOCl2 → se transforma al OH en un buen grupo 
saliente → sale 1 Br de PBr 3 como buen grupo saliente que después ataca como Nu. Se forman como 
productos el derivado halogenado y HOPBR2. 
 
 
 
 
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Similitudes de últimas reacciones vistas 
En todos los casos → se transforma OH en mejor grupo 
saliente seguido del ataque Nu y si alguna de estas 
reacciones se produce en un C quiral se invierte la 
configuración (por ser Sn2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aclaraciones de cuadro: 
1) Derivado halogenado clorado: 
- 3° : HCl → Sn1 
- 2° y 1° : HCl no es suficiente → uso catalizador ZnCl2/HCl. Mismo mecanismo PCl3 y 
PCl5. 
2) Derivado halogenado bromado: 
- 1°: también HBr (como 3°) pero requiere mayores temperaturas y es Sn2. 
- 3°: HBr → Sn1 
3) Derivado halogenado yodado: 
- 2 ° y 1 ° → Yodo en presencia de Fósforo 
 
2- Reacciones de Eliminación E1 y E2 
 
Alcoholes → Eliminación → esta en particular : 
Deshidratación. 
 
Alcoholes 3° → E1 → Paso inicial: OH debe protonarse y 
se elimina como H2O → se favorece formación de alqueno más sustituido. Se forma carbocatión y 
agua como base sustrae un H del C beta (C adyacente a C con grupo saliente o C alfa) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
E2 → grupo OH se convierte en un mejor 
grupo saliente como un tosilato → base 
fuerte logra E2 y se elimina tosilato → E2 
favorece formación de alqueno más 
sustituido a menos que se use una base 
estéricamente impedida → no hay 
carbocatión por ser E2. 
 
 
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Alquenos → se pueden hidratar en presencia de agua y un catalizador ácido formando un alcohol → 
Hidratación de un alqueno es reacción inversa a deshidratación de alcohol catalizada por ácido. 
Para evitar que el alqueno que se va formando en reacción de deshidratación se hidrate y vuelva a 
formar un alcohol → se puede eliminar al alqueno a 
medida que se forma → su punto de ebullición es menor 
al del alcohol → equilibrio se desplaza a la derecha. 
 
 
Diagrama de Energía → paso determinante de 
deshidratación de un alcohol 2° o 3° es formación de 
carbocatión intermediario → rapidez refleja facilidad con 
la que se forma carbocatión. 
 
 
Alcoholes 3° se deshidratan con más 
facilidad ya que sus carbocationes son más estables 
 Para que se de la deshidratación los alcoholes 3° deben calentarse a aprox 50 grados en H2SO4 al 
5%. 
Alcoholes 2° → a 100° en H2SO4 75% → condiciones más enérgicas. 
Alcoholes 1° → condiciones aún más enérgicas → solo se deshidratan a 170° con H2SO4 al 75 % → 
diferente mecanismo ya que carbocationes primarios son demasiado inestables para formarse. 
 
 
 
 
 
 
 
Alcohol 3° con HBr → SN con catálisis ácida 
Este ej: 2-metil-2-propanol → alcohol 3° con HBr → Sn1. Ácido reacciona siempre igual → protona al 
átomo más básico de la otra molécula → en este caso al O del OH → el agua que se forma es 
expulsada (poco básica) y se forma carbocatión → carbocatión puede ser atacado por Br- y dar 
derivado halogenado como producto de Sustitución de la reacción o puede eliminarH con agua de 
C beta y dar producto de Eliminación dando un alqueno → sobrevive poco tiempo ya que sufre 
adición electrofílica por parte del HBr en exceso en el medio y da producto de adición → coincide 
en este caso con producto de sustitución. 
Alcohol 3° → E1 vs Sn1 → se favorece Sn1 ; y adición electrofílica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Alcohol 1° tratado con H2SO4 → deshidratación E2→ carbocationes primarios son muy 
inestables para formarse. Cualquier base en la mezcla de reacción → alcohol, eter agua , sulfato 
ácido, etc → puede extraer el protón en la reacción de eliminación. Se obtienen productos de 
eliminación y de sustitución → un alqueno y un éter. Competencia E2 y Sn2 → alcoholes 1° son los 
que tienen mayor probabilidad de formar productos de sustitución. Sn2 con catálisis ácida se ve más 
favorecida que E2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Deshidratación (Eliminación) de Alcoholes 2° empleando H2SO4 o H3PO4. 
Ej → 3,3-dimetil-2-butanol se calienta (Δ) con H3PO4 → productos → 3 alquenos diferentes → da 
idea de reordenamiento de carbocatión → E1 → primero se da la protonación del OH y pérdida de 
agua y da un carbocatión (2°)→ puede eliminarse para formar alquenos menos sustituido → 
producto minoritario : 3,3- dimetil-1-buteno. 
Carbocatión secundario puede reordenarse en un carbocatión terciario con la migración de un 
metiluro (CH3) → se reordena y puede producirse la eliminación con un H beta (C adyacente a C 
alfa) que puede darse por el C de la izq, el de la derecha o el de arriba → da alquenos más 
sustituidos (3° y 2°). 
 
Eliminación → pueden obtenerse estereoisómeros Z y E o cis y trans → Ej: 2-butanol → 
carbocatión no puede reordenarse → productos → trans-2-buteno en mayor proporción; cis-2-
buteno en menor proporción y 3% de producto de eliminación Hoffman → 1-buteno. 
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Esta reacción se da con expansión de anillo → reactivo con 4 eslabones y producto final con 5 
eslabones. Pérdida de OH protonado en agua forma un primer carbocatión 2° → par de e- de un 
eslabón (de donde sale la flecha) migra sobre C + de carbocatión y deja carga + en “la esquina” 
superior izq de ciclobutano → se forma otro carbocatión 2° en anillo → este es más estable ya que el 
anillo está menos tensionado → se da por la formación de un anillo mayor que alivia la tensión. 
Carbocatión 2° puede reordenarse por migración de un hidruro → carbocatión 3°→ sufre 
eliminación beta para formar alqueno final. 
 
Hay reacciones de contracción de anillo → (no está 
explicada, dada como tarea). Pasos a seguir: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mecanismo de alcoholes → sustituciones Nu y eliminaciones en medios ácidos → reaccionan por 
mecanismos Sn1 y E1 a menos que no puedan → Alcoholes 2° y 3° dan Sn1 y E1 ; Alcoholes 1° no 
pueden formar carbocationes 1° y dan reacciones Sn2 y E2. 
Alcoholes 2° pueden dar todos los mecanismos pero al ver productos podemos decir si fue por ej 
Sn2 o Sn1. 
Condiciones relativamente severas → tratamiento ácido y con calor necesarias para deshidratar a 
los alcoholes y los cambios estructurales resultantes 
de los reordenamientos de los carbocationes pueden 
dar bajo rendimiento en el alqueno que se desea → 
deshidratación se puede llevar a cabo bajo 
condiciones más suaves usando oxicloruro de fósforo 
(POCl3) y piridina a 0 grados. 
 
Se intenta transformar el OH en un buen grupo saliente → fósforo tiene un déficit electrónico y 
puede ser atacado por par de e- del O del OH y formar un buen grupo saliente (sale Cl por esto) → 
la piridina que es una base puede sustraer el H del C beta (3er paso) y el H del OH para evitar la 
acumulación de HCl en el medio (2do paso). Se libera grupo saliente y se forma alqueno. 
 
 
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3-Reacciones de Óxido- Reducción 
 
Teórico 1 → alcoholes formados por reducción → grupos carbonilos 
tratados con LAH y NaBH4. 
 
Oxidación → aumento en estado de oxidación (+ O) → resultado de 
oxidación depende del sustrato → si alcohol es 1°, 2° o 3°. 
 
Alcoholes 1° → 2 H en C alfa → pueden oxidarse 2 veces → primera oxidación produce un aldehído, 
la oxidación del aldehído produce un ácido carboxílico. 
 
Alcoholes 2° → 1 solo H en posición alfa → se puede oxidar 1 vez formando una cetona que no se 
sigue oxidando. 
 
Alcoholes 3° → no tienen H alfa → generalmente no sufren reacciones de 
oxidación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alcoholes 1° y 2° → gran cantidad de reactivos que 
permiten su oxidación. Uno muy utilizado es el ácido 
crómico que puede prepararse con trióxido de cromo o 
dicromato de potasio en soluciones ácidas y acuosas. 
 
 
 
Mecanismo → 2 etapas → 1ra etapa se 
forma éster cromato por ataque de los e- de 
O al átomo central cromo; 2da etapa → 
proceso de tipo E2 para formar doble 
enlace C-O. Agua → sustrae H de posición 
alfa (de OH) → se forma doble enlace y se 
libera el cromato ácido. 
 
 
 
 
 
 
Alcohol 1° se oxida con ácido crómico, se 
obtiene un ácido carboxílico. Es difícil controlar 
la reacción para formar un aldehído → para 
formar aldehído → si tiene bajo punto de 
ebullición se puede ir destilando a medida que 
se va formando → se evita su oxidación. 
 
 
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Puede usarse clorocromato de piridina → normalmente disuelto en cloruro de metileno (CCP o 
PCC). Alcohol en estas condiciones se oxida para dar aldehído pero no sigue oxidándose → sirve 
para aldehídos con t° de eb muy alta que no puedan separarse. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alcohol 2° se trata con agente oxidante de cromo como ácido crómico 
o PCC → da cetona. Se reemplaza cromo por otras técnicas oxidativas 
menos dañinas para el medio ambiente → sales de cromo son 
peligrosas y requieren eliminación especial. 
 
 
 
Reacciones de esterificación 
de alcoholes → alcohol 
reacciona con ácido en medio 
ácido o básico se produce 
formación de un éster (y 
agua). (se ve en derivados de 
ácidos)