LIBRO1_3

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11. REACCIONES DE ADICIÓN NUCLEÓFILA A GRUPOS CARBONILO
 
 
 
GENERALIDADES 
 
Los sustratos más comunes en este tipo de reacciones son los aldehidos y las cetonas: 
 
 
δ+
δ−
μ = 2,73 D μ = 2,84 D
C
O
Me H
δ+
δ−
C
O
Me Me
 
 
 
Los nucleófilos que se utilizan son, entre otros, los siguientes: 
 
 
Nu
_
: H ; R_OH ; R_NH2 ; R_NH_R ; H2N_NH2 ; NC ; ; RCH2
_ __
: :
_
: R C C 
 
 
Mecanismo general: 
 
 
Nu
R
R
C O_ Nu C
_
R'
R
O HB Nu C
R'
R
OH
 
 
 
En el estado de transición la aglomeración de grupos en torno al átomo del C=O aumenta: 
 
 
C
O
R'R
Nu
_
C
R'
R
O
δ+
δ
_
C
R'
R
O
_
Nu Nu
 
 
 
Por este motivo, la velocidad de reacción sigue el orden: 
 
 
H C H
O
> R C H
O
R C R
O
> ' 
 
 
Las cetonas son bastante menos reactivas que los aldehidos, y si existen grupos alquilo unidos al Cα la 
reactividad disminuye todavía más: 
 
CH3__CO__CH3 CH3__CO__CH__CH3> > CH3__CO__C__CH3 > > CH3__C__CO__C__CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3CH3 
 
 
 XI 
 282
Dependiendo del nucleófilo empleado se obtienen los siguientes tipos de compuestos: 
 
 
Nucleófilo Sustrato
H
R OH
(imina, base de Schiff)R NH2
(enamina)
H2N NH2 (hidrazona)
R NH R
(cianhidrina)NC
_
CH (alcohol)R C :
_
R CH2
_
(alcohol)
R'CH2 C R''
O
 Producto
R'CH2 CH
O
R''
H
R'CH2 C
OR
OR
R''
R'CH2 C
R''
NR
R'CH C
R''
NR2
R'CH2 C N
R''
NH2
R'CH2 C
OH
CN
R''
R'CH2 C
OH
R''
C C R
R'CH2 C
OH
R''
CH2R
_
 
 
 
 
ESTEREOSELECTIVIDAD EN LA ADICIÓN NUCLEÓFILA. REGLA DE CRAM 
 
En las reacciones de adición nucleófila, el átomo de carbono del grupo carbonilo puede transformarse en un 
átomo de carbono asimétrico, dependiendo del tipo de nucleófilo empleado y de los radicales alquilo que están 
unidos inicialmente al C=O. 
 
NC C O
Me
Et
_
C O
Me
Et
NC
_ HB
C OH
Me
Et
NC *
 
 
 
 
 XI 
 283
Si el compuesto carbonílico y el nucleófilo no son quirales se obtiene una mezcla equimolecular de dos 
enantiómeros (racémico): 
 
 
C O
Et
Me
1
2
NC
_
O
Et
NC
Me
_
O
Et
NC
Me
_1
2
HB
HB
OH
Et
NC
Me
OH
Et
NC
Me
 
 
 
Sin embargo, cuando el compuesto carbonílico es quiral, la probabilidad de que el nucleófilo reaccione por 
cada una de las dos caras del grupo carbonilo no es la misma. El impedimento estéreo hace que la reacción 
por una de las caras esté favorecida, y el resultado es una mezcla de diastereoisómeros en proporciones 
diferentes (inducción asimétrica): 
 
 
H
Me
O
H
Me
H
Me
1
 menor
 impedimento
 mayor
 impedimento
Nu
_
1
2
(producto mayoritario)
(producto minoritario)
2
Nu
OH
OH
Nu
 
 
 
El diastereoisómero mayoritario se forma cuando el nucleófilo reacciona con el grupo carbonilo por el lado 
menos impedido, y la conformación del sustrato es aquella en la que el grupo carbonilo está flanqueado por los 
grupos menos voluminosos unidos al Cα asimétrico. 
 
 
Cα COMeC6H5
H
Me
*
[grupo pequeño]
[grupo mediano]
[grupo grande]
 
 
 
Conformaciones más favorecidas en relación con el grupo carbonilo: 
 
 
O
MeC6H5
Me
H
3 y
O
MeC6H5
H
Me
3
(3S)
H Me
C6H5
O
Me H
C6H5
O
(Me) (Me)
[grupo carbonilo flanqueado por los grupos menos voluminosos: H y Me]
(3R)
 
 
 
 
 XI 
 284
La regla de Cram se refiere a la reacción de uno de los estereoisómeros que forman la pareja de enantiómeros, 
no a la reacción del racémico con el nucleófilo. 
 
G grupo de mayor tamaño grupo medianoM grupo de menor tamañoP 
 
 
O
RG
M
P
*
P M
G
O
(R)
P M
G
O
P M
G
O
_
_
RNu
NuR
Nu
_
1
2
21
HB
HB
P M
G
OH
RNu
P M
G
OH
NuR
[1]
(mayoritario)
[2]
(minoritario)
 carbono
asimétrico
 
 
El nucleófilo se aproxima por el lado en que están situados P y G: 
 
 
M
P
G
O
R
1
Nu
_
M
P
G
R
O
Nu
_
M
P
G
R
OH
Nu
HB
[1]
(mayoritario)
 
 
 
El nucleófilo se aproxima por el lado en que están situados M y G: 
 
 
P
G
M
O Nu
_
P
G
M
O
R
Nu
P
G
M
OH
R
Nu
HB
[2]
(minoritario)
R
2
_
 
 
 
La regla de Cram sólo es aplicable a reacciones sometidas a control cinético, en las que los complejos 
activados (estados de transición) tienen energías diferentes y los productos se forman a velocidades distintas. 
 
 
APLICACIONES DE LAS REACCIONES DE ADICIÓN NUCLÓFILA EN SÍNTESIS 
 
FORMACIÓN DE ENLACES C−H 
 
REDUCCIÓN CON HIDRUROS METÁLICOS 
 
Los hidruros metálicos más utilizados en la reducción de moléculas con grupos carbonilo son el hidruro de litio 
y aluminio (LiAlH4) y el borohidruro sódico (NaBH4) 
 
El hidruro de litio y aluminio reacciona con compuestos que tienen hidrógenos ácidos (agua, alcoholes y ácidos 
carboxílicos, por ejemplo): 
 
 XI 
 285
_
+LiAlH4 + 4H2O
rápida
Li Al(OH)4 4H2
+
 
 
Para utilizarlo como agente reductor, el disolvente empleado en la reacción tiene que ser anhidro (exento de 
agua) El disolvente más común es el dietil éter. 
 
El borohidruro sódico también reacciona con el agua y los alcoholes: 
 
NaBH4 + 4CH3CH2OH
lenta Na B(OEt)4 + 4H2
_
+
 
 
En este caso la reacción es mucho más lenta y, de hecho, los alcoholes y el agua pueden utilizarse como 
disolventes. 
 
Ambos reactivos son fuentes de anión hidruro (H−), el nucléfilo que se adiciona al grupo carbonilo provocando 
su reducción: 
 
1)LiAlH4, Et2O
2)H3O+
CH3__(CH2)5__CH2OH
Heptanal
1-Heptanol
(86 %)
CH3 (CH2)5 C
O
H
 
 
 
O
1)LiAlH4, Et2O
2)H3O+
OH
Ciclobutanona
Ciclobutanol
(90 %)
 
 
 
1)LiAlH4, Et2O
2)H3O+
CH2__CH2__OH
Ac. fenilacetico 2-Fenil-1-etanol
(92 %)
CH2 C
O
OH
 
 
 
1)LiAlH4, Et2O
2)H3O+
CH2OH
Benzoato de etilo
Alcohol bencilico
(90 %)
C
O
OEt
 
 
 
N__C__Me
O
1)LiAlH4, Et2O
2)H3O+
N-Metilacetanilida (91 %)
Me
N___CH__Me
Me
N-(1-Hidroxietil)-N-metilanilina
OH
 
 
 
1)LiAlH4, Et2O
2)H3O+
CH3__(CH2)11__CH2NH2
Tridecanonitrilo Tridecilamina
(90 %)
CH3 (CH2)11 C N
 
 
 XI 
 286
Mecanismo de la reducción de un éster: 
 
+ H4AlLi
Et2O 2 R__CH2O
_
+ Al(OR')2 + Li
+ 4H3O
++
R C
O
OR'2 
 
2R__CH2OH + 2R'OH + Li
+ + Al3+ + 4H2O 
 
 
Cada molécula de H4AlLi reduce dos moléculas de éster. 
 
Reducción de la primera molécula: 
 
H__AlH3
_Li
+
R__C__H
O
OR'
_
Li+
AlH3
R__C__H
O: : Li+
OR'
R__C__H
O
H
_
: : Li+
+ R'O__AlH2
+
AlHH
R C
O
OR'
 
 
Reducción de la segunda molécula: 
 
R__C
O
OR'
H__AlH__OR' R__C__
O
OR'
H
_
AlHOR'
R__C__H
O: :
H__Al(OR')2
+
: :
_
Al(OR')2
+
R C H
H
O
 
 
 
Una vez finalizada la reducción se añade un ácido mineral (H3O+): 
 
 
2R__CH2__O
_
+ Al(OR')2
+
+ Li+ + 4H3O+ 2R__CH2OH + 2R'OH + Al
3+ + Li+ + 4H2O 
 
 
El borohidruro sódico (NaBH4) es menos reactivo que el H4AlLi y, por consiguiente, más selectivo. En 
condiciones ordinarias no reacciona con ésteres, amidas, nitrilos y nitrocompuestos: 
 
 
CH3
__C__CH2
__CH2
__CO2Et
H4BNa
H2O
CH3
__CH__CH2CH2
__CO2Et
OH
4-Oxopentanoato de etilo 4-Hidroxipentanoato de etilo
O
 
 
 
NC__CH2CH2
__C__H
H4BNa
EtOH
NC__CH2CH2
__CH2OH
3-Cianopropanal 4-Ciano-1-propanol
O
 
 
 
CH3__CH2__C__CH3
O
H4BNa
H2O
(87 %)2-Butanona
2-Butanol
CH3_CH2_CH_CH3
OH
 
 
 
 XI 
 287
CH3CH2CH2__C__H
O
H4BNa
H2O
(85 %)Butanal
1-Butanol
CH3CH2CH2__CH__H
OH
 
 
Compuesto LiAlH4 NaBH4 Producto
R__CHO R__CH2OH
R__CO__R' R__CHOH__R'
R__CO2H R__CH2OH
R__CO2R' R__CH2OH + R'__OH
R__CN R__CH2NH2
R__NO2 R__NH2
Ar__NO2
R__X R__H
+
+
+
+
+
+
+
+
+
 
 
 
OXIDACIÓN DE ALCOHOLES (OXIDACIÓN DE SWERN) 
 
La oxidación de Swern transforma los alcoholes primarios en aldehidos y los secundarios en cetonas. 
 
Los reactivos empleados son: sulfóxido de dimetilo (Me2S=O), dicloruro de oxalilo (Cl-CO-CO-Cl) y una base 
tipo trietilamina (Et3N): 
 
Me3C__CH__CH3
OH
Swern Me3C__C__CH3
O
3,3-Dimetil-2-butanol
terc-Butil metil cetona
(76 %)
 
 
La reacción transcurre en tres etapas. 
 
Etapa 1: Formación del catión clorodimetilsulfonio. 
 
 
S
Me
Me
O: + Cl
_
C
O
Cl
C
O
Cl SMe
Me
O C
O
Cl
C
O
Cl
_
+
SMe
Me
O C
O
C
O
Cl
+Cl
_
S
Me
Me
O C
O
C
O
Cl+
:
+
Cl__S__Me
Me
Clorodimetil-
 sulfonio
_
O C O+ + C O + Cl
 
 
 
 XI 
 288
Etapa 2: Reacción del alcohol con el catión clorodimetilsulfonio. 
 
 
+:
+
Cl
_
+
HClRCH2 O S
Me
Me
+
RCH2 O S
Me
Me
H
+
RCH2 O
H
: S
Me
Me
Cl
 
 
 
 
Etapa 3: Reacción de oxidación-reducción. 
 
 
+
H__NEt3 +
_
Sulfuro de
 dimetilo
RH2 O S
CH2
Me
H :NEt3
+
R C
H
H
O S
CH2
Me
:
+
R C
H
O + Me S Me
 
 
 
FORMACIÓN DE ENLACES C−O 
 
REACCIÓN CON ALCOHOLES 
 
Los aldehidos y las cetonas reaccionan con los alcoholes originando acetales: 
 
 
+ CH3OH
H3O
+ CH3OH
H3O
+
hemiacetal acetal
R C
O
H R CH
OH
OCH3 R CH
OCH3
OCH3
 
 
 
+ CH3OH
H3O+ CH3OH
H3O+
hemiacetal acetal
R C
O
R' R C
OH
OCH3 R C
OCH3
OCH3
R' R'
 
 
Mecanismo de formación de un acetal: 
 
 
H___B
HO__R'
+ HBR C
O
R
: :
R C
O
R
: BH :
_+
R C
O
R
: H
OH R'
+
:B
_
R C
O
R
: H
O R':
hemiacetal 
 
 
R C
O
R
:H
O R':
hemiacetal
H___B
:B
_
+ R C
OH2
R
O R':
+
H2O
_
R C R
O R':
+
HO__R'
R C R
O R':
O R'H
+
:B
_
R C R
O R':
O R':
acetal
+ HB
 
 
 
 XI 
 289
Si en lugar de emplear un alcohol con un solo grupo hidroxilo se utiliza un glicol, se obtienen acetales cíclicos. 
El glicol más utilizado es el etilenglicol (HOCH2-CH2OH): 
 
 
(acetal cíclico de un aldehido)R C
O
H
::
+ HOCH2__CH2OH
H3O+ O
C
O CH2
CH2
R
H 
 
 
R C
O
R'
::
+ HOCH2__CH2OH
H3O
+ O
C
O CH2
CH2
R
R'
(acetal cíclico de una cetona)
 
 
 
Escribe el mecanismo de la reacción entre la ciclohexanona y el etilenglicol en medio ácido:
O + HOCH2__CH2OH
H3O+
O
O
+ H2O
EJERCICIO 11.1
 
 
 
La reacción de formación de acetales es reversible; esto significa que, en medio ácido, los acetales se 
transforman en el alcohol y el aldehido o la cetona de partida: 
 
 
O + HOCH2__CH2OH
H3O+
O
O
 
 
+ HOCH2
__CH2OH
H3O+
O
O
C__H
O
 
 
 
Por el contrario, los acetales son muy estables frente a las bases. Su fácil ruptura por los ácidos, combinada 
con la ausencia de reactividad frente a las bases, hace que sean muy útiles para proteger grupos carbonilo. 
 
 
Escribe el mecanismo de la siguiente reacción de hidrólisis:
EJERCICIO 11.2
O + HOCH2__CH2OH
H3O+
O
O
 
 
 
EJEMPLO DE PROTECCIÓN DE UNA CETONA EN FORMA DE ACETAL 
 
Imagina que se pretende realizar la siguiente reacción: 
 
CH2CH2__CN
reducción
CH2CH2__CH2NH2
O
2-(2-Cianoetil)-ciclohexanona 2-(3-Aminopropil)-ciclohexanona
O
 
 
 XI 
 290
Se trata de convertir el nitrilo en una amina, dejando intacto el grupo carbonilo. Es una reducción que puede 
hacerse empleando hidruro de litio y aluminio; sin embargo, el H4AlLi también reducirá la cetona, convirtiéndola 
en un alcohol secundario. 
 
La estrategia a seguir es muy simple: primero se protege el grupo carbonilo en forma de acetal, a continuación 
se lleva a cabo la reducción y, finalmente, se regenera el grupo carbonilo hidrolizando el acetal: 
 
 
CH2CH2__CN
O
HOCH2__CH2OH
H3O
+
OO
CH2CH2CN 1)H4AlLi
2)H3O
+
OO
CH2CH2__CH2NH2
 
 
 
CH2CH2
__CH2
_NH3 CH2CH2
__CH2NH2
OO
H3O+
+
HO (dil.)
_
 
 
¿Cómo llevarías a cabo la siguiente transformación?
1)Na+NH2
2)CH3I
5-Hexin-2-ona 5-Heptin-2-ona
CH3 CO CH2CH2 C CH CH3 CO CH2CH2 C C CH3
_
EJERCICIO 11.3
 
 
 
EJEMPLO DE PROTECCIÓN DE UN ALCOHOL EN FORMA DE TETRAHIDROPIRANIL ÉTER 
 
Hay ocasiones en las que es necesario proteger el grupo hidroxilo de los alcoholes, para poder llevar a cabo 
transformaciones en otra parte de la molécula. Por ejemplo (Tema 9): 
 
 
CH3__CH__CH2CH2Br CH3__CH__CH2CH2__CH2CH2OH
O
1)Mg
2)
OH OH
 
 
 
Ahora se plantea un problema distinto: los magnesianos reaccionan con los hidrógenos ácidos, dando lugar al 
hidrocarburo correspondiente: 
 
BrMg___R'
RO____H
BrMg
+ R'__H
OR
 
 
Si se pretende obtener el magnesiano de una molécula que tiene un grupo OH sucede lo siguiente: 
 
 
+BrCH2CH2 CH
CH3
O H
BrMg CH2CH2CHCH3
OH
BrCH2CH2 CH
CH3
O
MgBr
CH2CH2CHCH3
OH
H
 
 
 
El magnesiano se destruye y no tiene lugar su reacción con el oxirano. La forma de evitar esta reacción, que 
impide llevar a cabo la síntesis, consiste en proteger el grupo OH. 
 
 XI 
 291
Una forma de hacerlo es preparar el tetrahidropiranil éter del alcohol: 
 
RCH2OH +
O
Dihidropirano
TsOH
250C
RCH2__O
O
RCH2__O__THP
tetrahidropiranil éter 
 
O
THP
(tetrahidropiranilo)
 
 
Mecanismo de la reacción: 
 
O
H___OTs
O
H
H
+ O O__R
H
+
TsO
__
TsO
_
O O__R
+ TsOH
tetrahidropiranil éter
:OR
H
 
 
La síntesis que pretendemos realizar es la siguiente: 
 
+
O
CH3 CH
OH
CH2CH2MgBr CH3 CH
OH
CH2CH2 CH2CH2OH
 
 
Primer paso: Protección del alcohol. 
 
O
O
CH3 CH
OH
CH2CH2Br +
TsOH CH3 CH
O
CH2CH2Br
 
 
Segundo paso: Formación del magnesiano. 
 
Mg
Et2O
magnesiano con el OH protegido
O
CH3 CH
O
CH2CH2Br CH3 CH
O
CH2CH2MgBr
THP
 
 
Tercer paso: Reacción del magnesiano con el oxirano. 
 
 
CH3__CH__CH2CH2__MgBr
O__THP
+
O
CH3
__CH__CH2CH2
__CH2CH2
__OMgBr
O__THP
 
 
CH3__CH__CH2CH2__CH2CH2__OH
O__THP
NH4
+Cl
_
H2O
+ Mg2+ + Br
_
 
 
 
 XI 
 292
Cuarto paso: Hidrólisis del tetrahidropiranil éter del alcohol. 
 
 
CH3__CH__CH2CH2__CH2CH2OH
O O
H3O+ CH3__CH__CH2CH2__CH2CH2OH
OH
+
O 
 
 
Se pretende realizar la siguiente reacción de alquilación (Tema 9)
EJERCICIO 11.4
O
CH2OHHOCH2
1)ter-BuO K+
2)ICH3
_
O
CH2OHHOCH2
CH3
Esta síntesis plantea un problema: el anión terc-butóxido que se utiliza para formar el enolato de la cetona es 
una base fuerte (pKa 19) que reaccionará con los grupos OH (pKa 16) dando lugar a un anión alcóxido:
O
CH2OHHOCH2
ter-BuO K+
_
O
CH2OOCH2
__
Este dianión reacciona con el yoduro de metilo:
O
CH2OOCH2
__
I___CH3 CH3___I
O
CH2O__CH3OCH2CH3
¿Cómo protegerías los dos grupos OH para impedir esta reacción secundaria?
Ayuda: debes formar un acetal.
 
 
 
 
FORMACIÓN DE ENLACES C-N 
 
REACCIÓN CON AMINAS PRIMARIAS 
 
Los aldehidos y las cetonas reaccionan con las aminas primarias en una secuencia de adición nucleófila 
seguida de eliminación; el resultado son unos compuestos conocidos como iminas o bases de Schiff: 
 
C__H
O
+ H2N__CH3
benceno
Q
CH N__CH3 + H2O
Benzaldehido
(70 %)
N-Bencilidenmetilamina 
 
 
 
 
 XI 
 293
 
 
O
+
benceno
Q
N__CH2
__CH__CH3
(79 %)
N-Ciclohexilidenisobutilamina
+ H2O
CH3
CH3
_CH_CH2
_NH2
CH3
 
 
 
Mecanismo de la reacción (catálisis ácida pH 3-5; tampón AcOH + AcONa) 
 
 
_
aminoalcohol
:H
NR'
H
C
R
R
O
H___OAc
R'__NH2
:
C
R
R
O
AcO
_
+adición
R' NH C
R
R
OH
 
 
 
: H___OAc
+
eliminación
H2O+R' NH C R
R
R' N C
H2O
R
RH
R' N C
H
R
R
+
 
 
 
AcO
_
+
+ AcOH
imina
(base de Schiff)
R' N C R
R
H
R' N C R
R
 
 
 
 
REACCIÓN CON AMINAS SECUNDARIAS 
 
Las aminas secundarias reaccionan con aldehidos y cetonas dando lugar a enaminas: 
 
 
CH3CH2__C__H + CH3
__NH__CH3
AcOH
AcONa
CH3CH2__CH__N__CH3
H2O
_
N-(1-Propenil)-dimetilamina
O
OH
CH3
CH3CH CH N CH3
CH3
 
 
 
O + HN
AcOH
AcONa
N
OH
H2O
_
N
N-(1-Ciclopentenil)-pirrolidinaPirrolidina 
 
 
Escribe el mecanismo de la reacción entre la Ciclohexanona y la Pirrolidina.
EJERCICIO 11.5
 
 
 
 XI 
 294
 
G. Stork descubrió que las enaminas son compuestos análogos al enolato de la cetona de partida. Por
ejemplo, se pueden llevar acabo reacciones de alquilación (Tema 9) en la enamina y recuperar la cetona 
alquilada mediante una reacción final de hidrólisis:
EJERCICIO 11.6
O +
N
H
AcOH
AcONa
N
enamina
+ H2O
Ciclohexanona
N + R__X
benceno
Q
N
+
R
+ X
_
N
H
N
+
R
H2O
Q
O
R
+
Ciclohexanona
 alquilada
Escribe el mecanismo de todas las reacciones y comprueba que la enamina se comporta como el anión enolato 
de la Ciclohexanona.
 
 
 
REACCIÓN CON HIDRAZINA 
 
Los aldehidos y las cetonas reaccionan con hidracina (H2N-NH2) y dan lugar a un tipo de compuestos llamados 
hidrazonas: 
 
 
Q
+ H2N__NH2
hidrazona del Propanal
CH3CH2 C
O
H CH3CH2 CH
OH
NH NH2 CH3CH2 CH N NH2O
+ H2N
__NH2
NH__NH2HO
Q
N__NH2
hidrazona de la
 Cicloexanona 
 
 
Las hidrazonas se descomponen en medio básico; el grupo carbonilo del aldehido o de la cetona se transforma 
en un metileno: 
 
 
H2N__NH2 NaOH
Q
CH3
__(CH2)5
__CH2
__CH3
(75 %)
Octano
CH3 (CH2)5 C
O
CH3 CH3 (CH2)5 C
N
CH3
NH2
 
 
 
Se trata de la reducción más extrema de un grupo carbonilo, ya que el oxígeno es sustituido por dos átomos de 
hidrógeno. La reacción recibe el nombre de reducción de Wolff-Kishner y conduce al mismo resultado que la 
reducción de Clemennsen. 
 
 XI 
 295
 
FORMACIÓN DE ENLACES C-C 
 
REACCIÓN CON ANIÓN CIANURO 
 
Los aldehidos y las cetonas reaccionan con anión cianuro (NaCN o KCN), dando lugar a un ión alcóxido que en 
medio ácido se transforma en una cianhidrina: 
 
 
R
R
O_
_ H___OH2
+
C__R
OH
+ H2O
R
ión alcóxido cianhidrina
N CC__R
O
R
N CN C
 
 
 
 
CH2CHO + CN
_
CH2
__CH__CN
_
H3O+ CH2
__CH__CN
OH
Fenilacetaldehido
2-Hidroxi-3-fenilpropanonitrilo
(67 %)
O
 
 
 
 
CH3__CO__CH3 + CN
_
_
H3O+
(78 %)
2-Hidroxi-2-metilpropanonitrilo
CH3 C
O
CH3
CN CH3 C
OH
CH3
CN
 
 
 
Las cianhidrinas son útiles en síntesis, debido a la presencia de los grupos HO y CN; el hidroxilo puede dar 
lugar a reacciones de eliminación (obtención de olefinas) y el CN es susceptible de transformarse en carboxilo 
(Tema 9): 
 
(90 %)
Metacrilato de metilo
CH3__CO__CH3
1)NaCN
2)H3O+
(78 %)
CH3 C
OH
CH3
CN
CH3OH
H2SO4
CH2 C
CH3
C
O
OCH3
 
 
 
 
CH3__CHO
1)NaCN
2)H3O
+
H3O+
Ác. 2-hidroxipropanoico
Q
(Ác. láctico)
CH3 CH
OH
CN CH3 CH
OH
C
O
OH
 
 
 
¿Cuál será la configuración absoluta del ácido láctico obtenido mediante la reacción anterior?
EJERCICIO 11.7
 
 
 XI 
 296
 
REACCIÓN CON ANIONES ACETILURO 
 
Los alquinos con el triple enlace al final de la cadena reaccionan con sodio en amoniaco líquido, dando lugar al 
anión acetiluro correspondiente (Tema 9) 
 
Na + NH3 (liq.)
330_ NH2 Na+ + 1/2 H2
_
 
 
 
+
_
NH2
_
+ NH3
pK 26 pK 36 aniónacetiluro
Keq 1010R C C H R C C:
 
 
El anión acetiluro se adiciona al grupo carbonilo de aldehidos y cetonas, originando alcoholes acetilénicos: 
 
 
_
Formol
_
H3O+
alcohol primario
R C C: R C C C H
O
H
R C C CH2OHC
O
H
H
 
 
 
_
_
H3O+
R C C: R C C C H
O
R'
R C C CH
alcohol secundario
OH
R'C
O
R'
H
 
 
 
_
_
H3O
+
R C C: R C C C R'
O
R''
R C C C
OH
R'
alcohol terciario
R''
C
O
R''
R'
 
 
Reacción global: 
 _
H3O
+
Na+
R'_CO_R''
Et2O
Na+R C C H
Na
NH3 (liq.)
_
R C C: R C C C R'
O
R''
R C C C R'
OH
R'' 
 
 
Escribe las reacciones que conducen a 1-Fenil-2-propin-1-ol y (1-Propinil)-1-ciclohexanol partiendo de Benzal-
dehido, Ciclohexanona y el hidrocarburo acetilénico que consideres conveniente.
EJERCICIO 11.8
 
 
 
REACCIÓN CON COMPUESTOS ORGANOMAGNÉSICOS 
 
Reactivos organomagnésicos (magnesianos, reactivos de Grignard) (Tema 9, p. 229): 
 
 
R__X + Mg R__Mg__X (haluro de alquil magnesio) 
 
R Ar R (alquilo); ; ; ; ;CH2 CH CH2 CH CH2 CH C ArCH2 
 
 
 XI 
 297
Los magnesianos reaccionan con hidrógenos ácidos, oxígeno y CO2: 
 
Los compuestos con átomos de hidrógeno ácidos destruyen el magnesiano, transformándolo en el hidrocarburo 
correspondiente al haluro de alquilo de partida: 
 
X__Mg__CH2__R
Z___H
+
[ Z HO (agua) ; RO (alcohol) ; ArO (fenol) ; RCO2 (ácido) ; RCONH (amida)]
X Mg
Z
CH2 R
H
 
 
 
La reacción con oxígeno conduce a alcoholes primarios: 
 
 
R__CH2__MgX
1)O2
2) H3O+
R__CH2OH
 
 
 
X__Mg__CH2R XMg
O____O
CH2R
RCH2____MgX
RCH2
O
MgX
+
RCH2
O
MgX
H3O
+
RCH2OH + Mg2+ + 2X
_
22
O O
 
 
La reacción con CO2 origina ácidos carboxílicos: 
 
 
R__CH2__MgX
1)CO2
2) H3O+
R__CH2CO2H
 
 
 
X__Mg
R
H3O+
+ Mg2+ + X
_
C
O
O
R C
O
O Mg X
R C
O
OH
 
 
 
SÍNTESIS DE ALCOHOLES 
 
Los magnesianos reaccionan con aldehidos, cetonas y ésteres dando lugar a alcoholes: 
 
 
Formol
XMg
R C
O
H
H
XMg
R CH2
O
H3O+ R__CH2OH
alcohol primario
+ Mg2+ + X
_
 
 
 
XMg
R C
O
H
R'
aldehido
XMg
R C
O
H
R'
H3O+ R C
OH
H
R'
 alcohol
 secundario
+ Mg2+ + X
_
 
 
 
 XI 
 298
cetona alcohol
 terciario
XMg
R C
O
R''
R'
XMg
R C
O
R''
R'
H3O
+
R C
OH
R''
R' + Mg2+ + X
_
 
 
 
Conviene darse cuenta que los radicales R, R’ y R’’ son intercambiables. Es decir, la síntesis de cualquier 
alcohol secundario puede realizarse a partir de dos aldehidos y dos magnesianos distintos; análogamente, la 
obtención de un alcohol terciario se puede llevar a cabo utilizando tres cetonas y tres magnesianos diferentes. 
 
 
Síntesis de un alcohol secundario: 
 
R' C
O
H1 R__MgX + R' CH
O
R
MgX
H3O+
R' CH
OH
R 
 
 
R C
O
H2 R'__MgX + R CH
O
R'
MgX
H3O
+
R CH
OH
R' 
 
 
Síntesis de un alcohol terciario: 
 
R' C
O
R''1 R__MgX + R' C
O
R''
MgX
H3O
+
R' C
OH
R''
R R 
 
 
R C
O
R''2 R'__MgX + R C
O
R''
MgX
H3O
+
R C
OH
R''
R' R' 
 
 
R C
O
R'3 R''__MgX + R C
O
R'
MgX
H3O
+
R C
OH
R'
R'' R'' 
 
 
Utilizando magnesianos y aldehidos diseña dos síntesis del 2-Butanol. Emplea magnesianos y cetonas que den 
lugar al 3-Metil-3-hexanol.
EJERCICIO 11.9
 
 
 
Los ésteres también reaccionan con los magnesianos. Si se hace reaccionar un mol de magnesiano con un mol 
de éster tiene lugar una sustitución nucleófila en el grupo carbonilo y se obtiene una cetona: 
 
 
XMg
R C
O
R'
OR''
[adición]
R C
O
R'
OR''
_
MgX
+
[eliminación] R C
O
R' + R''__OMgX
 
 
 
 
 XI 
 299
Cuando se utilizan dos moles de magnesiano y un mol de éster, el segundo mol de magnesiano reacciona con 
la cetona formada inicialmente, dando lugar a un alcohol terciario con dos radicales iguales (los que provienen 
del magnesiano): 
 
R C
O
R' + XMgR R C
O
R'
R
MgX
H3O
+
R C
OH
R'
R 
 
Reacción global: 
 
R' C
O
OR''
1)2XMgR
2)H3O+
R' C
OH
R
R
+ R''OH + Mg2+ +
_
2X
 
 
 
Las lactonas son ésteres cíclicos que reaccionan con los magnesianos. Escribe las reacciones correspondientes 
a la siguiente transformación:
EJERCICIO 11.10
O
O
1)2BrMgEt
2)H3O+
5-Etil-1,5-heptanodiol
 
 
1 Diseña una síntesis del Trifenilmetanol empleando como sustancias orgánicas Benceno y Etanol.
2 Haz lo mismo con el 1-Butanol, utilizando únicamente Etileno.
3 Idea una síntesis del 2,3-Dimetil-2-butanol a partir del Propino.
EJERCICIO 11.11
 
 
 
SÍNTESIS DE ALCOHOLES ACETILÉNICOS A PARTIR DE MAGNESIANOS 
 
Los alquinos terminales reaccionan con magnesianos, originando haluros de alquinilmagnesio: 
 
RC CH R'__CH2MgX+
pKa 26
RC C MgX + R'CH3 Keq 10
13
pKa 49 
 
Los haluros de alquinilmagnesio se adicionan al grupo carbonilo de aldehidos y cetonas, dando lugar a 
alcoholes acetilénicos: 
 
H3O+
H3O+
H3O+
(alcohol primario)
(alcohol secundario)
(alcohol terciario)
R C C MgX
H C
O
H
R' C
O
H
R' C
O
R''
R C C CH2
O MgX
R C C CH
O MgX
R'
R C C C
O MgX
R'
R''
R C C CH
R C C CH2OH
OH
R'
R C C C
OH
R'
R''
 
 
 XI 
 300
Las siguientes reacciones no se pueden llevar a cabo sin proteger adecuadamente determinados grupos 
funcionales. Escribe todos los pasos necesarios para que ambas síntesis sean viables.
Síntesis 1:
EJERCICIO 11.12
HC C CH
CH2OH
CH2OH
1)EtMgBr
2)H3O+
C C CH
CH2OH
CH2OHBrMg
1)CH3CHO
2)H3O+
C C CH
CH2OH
CH2OHCH
O
CH3
H
COMe
Br
1)Li
3)H3O+
2)CH3CHO
COMe
CH__CH3
CMgBr
2)H3O+
C__C
CH__CH3
OH
Me
OH
MeC1)
OH
C Me
Síntesis 2:
 
 
REACTIVOS ORGANOLITICOS 
 
El litio reacciona con los haluros de alquilo o de arilo, dando lugar a compuestos orgánicos de litio (Tema 8, p. 
199) 
 
 
CH3CH2CH2CH2
_Br + 2Li tetrahidrofurano
00 C
CH3CH2CH2CH2
__Li + LiBr
1-Butil-litio 
 
 
Cl + 2Li
tetrahidrofurano
00 C
Li + LiCl
Fenil-litio 
 
 
Los compuestos orgánicos de litio reaccionan con los aldehidos y las cetonas de la misma forma que los 
magnesianos. La única diferencia es que los organoliticos son más reactivos y, en ciertos casos, permiten la 
obtenciónde alcoholes terciarios a partir de cetonas que, al estar impedidas estéricamente, son poco reactivas 
frente a los magnesianos. 
 
Li+
_
(76 %)
CH2 CH Li + C6H5 C
O
H C6H5 CH
O
CH CH2
H3O
+
C6H5 CH
OH
CH CH2
1-Fenil-2-propen-1-ol
 
 
 
C6H5__Li +
H3O
+
(100 %)
Difenilmetanol
C6H5 C
O
H
Li+
_
C6H5 CH
O
C6H5 C6H5 CH
OH
C6H5
 
 
CH3(CH2)4__CH2__Li + CH3(CH2)4_CH2_CH2OH
H3O+
(72 %)
1-Heptanol
H C
O
H CH3(CH2)4CH2 C
O
H
H
_
Li+
 
 
 XI 
 301
CH3CH2CH2CH2
__Li +
H3O
+
(91 %)
5-Butil-5-nonanol
CH3(CH2)3 C
O
(CH2)3CH3 Bu C
O
Bu
Bu
_
Li+
C
OH
(CH2)3CH3CH3(CH2)3
(CH2)3CH3
 
 
REACTIVOS ORGÁNICOS DE CINC 
 
Los α-bromoésteres (Tema 9) reaccionan con cinc para dar compuestos organocincicos: 
 
 
BrCH2__CO2Et + Zn BrZn
__CH2__CO2Et 
 
 
Esta reacción (reacción de Reformatsky) es interesante porque permite trabajar con un compuesto 
organometálico que, a diferencia de los magnesianos y los organoliticos, no reacciona con el grupo éster: 
 
 
H3O+
+ Zn2+ Br+
_
C6H5 C
O
Me
CH2
ZnBr
CO2Et C6H5 C
O
Me
CH2
ZnBr
CO2Et C6H5 C
OH
Me
CH2 CO2Et
 
 
 
O
+
1)Zn
2)H3O
+
CO2Et
HO
BrCH2 CH CH CO2Et
 
 
 
 
La reacción del (2S)-2-Fenilpropanal con Yoduro de metilmagnesio, seguida de acidificación, da lugar a una 
mezcla de dos diastereoisómeros en la proporción 2:1. Teniendo en cuenta que la reacción está sometida a 
control cinético, averigua cuál es el estereoisómero mayoritario.
EJERCICIO 11.13
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 XI 
 302
 
EJERCICIOS ADICIONALES 
 
 
 
 
11.1 Realiza la síntesis de los compuestos a-i utilizando magnesianos. 
 
 a) 5-Metil-1,5-hexanodiol f) 3-Hidroxi-3-metil-1,4-pentadieno 
 b) 3-Fenilpropanol g) 2-Fenil-2-butanol 
 c) 2-Hexanona h) 1-Metilciclobutanol 
 d) 4-Metil-4-heptanol i) Ácido fenilacético 
 e) 3-Pentanol 
 
Puedes emplear cualquier producto inorgánico, pero únicamente los siguientes compuestos orgánicos: 
 
 Propino 1-Propanol 3-Buten-2-ona Ác. propiónico 
 Benceno Alcohol bencílico 5-Bromo-2-pentanona Ác. 5-hidroxipentanoico 
 Metanol Óxido de etileno Ác. fórmico 
 Etanol Bromuro de vinilo Ác. acético 
 
 
 
11.2 Utilizando Bromuro de fenilmagnesio y cualquier otro producto orgánico o inorgánico que precises, diseña una 
síntesis de los siguientes compuestos: 
 
 1) Ac. benzoico 6) 1,1-Difeniletanol 
 2) 1-Fenilpropino 7) 2-Fenilpropeno 
 3) Vinilbenceno 8) Fenol 
 4) Trifenilmetanol 9) 1,1-Difenil-1,5-pentanodiol 
 5) 2-Feniletanol 
 
 
 
11.3 La reacción de un compuesto A(C7H12O) con Bromuro de metilmagnesio, seguida de tratamiento con 
H2SO4 diluido, conduce a una mezcla de dos diastereoisómeros. Uno de ellos es el (1R,3S)1,3-
Dimetilciclohexanol. 
 
Apartado 1: Averigua las configuraciones absolutas de A y del otro diastereoisómero del 1,3-
Dimetilciclohexanol. Explica si la mezcla de reacción es ópticamente activa. 
 
Apartado 2: ¿Qué resultado se obtendrá cuando el enantiómero de A se somete a la misma reacción? Explica 
si la mezcla de reacción carece ahora de actividad óptica. 
 
 
 
11.4 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en la siguiente secuencia de reacciones: 
 
2-Bromoetanol
O
TsOH
A
1)Mg
2)
O
Me
3)H3O+
HBr (1eq.)
C(C5H11OBr)
O
TsOH
DB(C5H12O2)
 
 
1)Mg
2)CO2
3)H3O+
[E(C6H12O3)] F(C6H10O2)
1)2CH3Li
2)H3O+
4,5-Dimetil-1,5-hexanodiol
 
 
 
 XI 
 303
11.5 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
CH3COCH2CO2Et + HC C CH2Br
EtO
_
A(C9H12O3)
HOCH2CH2OH
H3O+
B
1)NaNH2
2)IMe 
 
C
HCl
H2O
D(C7H10O)
H2[Pd/C]
BaSO4
E(C7H12O)
 
 
Secuencia 2: 
 
CH3CH2CH2Br
1)Mg
2)EtCHO
1)H3O+
A
PBr3 B
1)Mg
2)CO2
1)H3O+
C
1)SOCl2
2) ? N CH3
CH3
O 
 
11.6 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
Br 1)Mg
2)CH2O
1)H3O+
A Swern
oxidación
B ? C6H5
OH 
 
Secuencia 2: 
HC CH
2) ?
1) ?
A(C3H4O) 2) ?
1) ?
B(C4H6O2)
H2[Pd/C]
BaSO4
C(C4H8O2)
Me Me
O
H3O+ O
O Me
Me 
 
Secuencia 3: 
 
CH3COCH2CO2Et
?
H3O+
A(C8H14O4)
1)C6H5MgBr
2)H3O+
H3O+ Me OH
O C6H5
C6H5
B(C18H20O3)
 
 
 
11.7 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en la siguiente secuencia de reacciones. 
 
C6H5CH2 CO2H
1)P, Br2
2)EtOH
A
1)Zn
2)
O
B(C15H20O3)
O
+ HNMe2
EtO
_
transesterificación
HO CH
C6H5
CO O CH2CH2NMe2
 midriático
(dilatador de la pupila)C(C4H11NO)
 
 
 
11.8 Apartado 1: Escribe las reacciones que aparecen en la siguiente secuencia sin utilizar estereoquímica. 
 
CH3CH2 CH
Me
CHO
1)IMgEt
2)H3O+
Swern
[A + B]
oxidación
[C]
1)NaCN, EtOH
2)H3O+ 
 
 
 XI 
 304
[D + E]
H3O+ [F + G] Q[H + I]
H3O+
[J + K]
E1 
 
Apartado 2: Utiliza representaciones tridimensionales y proyecciones de Newman, para averiguar la 
configuración absoluta de todos los compuestos que aparecen en la secuencia de reacciones. 
 
Ayuda: El primer paso está sometido a control cinético; el paso [C] [D + E] está sometido a control 
termodinámico. 
 
 
 
11.9 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
C6H5 Me
O
1)CN
_
2)H3O+
A MeOH
H2O
B
 
 
Secuencia 2: 
 
H2C(CO2Et)2
1)EtO
_
2)Me2CHCH2Br
H3O+
Q
A(C11H20O4) B(C6H12O2)
EtOH
H3O+
C(C8H16O2)
 
 
D(C9H16O3)
CN
_
E(C10H17O3N)
H3O+ Me
CO2H
Me CO2H
OH
EtO
_
HCO2Et 
 
Secuencia 3: 
 
H C C H
1)Na, NH3(liq.)
2)Me2CO
A(C5H8O)
H3O+, H2O
Hg2+
B(C5H10O2)
 
 
Secuencia 4: 
 
H C C H
1)Na, NH3(liq.)
2)2Me2CO
A(C8H14O2)
H3O+, H2O
Hg2+
B(C8H16O3)2
H3O+
OMe
Me
Me
Me
O
 
 
Secuencia 5: 
 
OH
1)Br3P
2)Mg
3)CH2O
A(C7H14O)
H3O+ B(C7H12)
R_CO3H C(C7H12O)
C6H5CH2OH
Na
HO CH2_O_CH2C6H5
 
 
 
11.10 Las α-bromocetonas se obtienen por reacción directa entre la cetona y bromo en medio básico (Tema 9, 
p. 241) Las γ-bromocetonas se sintetizan a partir de γ-hidroxicetonas (Tema 9, p. 253, Secuencia 4) Cómo 
sintetizarías la 4-Bromo-2-butanona, una β-bromocetona. 
 
 
 
 
 XI 
 305
11.11 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
EtO2C
EtO2C
EtO
_
IMe
A
Br
EtO
_
B(C11H18O4)
1)HO
_
2)H3O+
[C] D(C6H10O2)
EtOH
H3O+ 
 
 
E
H4AlLi F(C6H12O)
Ac2O
piridina
O
MeMe
O 
 
Secuencia 2: 
 
CH2(CO2Et)2
EtO
_
Br
A(C10H16O4)
H3O+
Q
[B] EtOH
H3O+
D
H4AlLiC(C5H8O2)
 
 
E
PBr3 F(C5H9Br)
C6H5O Na+
_
C6H5O 
 
Secuencia 3: 
 
C6H5NH2 + Cl
Me
O
A
H4AlLi B 
 
Secuencia 4: 
 
Br 1)Mg
2)CO2
1)H3O+
A
SOCl2 B
Me2NH
C
H4AlLi D
 
 
Secuencia 5: 
 
H C C H
1)Na, NH3(liq.)
2)
O
A(C4H6O)
EtO
_
C6H5CH2Br
B(C11H12O)
1)Na, NH3(liq.)
2) CH2O
C(C12H14O2)
 
 
Secuencia 6: 
 
Me
CO2Et
O
MeCOCH2Br
EtO
_
A(C9H14O4)
NH2Cl H3O+[B(C15H18O3NCl)] C(C15H16O2NCl)
 
 
NMe Me
CO2H
Cl 
 
 XI 
 306
Secuencia 7: 
 
Me
CO2Et
O
H2N_NH2 [A(C6H14O3N)] N
N
Me
O 
 
 
11.12 ¿Cómo llevarías a cabo las síntesis que aparecen a continuación? Puedes utilizar todos los productos 
orgánicos o inorgánicos que necesites. 
 
Síntesis 1: 
 
Me OEt
O O
varios pasos
Me C6H5
O OH
C6H5 
 
Síntesis 2: 
 
varios pasosMeO2C OH
Me
Me
O OH
Me 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 XI 
12. REACCIONES DE ADICIÓN NUCLEÓFILA CON ANIONES ENOLATO
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
Ya se ha dicho que los aniones enolato de cetonas se emplean habitualmente en reacciones de sustitución 
nucleófila sobre un grupo carbonilo (Tema 8) y en reacciones de sustitución nucleófila sobre un átomo de 
carbono saturado (Tema 9) La utilidad de los aniones enolato de ésteres se puso también de manifiesto en 
reacciones del mismo tipo. 
 
Los aniones enolato de aldehidos, cetonas y ésteres se emplean como nucleófilos en reacciones de adición, en 
las que el sustrato puede ser, entre otros, una cetona, un aldehido, un nitrilo α,β-insaturado o un 
nitrocompuesto α,β-insaturado. 
 
Estas reacciones de adición nucleófila transcurren mediante el siguiente mecanismo general (el ejemplo se 
refiere a una cetonaque reacciona con ella misma): 
 
+ B
_
+ HB
_
R CH2 C R'
O
R CH C R'
O
 
 
 
+ B
_
R' C CH
R
O _
C
O
R'
CH2 R R' C CH
R
O
C
O
R'
CH2 R
_ H___B
R' C CH
R
O
C
OH
R'
CH2 R
 
 
 
El producto de la reacción es un compuesto β-hidroxicarbonílico que, eventualmente, puede deshidratarse 
mediante una reacción de eliminación, dando lugar a un compuesto carbonílico α,β-insaturado: 
 
R' C CH
R
O
C
OH
R'
CH2 R
H___B
+
+ H2O + HB
:
R' C C
RO
C
OH2
R'
CH2 R
HB
_
:
R' C C
RO
C
R'
CH2 R
 
 
 
 
REACCIÓN ALDÓLICA 
 
ALDEHIDOS COMO SUSTRATOS 
 
 
CHO
* *
CH3 CH CH CH2CH3
OH
CH3CH2
HO
CHO
CH3CH2CHO+
−
HO+ H + HO −HO H 
 
Mecanismo de la reacción: 
 
HO
_
_
_
anión enolatopKa 15,5
+ H2O
pKa 15,74
Keq = 1,7Me2C C H
O
H
Me C
Me
C
O
H Me C
Me
C
O
H
 
 
 
 XII 
 308
:
_
_
HO__H
(aldol)
+ HO
_
Me2CH C
O
H
C CHO
Me
Me
Me2CH C
O
H
C CHO
Me
Me
Me2CH CH C CHO
Me
Me
HO
 
 
Si el aldehido tiene dos hidrógenos en Cα y la temperatura es alta, el aldol se convierte normalmente en un 
aldehido α,β-insaturado a través de una reacción de eliminación (el proceso completo recibe el nombre de 
condensación aldólica): 
 
2 CH3CH2CH2CHO
NaOH
H2O, 800
(no se aisla)
(E)-2-Etil-2-hexanal
(86 %)
-H2O
CH3CH2CH2 CH C
OH
CH3CH2CH2 CH C C
CH2CH3
CH3CH2CH2 CH C C
CH2CH3
OH
CH2CH3
CHO
H
HO
_
_ O
H CH3CH2CH2 CH C C
CH2CH3
OH
_
O
H
O
H
_HO
_
+
 
 
En la reacción aldólica de un aldehido con dos hidrógenos en el carbono α se origina un aldol con dos
carbonos asimétricos. Escribe el mecanismo de la reacción utilizando representaciones tridimensionales y 
comprueba que se obtiene una mezcla equimolecular de dos racémicos.
EJERCICIO 12.1
* *
CH3 CH CH
CHO
CH2CH3
OH
2 CH3CH2CHO
NaOH
H2O
 
 
 
CETONAS COMO SUSTRATOS 
 
El átomo de carbono del grupo carbonilo de las cetonas es menos reactivo que el de los aldehidos. Por 
consiguiente, en la reacción aldólica de cetonas, el equilibrio está normalmente desplazado hacia la izquierda: 
 
 
+
(2 %)
4-Hidroxi-4-metil-2-pentanona
CH3C
OH
CH3CH3
C CH3
OO
CH2CH3 C CH3
HO −
HO H
+ HO −HO+ HCH3 CO
 
 
 
Sin embargo, la deshidratación del aldol desplaza el equilibrio hacia la derecha, dando lugar a cetonas α,β-
insaturadas con buenos rendimientos: 
 
H2OO CH2CH3 KOH ;
O
O
HO
CH3
H
HO
_
 
 
 XII 
 309
 
O
CH3
O
HO CH3_
O
HO CH3
_
 
 
 
Escribe el mecanismo de las siguientes reacciones:
EJERCICIO 12.2
1)KOH
2)H3O+, Q
CH3
O
(60 %)
CH3 CO CH CH2COCH3
CO2Et
O
CH2COCH3 O
(72 %)
KOH
 Q
O
O
O
(96 %)
Na2CO3
H2O
CH2CH2COCH3
CO2Et
O
CO2Et
O
(66 %)
_
EtO Na+
EtOH
 
 
 
REACCIÓN RETROALDÓLICA 
 
El equilibrio de la reacción aldólica está normalmente desplazado hacia la izquierda. El hecho de que la 
reacción sea un equilibrio implica que el aldol puede transformarse en el aldehido o en la cetona de partida. 
Esta reacción recibe el nombre de reacción retroaldólica. 
 
Reacción aldólica: 
 
+ B
_ _
R CH2 C
O
R' + HBR CH C
O
R' 
 
 
_
_ H___B
+ B
_
R' C
O
CH
R
C
O
R'
CH2 R R' C
O
CH
R
C
O
R'
CH2 R R' C
O
CH
R
C
OH
R'
CH2 R
 
 
 
 
 XII 
 310
Reacción retroaldólica: 
 
R' C
O
C
O
R'
CH2
H
R
 B
_
CH
R
R' C
O
C
O
R'
CH2 RCH
R
_
H___B
R' C
O
CH
R
_
H___B
+ C
O
R'
CH2 R
R' C
O
CH2 R + B
_
 
 
Observa que el mecanismo de la reacción retroaldólica es exactamente el mismo que el de la reacción aldólica, 
pero escrito al revés. Esto es cierto para cualquier reacción. 
 
 
Escribe el mecanismo de la siguiente reacción:
EJERCICIO 12.3
MeO
CH
O
CH
Me
C
O
CMe3
_
Li+
+
CHO
CH
O
CH
Me
C
O
CMe3
_
Li+
+
CHO
OMe
 
 
 
REACCIÓNES ALDÓLICAS MIXTAS 
 
La reacción aldólica entre dos cetonas distintas, dos aldehidos diferentes o un aldehido y una cetona, puede 
dar lugar a cuatro productos. 
 
Reacción entre dos cetonas distintas: 
 
R CO CH3 + R' CO CH3
B
_
R CO CH2 C
OH
CH3
R' + R' CO CH2 C
OH
CH3
R
 
Reacción entre dos aldehidos diferentes: 
 
R CH2 CHO + R' CH2 CHO
B
_
R CH CH
CHO
OH
CH2 R' + R' CH CH
CHO
OH
CH2 R
 
 
Reacción entre un aldehido y una cetona: 
 
R CH2 CHO + R' CO CH3
B
_
R CH
CHO
C
OH
CH3
R' + R' CO CH2 CH
OH
CH2 R
 
 
 
En cada una de las tres reacciones anteriores faltan dos productos ¿Cuáles son?
EJERCICIO 12.4
 
 
 
 XII 
 311
Este tipo de condensaciones mixtas no es útil en síntesis. Para obtener un sólo producto de reacción existen dos 
alternativas: 
 
1 Preparación del enolato cinético de la cetona (Tema 9) y reacción posterior con un aldehido o una cetona 
diferentes: 
 
CH3CH2CH2 C
O
CH3 + (Me2CH)2N Li
+
_
(LDA)
-780C
THF
CH3CH2CH2 C
O
CH2
_
Li+
+ (Me2CH)2NH
pKa 36
Keq 10
17
pKa 19 
 
 
CH3CH2CH2 C
O
CH2
_
C
O
H
CH2CH2CH3
Butanal
CH3CH2CH2 C
O
CH2 CH
O
CH2CH2CH3
_
HB
 
 
 
CH3CH2CH2 C
O
CH2 CH
OH
CH2CH2CH3
HB
6-Hidroxi-4-nonanona
(65 %)
5-Nonen-4-ona
(72 %)
TsOH
Q
CH3CH2CH2 C
O
CH CH CH2CH2CH3
 
 
 
2 Uno de los compuestos carbonílicos (el aldehido o la cetona) carece de hidrógenos en el Cα: 
 
 
MeO C
O
H + CH3 C
O
CH3
NaOH
H2O
MeO CH
OH
CH2 CO CH3
 
 
 
MeO CH CH CO CH3
(83 %)
4-(p-Metoxifenil)-3-buten-2-ona 
 
 
Escribe los productos que se obtienen en las siguientes reacciones:
EJERCICIO 12.5
CH3 CH
CH3
CH2CHO
+
H C
O
H
K2CO3
H2O
O
+CHO CH3 CO CH3
1)NaOH, H2O
2)H3O+
2
CHO
+
1)NaOH, H2O
2)H3O+
CH3 CO CH3
 
 
 XII 
 312
Escribe el mecanismo de las siguientes reacciones:
Reacción 1:
EJERCICIO 12.6
3 CH3 CO CH3
Me
MeMe
2)H3O+
1)NaOH, H2O
Reacción 2:
O
3
2)H3O+
1)NaOH, H2O
Reacción 3:
CH3 CO CO2 CH3
CH3
CH3 O
O
2)H3O+
1)NaOH, H2O
Reacción 4:
C
O
CH2 + C C
OO
O
2)H3O+
1)NaOH, H2O
Reacción 5:
CH3 CO CH2 + CH3 CO CH2
1)EtO-, EtOH
2)H3O+
OH
CO2Et
CH3
CH2
CO2Et CHO
 
 
 
CONDENSACIÓN DE DARZENS 
 
La condensación de Darzens transcurre entre cetonas y α-haloésteres; permite la obtención de aldehidos con 
un átomo de carbono más que la cetona de partida: 
 
1)NH2
 Na+
2)H3O+
O
+ ClCH2__CO2Et
CHO
CiclohexanocarbaldehidoCiclohexanona
_
 
 
Mecanismo de la reacción: 
 
+ClCH2__CO2Et NH2
_
Cl__CH__CO2Et + NH3
pKa > 23 pKa 36
Keq > 10
13
_
 
 
 
_
O O
CH
_
O
H
CO2Et
H3O+
O
H
CO2H
CH
Cl
CO2Et CO2Et
Cl 
 
 XII 
 313
O
H
CO2H O
H
C
O
O
H
O
H
H
enol del eldehido
(CO2)C O
O
 
 
 
 
enol
OHOHH
 
 
 
CONDENSACIÓN DE PERKIN 
 
La reacción transcurre entre aldehidos aromáticos y anhidridos de ácido en presencia de aniones carboxilato 
(sal de un ácido carboxílico): 
 
Ác. p-nitrocinámico
CH3 C O
O
C
O
CH3
CHO
NO2
+
1)CH3CO2 Na
+
_
CH
NO2
CH CO2H
2)H3O
+
 
 
 
 
+
CHO
OH
CH3 C O
O
C
O
CH3
_
Cumarina
O O2)H3O
+
1)CH3CO2 Na+
 
 
 
Los hidrógenos metílicos del anhidrido acético son ácidos; partiendo de este hecho, escribe el mecanismo de 
la condensación de Perkin que conduce a Cumarina.
EJERCICIO 12.7
 
 
 
REACCIÓN DE MICHAEL 
 
Una gran variedad de aniones enolato reaccionan con compuestos carbonílicos, nitrilos y nitrocompuestos α,β-
insaturados a través del doble enlace C=C: 
 
 Reacción 1: 
EtO2C CH2 CO2Et + CH2 CH C
O
CH3
N
H EtO2C CH CH2CH2
CO2Et
CO CH3
2-Etoxicarbonil-5-oxo-hexanoato de etilo
(71 %)
 
 
 
 XII 
 314
EtO2C CH2 CO2Et +
N
H
EtO2C CH CO2Et
_
+
N
H H
+
 
 
 
EtO2C
CH
EtO2C
_
CH2 CH C
O
CH3 EtO2C CH CH2
CO2Et
CH C CH3
O
_
HB+
 
 
 
enol (71 %)
EtO2C CH
CO2Et
CH2 CH C
OH
CH3 EtO2C CH
CO2Et
CH2 CH2 C CH3
O
 
 
 
 Reacción 2: 
CH3 CO CH2 CO CH3 + CH2 CH CN
Et3N
t-BuOH
CH3 CO CH CH2 CH2
CO CH3
CN
(77 %)
4-Acetil-5-oxo-hexanonitrilo 
 
 
CH3__CO__CH2__CO__CH3 + Et3N CH3__CO__CH__CO__CH3 + Et3N__H
_ +
 
 
 
CH3 CO C
H
COCH3
_
CH2 CH C N: CH3 CO C
H
COCH3
CH2 CH C N:
_
 
 
 
CH3 CO C
COCH3
H
CH2 CH C N:
_
+
Et3N
H
CH3 CO C
COCH3
H
CH2 CH2 C N: + Et3N:
 
 
 
 Reacción 3: 
CH3 C CH2
O
CO2Et + CH CH NO2
Et3N
t-BuOH
CH3 C CH
O
CH
CO2Et
CH2 NO2
3-Etoxicarbonil-2-fenil-4-oxonitropentanoCH3__CO__CH2__CO2Et + Et3N: CH3__CO__CH__CO2Et
_
+ Et3N_H
+
 
 
 
 
 XII 
 315
CH3 CO C
CO2Et
H
_
CH
C6H5
CH N
O
O
_
+
CH3 CO CH
CO2Et
CH
C6H5
CH N
O
O
_
_
+
 
 
 
CH3 CO CH
CO2Et
CH
C6H5
CH N
O
O
_
+_
+
NEt3
H
CH3 CO CH
CO2Et
CH
C6H5
CH2 NO2 + :NEt3
 
 
 
Escribe el mecanismo de las siguientes reacciones de Michael:
EJERCICIO 12.8
Reacción 1:
CH3CH2__NO2 +
O
MeO Na+
O
CH3
NO2
3-(1-Nitroetil) ciclohexanona
_
MeOH
Reacción 2:
MeO2C CH2 + CH3 CH CH CH CH CO2Me
MeO
_
MeO2C CH
CO2Me
CH
Me
CH CH CH2
5-Metil-6-metoxicarbonil-3-heptanodioato
 de dimetilo
(72 %)
MeOH
Reacción 3:
CH3CH2 CO CH CH2 +
OMe
O
Me
OMe
O
EtO
_
EtOH
1)EtO
2)CH3_CO_CH=CH2
Me
OMe
O
_
CO2Me CO2Me
 
 
 
Las reacciones de Michael intramoleculares transcurren a través del mismo mecanismo que las 
intermoleculares: 
 
EtO2C CH2 CO2Et + CH3 CH CH CO C C OEt
t-BuO K+
t-BuOH
_
MeEtO
O
EtO2C CO2Et
(70 %) 
 
 XII 
 316
Mecanismo de la reacción: 
 
 
t-BuOHEtO2C C
CO2Et
H
_
C
OEt
C C
O
CH CH Me EtO2C C
CO2Et
H
C
OEt
C C
O
CH CH Me
_
 
 
 
EtO2C C
CO2Et
H
C
OEt
C C
OH
CH CH Me
enol
EtO2C CH
CO2Et
C
OEt
CH C
O
CH CH Me
t-BuO
_
 
 
Me
_ OEtO2C
EtO2C
OEt
O
EtO
EtO2C
EtO2C
Me
_
 
 
t-BuOH OH
EtO
EtO2C
EtO2C
Me
enol
EtO
CO2EtEtO2C
Me
O
 
 
 
Escribe el mecanismo de las siguientes reacciones de Michael intramoleculares:
Reacción 1:
EJERCICIO 12.9
HNa, DMF
-300C
OO
O
(56 %)
CH CO CH CH2+
OO
Reacción 2:
O
CO2Me
Me
O
CO2Me
Me
O
O
(50 %)
CsCO3
Reacción 3:
Me
OH
CH2
O
NaOH (5 %)
O
Me
O
(80 %)
H2O
CH2
 
 
 
 XII 
 317
Escribe el mecanismo de las siguientes reacciones de Michael intramoleculares:
Reacción 4:
EJERCICIO 12.9 (continúa)
Reacción 5:
Reacción 6:
Reacción 7:
Reacción 8:
O CO2Et
O
O O
CO2Et
(89 %)
K2CO3
EtOH
CH3
O
2
LDA
THF, -700
O
COCH3
O
CN
t-BuO K+
t-BuOH, 700C
CH2_CN
Me2CH
O
(90 %)
Me2CH
_
Me
CO2Et
O O 1)K2CO3, EtOH
2)HCl, Q
Me
O
O
(45 %)
O
1)LDA
CO2Me2)
A(C10H14O3)
EtO Na+
O
CO2Me
_
EtOH
Reacción 9:
CH2
OH
THF, -400 O
(68 %)
KH
 
 
MÉTODO DE ROBINSON PARA LA SÍNTESIS DE CICLOS 
 
Robinson fue el primer químico que tuvo la idea de utilizar la reacción de Michael y la condensación aldólica para 
obtener compuestos cíclicos. La originalidad de su planteamiento consistió en realizar el proceso en un solo paso, 
es decir, mezclando todos los reactivos para obtener un compuesto que, en realidad, es el resultado de dos 
reacciones sucesivas: 
 
CH3
CH2
O
+
O
EtO Na+
EtOH
O
_
 
 XII 
 318
1 Reacción de Michael: 
 
 
CH3
H2C
O
O
EtO Na+
EtOH
Me
O
_
O
_
H___OEt
Me
OH
O
enol
MeO
O
_
 
 
 
2 Condensación aldólica intramolecular: 
 
 
O OMe
EtO
_
O OH2C
_
O
O_EtO____H
 
 
O
OH
H2O
_
O
cetona α,β-insaturada 
 
 
Escribe el mecanismo de las siguientes reacciones, basadas en el método de Robinson para obtener ciclos:
EJERCICIO 12.10
Reacción 1:
Reacción 2:
Reacción 3:
Me Me
O CHO
O
Me
Ca(OH)2
MeOH
O
Me
+
Me
O
HC C CO Me
Et3N
O
CO2Et
+
CH3
O
O
CO2Et
2)(t-BuO)3Al
1)Et3N
CO2Et
O
(92 %) (34 %)
H2C CH CO CH3
Et3N
 
 
 
EJERCICIO 12.11
La síntesis de la vitamina A, realizada por un grupo de químicos suizos (Isler y colaboradores, 1947), incluye una 
serie de reacciones de condensación de grupos carbonilo. La vitamina se fabrica a partir del Citral, aldehido que
se encuentra en el aceite esencial de limón. El primer compuesto intermedio, la β-Ionona, se obtiene como se
describe a continuación:
 
 
 
 
 XII 
 319
EJERCICIO 12.11 (continúa)
CH3 C
CH3
CH CH2CH2 C
CH3
CH CHO
Citral
CH3 CO CH3+
EtO
_
(transposición)
Me
OMeMe
Me
EtOH
A
H3O+
La síntesis de la vitamina A, a partir de la β-Ionona, es como sigue:
 β-Ionona
(Darzens)
Me
OMeMe
Me
+
_
CHO
MeMe
Me
Me
EtO
ClCH2CO2Et
(B)
CH C
O
CH3
HC C Na+
_1)
2)H3O+
(transposición alílica)
CH2OH CH C
Me
C CH(C)
H2O
2C6H5MgBr (D)
1)H2/Pd (selectiva)
2)(MeCO)2O
3)H3O+ (transp. alílica)
(B) + (D)
MeMe
Me
Me
C C CH C
Me
CH2OH
Me Me
Me
Me Me
acetato de vitamina A
CH2 O C
O
CH3
Escribe el mecanismo de todas las reacciones.
CH2
 
 
 
EJERCICIOS ADICIONALES 
 
12.1 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en cada secuencia y escribe el mecanismo 
simplificado de todas las reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
CH3CO2Et + HCO2Et A(C5H8O3)
EtO
_
NaBH4
B
H3O+
Q
C(C5H8O2)
 
 
MeCO2Et + EtO 1)EtO
2)MeCOCH2COMe
E(C14H24O6)
Me
CO2Et
CO2Et
Me
_ _
H3O+
D(C9H16O4)
Q
 
 
Secuencia 2: 
 
MeCO2Et + EtO
O
O
MeCO(CH2)5CHO
HO
_ _
HO
_
A B(C12H20O3)
 
 
 XII 
 320
Secuencia 3: 
 
A(C6H10O) + B(C7H7Br)
1)Mg
2)H3O+ OH
C6H5
 
 
Secuencia 4: 
 
1)HBr
2)HOCH2CH2OH
1)Mg
2)C6H5COMe
C
OH
CH3
CH2CH2A(C3H4O) B(C5H9O2Br) C
H3O+
C6H5 CHO
 
 
Secuencia 5: 
 
A(C10H18O4)
1)HO
2)H3O+, Q
NH2 Na+EtO
_
HC CH +
_
C(C5H8O)
_
B D
 
 
E CH2
H3O+
Q
H2
[Pd] 
 
Secuencia 6: 
A(C6H10O3)
1)EtO
2)
_
O COMe
O
O
[B]
 
 
Secuencia 7: 
A(C7H12O)
1)HNa
O
Me
HC C COMe2)
[B(C11H16O2)]
 
 
Secuencia 8: 
 
MeCOCH2COMe + MeCOCH2CO2Et [A(C11H16O4)]
H3N: [B(C11H19O4N)] 
 
N
Me
CO2Et
MeMe
[C(C11H17O3N)]
 
Secuencia 9: 
 
1)EtO
2)A(C3H5Br)
1)H3O+
2)EtOH, H3O+
(EtO2C)2CH2
_
B(C10H16O4) C(C7H12O2)
 
 
H4AlLi
Q
D
H3O+ H2C CH CH2 CH CH2
 
 
Secuencia 10: 
A(C12H14O4) + MeCOCMe3
O
O
CO
HO
_
CMe3[B]
 
 
 XII 
 321
12.2 Averigua la estructura de los compuestos (1)-(10) y escribe el mecanismo de las siguientes reacciones: 
 
Secuencia 1: 
 
(1) (C7H12O2)
NaOH / H2O
COCH3
 
 
Secuencia 2: 
 
(2) (C3H4O4)
N
CH CH CHO+ CH CH CH CH CO2HCH3 CH3 
 
Secuencia 3: 
 
NaOH / H2O(3) (C5H8O2) + CH2 CN CH3 CO CH
COMe
CH2CH2 CNCH2 
 
Secuencia 4: 
(4) (C4H6O) +
O
O
EtO
_
EtOH
 
 
Secuencia 5: 
 
1)HNa
2)H3O+
(5) (C4H8O2) + CH3 CO CH3 CH3COCH2COCH3
 
 
Secuencia 6: 
 
1)NaOH/H2O
2)H3O+
C6H5
C6H5C6H5
C6H5
O
(6) (C14H10O2) + C6H5 CH2 C CH2 C6H5
O
 
 
Secuencia 7: 
 
CO2EtEtO2C
O O
Me Me
(7) (C6H10O4) + EtO2C CH2 C
Me
Me
CH2 CO2Et
EtONa
EtOH
 
 
Secuencia 8: 
 
O
Me
CO2Et
(8) (C15H26O4)
Me
Me
EtONa
EtOH
 
 
Secuencia 9: 
 
(9) (C4H4O)
LDA
O
Me
+
O
Me
CH CH CO CH3
 
 
 XII 
 322
Secuencia 10: 
 
2 (10) (C4H6O2)
O Me
Me O
NaOH
H2O
 
 
 
12.3 Averigua la estructura de los productos que aparecen en las secuencias siguientes y escribe el mecanismo de 
todas las reacciones. 
 
Secuencia 1: 
A(C11H14O2) + B(C3H6O2)
HNa
C
CHO
CO2Et
Me
C6H5
 
 
 
Secuencia 2: 
 
 + B(C5H10O3)
O
H3O+ / H2O
CH2
:B C(C9H14O3)
H4AlLi D
Q 
 
 
Secuencia 3: 
 
(4S) 4-Metil-3-hexanona A(mayoritario) + B(minoritario)
1)MeMgI
2)H3O+ 
 
 
Secuencia 4: 
 
N
N O
Me
A(C6H8N2) + B(C6H10O2)
C6H5
H
:B
 
 
 
Secuencia 5: 
1)RMgBr
2)H3O+
A(C5H8O) C6H5 CH
CH
CH3
CH CH2OH
 
 
 
Secuencia 6: 
 
A(C6H10O2)
1)2MeMgBr
2)H3O+
CH3 C
OH
CH2CH2CH2CH2OH
Me 
 
Secuencia 7: 
 
O
+ A(C4H6O)
O
:B [B(C10H16O2)]
 
 
 XII 
 323
Secuencia 8: 
 
Acetilacetato de etilo + A(C4H6O2)
OHO
Me OH
CO2Et
:B
[B(C10H16O5)]
 
 
C(C10H12O3) D(C10H12O3) 
 
 
12.4 Averigua la estructura de todos los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones: 
 
Secuencia 1: 
 
Ciclohexanona + Bromoacetato de etilo A(C10H18O3) B(C10H16O2)
Zn
Q
H3O+
 
 
O
O
 MeCOCH2CO2Et / EtO- 1)HO
-
2)H+, Q
D(C14H20O4)C
HO-
 
 
Secuencia 2: 
 
A(C6H10O) + Cloroacetato de etilo [MeCO2Et + EtO
-] [C]B(C7H12O)
NH2−Na+
 
 
O
O
Me2CO / HO- ED(C11H18O2)
HO-
 
 
 
12.5 Averigua la estructura de todos los compuestos que aparecen en la siguiente secuencia de reacciones: 
 
Me
Me
O
O
1)EtO-
2)MeCO(CH2)3Br
3)H3O+
1)OH-
2)ClCO2Et
A [B] [C] D(C9H14O3)
 
 
1)KOH
2)H3O+
E(C9H14O3)
1)OH-
2)H3O+
Me
OH
Me
O
HO
 
 
12.6 Averigua la estructura de todos los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones: 
 
Secuencia 1: 
 
OMe
O 2)MeCH2COCH=CH2
1)EtO- / EtOH
A(C16H20O3)1)EtO- / EtOH
2)H3O+
B(C16H18O2)
 
 
 
 XII 
 324
1)H4AlLi
2)H3O+
Me OMe
 
 
Secuencia 2: 
 
1)EtO- / EtOH
O
1)LDA
2)CH2=CHCO2Me
A(C9H12O3)
2)H3O+
O
CO2Me
3)H3O+ 
 
 
12.7 Averigua la estructura de los compuestos A, B, C, y D. Escribe el mecanismo de las siguientes reacciones: 
 
O
EtO2C CO2Et
C6H5C6H5
C6H5_CH=CH_CO_CH=CH_C6H5 + A
EtO
_
 
 
 
+
O
COMe
B NaOH
 
 
 
 
+
O
O
Me
O
O Me
C
KOH
CH2CH2COCH3
 
 
 
O
OMe
+ O OMe
Me
D EtO
-
 
 
 
12.8 Averigua la estructura de todos los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
LDA 1)CH2=C-CO2Me
2)H3O+
CO2Me
O
LDA
O
A B(C10H13O3Br)
Br
 
 
Secuencia 2: 
 
MeO2C_(CH2)5_CO2Me
1)EtO-
2)BrCH2CO2Me
3)H3O+
1)EtO- / EtOH
2)H3O+
A(C8H12O3) B(C11H16O5)
 
 
 XII 
 325
 
1)LDA
2)CH2=CH-CH=CH-CO2Me
1)HNa
2)H3O+
1)EtO-
2)H3O+ O
O
CO2Me
CO2Me
C(C17H24O7) D(C17H24O7)
 
 
 
12.9 Averigua la estructura de los productos que aparecen en las secuencias siguientes y escribe el mecanismo 
simplificado de las reaciones. 
 
Secuencia 1: 
 
A(C3H3N)
EtNH2 B(C5H10N2)
H4AlLi CH3CH2 NH CH2CH2CH2 NH2 
 
Secuencia 2: 
 
A(C7H6O2) +
piridina
O O
B(C3H4O4)
 
 
Secuencia 3: 
 
A(C6H10O) +
NH2 Na+
_
1)C6H5MgBr
2)H3O+
CH
OH
B(C4H7O2Cl) C(C7H12O)
 
 
Secuencia 4: 
 
1)EtO Na+
_
2)H3O+
A(C6H8O)
1)LDA
2)H2C CH CO2Me
B(C10H14O3)
O
CO2Me 
 
 
Secuencia 5: 
 
A(C7H12O)
1)HNa
2)HC C CO Me
CH3
O
[B(C11H16O2)]
 
 
 
12.10 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
CH2O + A
AcO
_
Me OH
CHO
Me
H2O
 
 
Secuencia 2: 
 
A(C6H10O) +
HO
_
H2O
O
C6H5
O
HO C6H5
B(C14H10O2)
 
 
 XII 
 326
 
Secuencia 3: 
 
A(C7H5O3N) + B(C2H4O)
KOH
MeOH
O2N
CHO
 
 
 
12.11 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
A(C3H4O3) + B(C7H6O)
KOH, MeOH
[C] C6H5 CO2H
O
80 %
250C
 
 
Secuencia 2: 
 
A(C6H10O2)
HO
_
O Me[B(C6H10O2)] 
 
Secuencia 3: 
 
Me
H
Me
O
+ CH2O
K2CO3
A(C5H10O2)
 
 
A(C5H10O2) +
CO2H
CO2H NH3, EtOH
1000C
Q
O
MeMe
O
[B(C8H14O6)] [C(C8H12O5)]
 
 
 
12.12 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
C6H5
C6H5
O
1)EtO
_
2) ?
C6H5
C6H5
CHO
O
 
 
Secuencia 2: 
 
A(C9H14O) + B(C4H6O)
EtO
_
Me
O CO2Et O
 
 
Secuencia 3: 
 
HO
_
[C(C10H12O2)] C6H5 Me
O
A(C7H6O) + B(C3H6O) 
 
 XII 
 327
 
C6H5 Me
O
+ D(C5H7O2N)
HO
_
EtO2C
Me
CN
C6H5 O 
 
12.13 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
Me
CO2Et
O
+ A(C15H12O)
EtO
_
Me C6H5
O
CO2Et
C6H5 O
[B(C21H22O4)]
C6H5 C6H5
CO2Et
O
 
 
Secuencia 2: 
 
OMe
CHO
O
HO
_ [A(C11H14O3)]
CO2Et
O
EtO
_ C(C17H22O5)
H3O+
Q
B(C11H12O2)
 
 
OMe
Me Me
OO
 
 
Secuencia 3: 
 
A(C6H10O3)
1)EtO
_
2)ICHMe2
Me Me
O
CO2Et
Me
EtO
_
?
HO
_
B(C13H22O4)Me Me
O
Me Me
CO2Et O
H3O+
Q
 
 
Me
Me
Me
O
 
 
 
12.14 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
A(C3H6O) + B(C7H12O4)
NH4+AcO
_
EtO2C Me
CO2Et
Me
H4AlLi C(C6H12O2)
PBr3 D
 
 
CH2(CO2Et)2, NaH
EtO2C
EtO2C
CO2Et
Me
MeCO2Et
H3O+
Q
E EtOH
H3O+
F HNa
EtO2C Me
Me
O
 
 XII 
 328
Secuencia 2: 
 
A(C4H6O) + Me
CO2Et
O
EtO
_
Me Me
O O
CO2Et
B(C10H14O3)
1)EtO
_
2)CH2O
C(C11H16O4)
H3O+
 
 
D(C9H12O4)
Q
Me
CH2
O
1)EtO
_
2) ?
Me O
Me
CO2Et
O
 
 
E(C15H22O4)
H3O+
Q
F(C12H16O)
 
 
12.15 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
Me Me
CHO
K2CO3
CH2O
A(C5H10O2)
CN
_
B(C6H11O2N)
HO
_
H2O
HO2C OH
OH
Me Me
 
 
EtOH
H3O+
C
TsOH
D
1)C6H5MgBr
2)H3O+
?
E
 
 
Secuencia 2: 
 
EtO2C
Me Me
O
EtO2C
Me
Me O
Me
2
HO
_
A(C6H10O)
CH2(CO2Et)2 + EtO
_
H3O+
Q
 
 
CN
_
B C
H3O+
Q
O
Me Me
CO2H
Me
O
 
 
 
12.16 Utiliza enaminas para realizar las síntesis siguientes. 
 
Síntesis 1: 
 
O O
CO2Me
 
 
Síntesis 2: 
 
O
N
H
H3O+
Me
O
O
? O
 
 
 XII 
 329
Síntesis 3: 
 
O
enamina O
C6H5
O
C6H5
OH
1)
2)H3O+ 
 
 
 
12.17 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
Me
Me
CHO
CH2O
K2CO3
A CNK B HCl
H2O
[C]
O
Me
Me
OH
O
 
 
Secuencia 2: 
 
OCH2C6H5
CO2Et
CO
OEt
OEt
HNa
A t
-BuO K+
_
Me
O
B
NaBH4 C
 
 
1)NaOH, H2O
2)H3O+
[D] Q
OMe O
OCH2C6H5
E
 
 
Secuencia 3: 
 
Me
CHO
1)R2NH, H3O+
2) CO2Me
A(C8H14O3)
1)R2NH, H3O+
2)
Me
O
H3O+ Me
CO2Me
O
B(C12H20O4)
 
 
Secuencia 4: 
 
C6H5 CO2Me
CO2Me (exceso)
MeO
_
[A(C13H16O4)] B(C17H22O6)
MeO
_ CO2Me
C6H5 CO2Me
O
 
 
 
 
12.18 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en las siguientes secuencias de reacciones. 
 
Secuencia 1: 
 
Me Me
O
Ba(OH)2 A(C6H10O)
MeCOCH2CO2Et + EtO
_
HO
_
1)H3O+, Q
2)RCO3H
B(C12H20O4) C(C12H18O3)
 
 
 XII 
 330
MeMe
Me
O
O 
 
Secuencia 2: 
 
CO2EtEtO2C MeCHCO2Et
Me
EtO
_
A(C12H20O6)
CN
EtO
_
EtOH
H3O+B(C15H23O6N)
 
 
EtO
_ Me
CO2Et
CO2Et
O
EtO2C
[C(C15H24O8)]
 
 
 
Secuencia 3: 
 
EtO2C CO2Et C6H5CHO
EtO
_
A(C14H18O5)
H3O+
H2O
EtOH
H3O+
CB(C9H8O2)
 
 
 
CH2(CO2Et)2 + EtO
_
C6H5NH2
N
C6H5
CO2Et
O O
C6H5
D(C18H24O6)
 
 
Secuencia 4: 
 
CH2(CO2Et)2
1)EtO
_
2)IC2H5
A
1)EtO
_
CHO2)
B
NaBH4 C(C12H22O5)
HO
_
C6H5CH2Cl
D(C19H28O5)
1)HO
_
2)H3O+ 
 
 
E(C15H20O5)
Q F(C14H20O3)
EtOH
H3O+
G
1)(C6H5)3C Na
2)Br CO2Et
_ +
Me
CO2Et
OCH2C6H5EtO2C
 
 
 
12.19 Averigua la estructura de los compuestos que aparecen en la siguiente secuencia de reacciones. 
 
H Me
O
Me2NH
AcOH, AcONa
A(C6H13N)
CO2Et
B(C11H21O2N)
H2O
H3O+
 
 
 
C(C9H16O3)
Me2NH
AcOH, AcONa
D(C11H21O2N)
Me
O
E(C15H28O3N)
H2O
H3O+
 
 
 
 XII 
 331
CO2Et
Me
Me
OH
O AcO
_
[F(C13H22O4)] G(C13H20O3)
HO
OH
H3O+
H(C15H24O4)
NH3
H2O 
 
 
I(C13H21O3N)
H4AlLi J(C13H23O2N)
H2OH3O+,1)
H2OHO ,2)
_ K(C11H19ON)
Me
HN
:
O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 XII 
13. REACCIONES DE SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA Y SALES DE DIAZONIO
 
 
 
GENERALIDADES 
 
El Benceno y la mayoría los hidrocarburos bencenoides reaccionan con electrófilos (E+) dando lugar a 
hidrocarburos aromáticos en los que el reactivo electrófilo sustituye a un átomo de hidrógeno: 
 
 
+ E+
E
+
H
H+
 
 
 
+ E+
EH
H E
+ + H+
 
 
 
 
Las reacciones de sustitución electrófila transcurren a través de los pasos siguientes: 
 
 
 E+
H EH
H
+ **
EH
*
*
*
HE
*
*
*
+
H
H +
+ H+
[catión arenio ; intermedio de Wheland ; complejo σ]
*
E
 
 
 
H
+ E+
+
+
+
H E
H
E
E
H
E
+ H+
E
curso
[catión arenonio]
 
 
 XIII 
 333
El paso más lento de estas reacciones, la formación del catión arenio, es el que determina la velocidad total de 
reacción. La formación de un catión arenio, a partir del hidrocarburo aromático correspondiente, supone siempre 
una disminución de la energía de enlace π. Es decir, cualquier catión arenio es menos estable que el hidrocarburo 
del que proviene, y su inestabilidad será tanto mayor cuanto más pequeña sea su energía de enlace π. Esto es 
así porque el sistema conjugado del catión arenio tiene siempre un átomo de carbono menos que el hidrocarburo 
del que deriva. 
 
 
Los reactivos (E) implicados normalmente en las reacciones de sustitución electrófila son los siguientes: 
 
 
E = R C
O
+R NO2 SO3 X++ +; ; ; ; 
 
 
 
Los carbocationes (R+) se obtienen por reacción entre un derivado halogenado y un ácido de Lewis: 
 
 
 + AlCl3 R_CH_R + AlCl4
+
R CH R
Cl _
 
 
 
 
Los cationes acilo (RCO+) resultan de la reacción entre un haluro de ácido y un ácido de Lewis: 
 
 
 + AlCl3 + AlCl4+
R C
O
Cl R C
O _
 
 
 
 
El cation nitronio (NO2+) surge de la reacción entre los ácidos nítrico y sulfúrico: 
 
 
HNO3 + 2H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2HSO4_
 
 
 
 
El carácter electrófilo del SO3 se debe a la carga parcial positiva del átomo de azufre: 
 
 
::
: :
_
+S
O
OO ::
: :
S
O
OO ::
: :
S
O
OO ::
: :
S
O
OO
_ _+ +
 
 
 
 
Los cationes halogenonio (X+) se obtienen haciendo reaccionar el halógeno con hierro: 
 
 
3Br2 + 2Fe 2FeBr3
2FeBr3 + Br2 Br
+ + FeBr4
_
 
 
 
 
 
 XIII 
 334
 
ENERGÍA DE ENLACE DE CATIONES ARENIO POLICÍCLICOS 
 
La variación de energía π (δEπ) que tiene lugar cuando un hidrocarburo aromático se transforma en un catión 
arenio, se puede estimar utilizando los coeficientes del orbital molecular no enlazante (ONE) de los átomos unidos 
al carbono que ha reaccionado con el electrófilo (ver Tema 5): 
 
 
 
 E+
H EH
H
+ **
δEπ = −2β(a + a) = −4aβ = −2,31β
a
-a
a
3a =1/
*
 
 
 
 
En el modelo de Hückel, 2β es la energía del enlace π del etileno 
 
 
 
 
 
Todos los átomos de carbono del benceno son equivalentes; esto significa que cuando el benceno se transforma 
en el catión arenio, la variación de energía π es independiente del átomo de carbono al que se une el reactivo 
electrófilo. 
 
Sin embargo, en los hidrocarburos aromáticos policíclicos, existen posiciones que no son equivalentes, es decir, 
átomos de carbono distintos. Cuando el reactivo electrófilo se une a estos átomos no equivalentes, la variación de 
energía de enlace π no es siempre la misma, originándose cationes arenio de diferente inestabilidad. 
 
 
H
 E++
H E
+ *
**
* *
a
a -2a
2a-a
11a =1/
(δEπ)1 = −2β(a + 2a) = −6aβ = −1,81β
[1]
1 1
 
 
 
Como los signos relativos de los coeficientes son arbitrarios, se eligen siempre positivos para calcular la variación 
de energía de enlace π: 
 
 
[2]
 E++
**
*
*
8b =1/
(δEπ)2 = −2β(b + 2b) = −6bβ = −2,12β
H
H
E
+
*
-2b
b
b-b -b
2 2
 
 
 
En el naftaleno existen dos posiciones no equivalentes (átomos de carbono 1 y 2) Como el catión arenio [1] es 
menos inestable que el [2], el producto mayoritario de cualquier reacción de sustitución electrófila es el que surge 
de dicho catión: 
 
 XIII 
 335
(δEπ)1
(δEπ)2
H
E
H E
+
+
Eπ
cursocurso
E
+ H + H
E
1
2
2
1
(δEπ)2 (δEπ)1>
+ E
+ +
+
 
 
 
 
H
H E
+
(dEπ)1 = −1,81β
(dEπ)2 = −2,12β
H
E
+
[menos inestable]
E
[producto mayoritario]
[más inestable]
H1
2
1
2
[producto minoritario]
E
1
2
 
 
 
 
Factor Parcial de Velocidad (FPV) 
 
El factor parcial de velocidad expresa las velocidades relativas de reacción, determinadas 
experimentalmente, para las diferentes posiciones no equivalentes de un determinado 
hidrocarburo aromático. El benceno se elige como molécula de referencia (FPV = 1) y el resto 
de los hidrocarburos se comparan con él. La reacción empleada en la determinación de los 
diferentes factores parciales de velocidad suele ser la destritiación (sustitución electrófila de 
tritio por hidrógeno) en tetrahidrofurano a 700 C: 
 
 
Ar-T + H+ Ar-H + T+
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 XIII 
 336
Por ejemplo, en el naftaleno, la posición 1 es 7,7 (1160/151) veces más reactiva que la posición 2: 
 
 
(FPV)1 = 1160
(FPV)2 = 151
 
 
 
Existe una relación estrecha entre los distintos FPV de un determinado hidrocarburo aromático y la disminución de 
la energía de enlace π en los diferentes cationes arenio. Por este motivo, emplearemos con frecuencia los factores 
parciales de velocidad para comprobar si las predicciones que hacemos son acertadas. 
 
 
SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA EN EL ANTRACENO 
 
En el antraceno existen tres posiciones no equivalentes, que dan lugar a tres productos de sustitución diferentes: 
 
H H
H1
2
9
+ E+
E
E
E
+ +
1 2 9
 
 
 
Las estabilidades relativas de los tres cationes arenio son las siguientes: 
 
H
1
+ E+
EH
+ *
***
* * *
a
a
-a
-a 2a -3a
3a
(δEπ)1 = −2β(a + 3a) = −8aβ = −1,57β
26a =1/
1
 
 
+ E+ (δEπ)2 = −2β(b + 3b) = −8bβ = −1,88β
H
E
+H2
*
**
* * * *
b
b
b-b
-b
-2b
3b
18b =1/
2
 
 
+ E+
***
* * *
(δEπ)9 = −2β(c + c) = −4cβ = −1,26β
10c =1/
H H E
+c c*
-c
-c -c2c
-c9 9
 
 
 
Disminución de la energía de enlace π: (δEπ)2 > (δEπ)9(δEπ)1 >
Orden de reactividad que se predice: C9 > C1 > C2
 
 
 
Estos son los valores de los factores parciales de velocidad en el antraceno: 
 
 
 XIII 
 337
(FPV)1 = 7900
(FPV)2 = 1135
(FPV)9 = 127 x 105
Reactividades relativas (datos experimentales) : C9 > C1 > C2 
 
 
H H
H1
2
9
+ E+
E
E
E
1
2
9
EH
(δEπ)1 = −1,57β
(δEπ)2 = −1,88β
H
E
(δEπ)9 = −1,26β
H E
+
+
+
[mayoritario]
[minoritario]
[minoritario]
9
1
2
C9
C1
C2
 
 
SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA EN EL FENANTRENO 
 
En el Fenantreno existen cinco posiciones no equivalentes, que dan lugar a cinco productos de sustitución 
diferentes: 
 
1
2
9
H
H
HH
H
34
E
H
H
E
E
H
H
E
H
E
+
+
+
+
+
E
E
E
E
1
1
2 2
3
3
4 4
9
9
E
E+
 
 
 XIII 
 338
Estabilidades relativas de los cinco cationes arenio: 
 
a
-a
2a
-2a
3a
-3a
1
H
E
H
+
1
E+
*
*
*
*
*
*
*
a
29a =1/
(δEπ)1 = −2β(2a + 3a ) = −10aβ = −1,86β
 
 
*b
-b
2b
-2b
3b
H
E
+
2
E+2
H
*
*
*
*
*
*b
-b
21b =1/
(δEπ)2 = −2β(2b + 3b ) = −10bβ = -2,18β
 
c
-c
2c
-2c
E
H
+ 3
E+
H
3
*
*
*
*
*
*
*
-c
2c
3c
24c =1/
(δEπ)3 = −2β(2c + 3c ) = −10cβ = -2,04β
 
 
H
E
+4
E+
H
4
*
*
*
*
*
*
*
d
-d
2d
3d
-3d
d
-d
(δEπ)4 = −2β(2d + 3d ) = −10dβ = -1,96β
26d =1/ 
 
H
E
+9
E+
9
H
*
*
*
*
*
*
*e
-e
2e-2e
4e
e
-2e
(δEπ)9 = −2β(e + 4e ) = −10eβ = -1,80β
31e =1/ 
 
Disminución de la energía de enlace π: (δEπ)2 > (δEπ)4 >(δEπ)3 >
Orden de reactividad que se predice: C9 > C1 > C4 > C3 > C2
(δEπ)1 > (δEπ)9
 
 
Factores parciales de velocidad del fenantreno: 
 
 
(FPV)9 = 1630
(FPV)1 = 900
(FPV)2 = 173
(FPV)3 = 385
(FPV)4 = 810
Reactividades relativas (datos experimentales): C9 > C1 > C4 > C3 > C2
 
 
 XIII 
 339
Ordena las posiciones 4, 4' y 5 del 1-Fenilnaftaleno, de acuerdo con su reactividad relativa en una reacción de 
sustitución electrófila.
EJERCICIO 13.1
4
4'
5
 
 
 
REACCIONES DE SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA 
 
REACCIONES CON ELECTRÓFILOS DE CARBONO 
 
ALQUILACIÓN DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS CON HALUROS DE ALQUILO (ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS) 
 
La reacción está catalizada por ácidos de Lewis: 
 
 
AlBr3 > AlCl3 > FeCl3 > SbCl5 > TiCl4 > ZnCl2 > BF3 
 
 
H
CH3Cl
AlCl3
CH3
 
 
 
CH3 Cl
H
AlCl3 CH3
.... Cl .... AlCl3
+δ+ δ
−
δ+
δ−
CH3 + Cl_AlCl3
_
+
CH3
Me
+
Cl AlCl3
_
H Me
+ H_Cl + AlCl3
 
 
 
Cuando en las reacciones de alquilación se originan carbocationes primarios, pueden tener lugar reacciones de 
transposición de Wagner-Meerwein: 
 
CH2CH2CH3
CH3_CH2_CH2Cl+
AlCl3
5 h
+
t = -60C 60 % 40 %
t = 350C 40 % 60 %
CH3 CH CH3
 
 
 
Si la temperatura se mantiene baja, la reacción está sometida a control cinético y se obtiene como producto 
mayoritario el que surge del carbocatión primario (este carbocatión es el que se forma más rápidamente) Por el 
contrario, a temperatura más elevada, el producto mayoritario es el que se obtiene a través del carbocatión más 
estable (control termodinámico), es decir, del carbocatión que resulta de la reacción de transposición. 
 
 
 XIII 
 340
AlCl3 Cl .... AlCl3
+δ−δ+
δ−
AlCl4
_
CH3CH2CH2
δ+
.... CH3CHCH2 +
H
CH3CHCH3
+
CH2CH2CH3
CH
[transp.]
CH3CH2CH2 Cl
CH3 CH3
 
 
 
Escribe el mecanismo completo de la siguiente reacción:
EJERCICIO 13.2
CH3 C
CH3
CH3
CH2Cl +
CCH3
CH3
CH2CH3AlCl3
 
 
 
ALQUILACIÓN DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS CON OLEFINAS Y ALCOHOLES 
 
Las olefinas y los alcoholes se protonan en medio ácido, dando lugar a carbocationes: 
 
 
Reacción con olefinas: 
 
CH3_CH_CH_CH3 CH3_C_CH2_CH3
CH3
+ +
(45 %) (55 %)
CH3
CH3 CH
CH3
CH CH2
H_Cl / AlCl3
00 C
 
 
 
H___Cl
[Regla de Markownikoff]
CH3_CH_CH
CH3
CH2 CH3_CH_CH
CH3
CH3
+
AlCl3
CHCH3 CH CH3
CH3
 
 
+
[carbocatión más estable]
CH3_C___CH_CH3
CH3
Htransposición
+
CH3_C__CH2_CH3
CH3
CCH3
CH3
CH2CH3
 
 
 XIII 
 341
Reacción con alcoholes: 
 
H2SO4
+ +CH3_CH_CH_CH3
CH3
OH
CHCH3 CH
CH3
CH3 CCH3
CH3
CH2CH3
 
 
 
 
+ transposición
CH3_CH_CH_CH3
CH3
OH:
H O_SO3H
SO4H
_ _
CH3_CH_CH_CH3
CH3 H2O
_
CH3_C___CH_CH3
CH3
H
+
CH3_C__CH2_CH3
CH3
OH
+
 
 
 
++
H
CH
CH3
CH
CH3
CH3
CH
CH3
CH
CH3
CH3H
+
HO3S_O:
_
CHCH3 CH
CH3
CH3
HO3S_OH
 
 
 
 
+
H
H
+
HO3S_O:
_
CCH3 CH2 CH3
HO3S_OHC
CH3
CH3
CH2 CH3+
Me Me Me
CH3
 
 
 
 
Las cadenas hidrocarbonadas unidas a los anillos aromáticos pueden oxidarse fácilmente, dando lugar a ácidos 
carboxílicos: 
 
 
CH3
K2Cr2O7
H2O / H2SO4
CO2H CH2CH3
KMnO4 / H2O
CO2H
 
 
 
Escribe el mecanismo completo de las siguientes reacciones:
EJERCICIO 13.3
Me
Me
Me Me
H2SO4
+
H2SO4
 
 
 
 XIII 
 342
ACILACIÓN DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS CON CLORUROS Y ANHIDRIDOS DE ÁCIDO (ACILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS) 
 
Los cloruros y anhidridos de los ácidos carboxílicos reaccionan con ácidos de Lewis, dando lugar a un catión acilo: 
 
Reacción con haluros de ácido: 
 
H
RCOCl
AlCl3
COR
 
 
_+
R C
O
Cl: AlCl3 R C
O
Cl AlCl3 R C
O
+
+ AlCl4
_
[catión acilo] 
 
R C
O
+
+
CO_RH
H
_
CO_R
+ HCl + AlCl3
Cl3Al Cl
 
 
Reacción con anhidridos de ácido: 
 
H
AlCl3
COR
R C O C R
OO
 
 
[catión acilo]
AlCl3
_
:
R C
O
R C
O
O
R C
O
O RC
O
AlCl3
R C
O
+
_
O RC
O
AlCl3
+
 
 
C
O
+
+
CO_RH
H CO_R
 + AlCl3
R_CO_O___AlCl3
_
R R C
O
OH+
 
 
 
Reactividades relativas en la acetilación y benzoilación del naftaleno: 
 
 
1,0
0,31
+ MeCOCl
AlCl3
CHCl3
COMe
COMe
+
[mayoritario] [minoritario] 
 
1,0
0,4
+ C6H5_COCl
AlCl3
CHCl3
CO_C6H5
CO_C6H5
+
[mayoritario] [minoritario] 
 XIII 
 343
Debido al impedimento estéreo de C4, en la acetilación del fenantreno se obtienen las siguientes reactividades 
relativas referidas al benceno (=1): 
 
 
0,615 (C9)
0,293 (C1)
0,122 (C2)
0,643 (C3)0,0085 (C4)
[acetilación en CHCl3]
reactividades: C3 > C9 > C1 > C2 > C4
 
 
 
La reacción de Gattermann - Koch permite introducir el grupo formilo en un hidrocarburo aromático; el cloruro de 
formilo se obtiene haciendo reaccionar monóxido de carbono y cloruro de hidrógeno en presencia de cloruro 
cuproso como catalizador: 
 
 
ArH + CO + HCl
AlCl3
CuCl
Ar_CHO
 
 
 
 
AlCl3:: + AlCl4+
CuCl C O
H
Cl
C O
H
Cl
H C
O
 
 
 
 
+
H
+
CHO
+ HCl + AlCl3
C
O
H C
O
H
AlCl4
_
 
 
 
El grupo carbonilo de los aldehidos y las cetonas se puede transformar en un grupo metileno mediante la 
reducción de Clemennsen. En esta reacción se emplean amalgama de cinc (Zn + Hg) y ácido clorhídrico. Los 
ácidos carboxílicos no se reducen, lo cual permite realizar reducciones selectivas: 
 
 
C
CO2H
CH3O
Zn-Hg / HCl
CH2-CH3
CO2H 
 
 
Escribe el mecanismo completo de las reacciones de Friedel - Crafts que aparecen a continuación:
EJERCICIO 13.4
O
O
O
+
CO2H
O
1)SOCl2
2)AlCl3
Zn-Hg / HCl CO2H
H H
O
AlCl3 Q
 
 
 XIII 
 344
 
REACCIONES CON ELECTRÓFILOS DE NITRÓGENO (NITRACIÓN DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS) 
 
 
Los hidrocarburos aromáticos reaccionan con el catión nitroílo (nitronio) dando lugar a derivados nitrados: 
 
 
H
HNO3 + H2SO4
NO2
 
 
 
El catión nitronio se genera por reacción entre los ácidos nítrico y sulfúrico: 
 
 
:
_
+
+ :
_:
N
O
O
O
H
OH SO3H
:
_
+:
N
O
O
O
H
O SO3H
H
:
+
ONO
+
+ H2O
[catión nitronio] 
 
 
:
: :
+
H
HO3S_O
_ NO2H
+
NO2
+ HO3S_OHN
O
O 
 
 
Resultados experimentales obtenidos en la nitración del fenantreno: 
 
 
 
(C9) 34 %
27 % (C1)
4 % (C2)
25 % (C3)
 [impedimento estéreo]
+
reactividades: C9 > C1 > C3 > C2
 0 % (C4)
NO2
NO2
 
 
 
 
La nitración de hidrocarburos abre un camino importante para la síntesis de aminas aromáticas; la reducción del 
grupo nitro puede realizarse de dos formas diferentes: 
 
a) Con estaño o hierro en medio ácido: 
 
NO2
1)Sn / HCl
NH2
2)NaOH
 
 
 
 XIII 
 345
NO2
2 + 3Sn + 14HCl
NH3 Cl
+ _
2 + 3SnCl4 + 4H2O
[hidrocloruro]
NH3 Cl
+ _
NH2
+ NaCl + H2O
NaOH
 
 
b) Hidrogenación catalítica: 
 
NO2 NH2
CO2H CO2H
H2
Pd / C
 
 
 
REACCIONES CON ELECTRÓFILOS DE AZUFRE (SULFONACIÓN DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS) 
 
El Benceno reacciona con ácido sulfúrico originando ácido bencenosulfónico: 
 
 
+ H2SO4
170-1800 C
SO3H
+ H2O
(95 %) 
 
 
Cuando se emplea ácido sulfúrico el electrófilo es el catión H3SO4+ : 
 
2H2SO4 H3SO4
+ + HSO4
_
 
 
 
S OHO
O
OH
SO O
O
OH
H
[ácido] [base]
SO O
O
OH
:
_
+ SO OH2
O
OH
+
 
 
 
+
::
lenta
+ H3O+: _
H+
S
O
O
O:
SO
O
OH2
O
H: ::
 
 
 
rápida
:
: _
H+
HSO4
_
SO3
+ H2SO4
_
S
O:
O
O:
 
 
 XIII 
 346
SO3
_
+ H3O+
SO3H
+ H2O
rápida
 
 
 
En las reacciones de sulfonación, el equilibrio está normalmente desplazado hacia la izquierda; por consiguiente, 
para aumentar el rendimiento es necesario eliminar el agua del medio de reacción. 
 
La sulfonación puede realizarse también empleando trióxido de azufre como electrófilo: 
 
 
 
::
: :
::
: :
_
+
::
: :
_ +
::
: :
_+S
O
OO
S
O
OO
S
O
OO
S
O
OO 
 
 
 
El trióxido de azufre se utiliza disuelto en ácido sulfúrico exento de agua; la disolución recibe el nombre de oleum: 
 
 
::
: :
S
O
OO
H
+
S O
O
O
H
:
::
:
_
SO3HH2SO4
 
 
 
Sulfonación del naftaleno: 
 
H2SO4
H2O (79%)
SO3H
(FPV)1 = 1020
(FPV)2 = 180
 
 
 
Si un ácido sulfónico se calienta en presencia de agua se produce la reacción inversa: 
 
 
SO3H
+ H2O
Q
H
+ H2SO4
 
 
 
H2O + C6H5_SO3H H_OH2 + C6H5_SO3
_+
 
 
 
O
O
O:
::
:
: :
:
_H2O___H
+
H
+ H2O + SO3
S
 
 
SO3 + H2O SO4H2 
 
 
 XIII 
 347
 
REACCIONES CON ELECTRÓFILOS DE HALÓGENOS (HALOGENACIÓN DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS) 
 
 
3Br2 + 2Fe 2FeBr3
2FeBr3 + Br2 Br
+ + FeBr4
_
 
 
 
 
H
Br+
+
Br FeBr3Br H
Br
+ HBr + FeBr3
_
 
 
 
La cloración se puede llevar a cabo empleando SnCl4 o ZnCl2 como catalizadores: 
 
 
Cl2 + ZnCl2 Cl+ + ZnCl3
Cl2 + SnCl4 Cl
+ + SnCl4
_
_
 
 
 
 
EFECTO DE LOS SUSTITUYENTES EN LAS REACCIONES DE SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA 
 
Si un hidrocarburo aromático que tiene unido un sustituyente (Z) al núcleo, se somete a una reacción de 
sustitución electrófila ¿a qué posición se unirá el nuevo sustituyente? ¿Se obtendrá una mezcla de todos los 
productos posibles? 
 
Z
E+
Z
E
Z
E
Z
E
++ (?)
 
 
 
Z
E+
Z
E
+
Z
E
+
Z
E
+
Z
E
+
 
 
 
Z
E
+
E
+
ZE
(?)
Z
 
 
 
La respuesta a las dos preguntas está directamente relacionada con la naturaleza del sustituyente Z, pero es poco 
dependiente del tipo de reactivo electrófilo que se utilice. 
 
 
 XIII 
 348
Cuando el hidrocarburo es el benceno, hay sustituyentes que favorecen la entrada del electrófilo en las posiciones 
orto y para: 
 
CH3 CH3
Br
CH3
Br
+
Br2 / Fe
o-Bromotolueno p-Bromotolueno 
 
 
CH3 CH3
COCH3
CH3
COCH3
+
o-Metilacetofenona p-Metilacetofenona
CH3COCl
AlCl3
 
 
 
Otros sustituyentes provocan la entrada del electrófilo en posición meta: 
 
 
CO2Et CO2Et
NO2
m-Nitrobenzoato de etilo
H2SO4
HNO3
 
 
 
CO2Et
Br
m-Bromobenzoato de etiloBr2
CO2Et
[Fe] 
 
 
 
SUSTITUYENTES QUE ORIENTAN LA ENTRADA DEL ELECTRÓFILO A LAS POSICIONES ORTO Y PARA 
 
_O _NR2 _NH2 _OH _NHCOR _OR _OCOR _CH3 _CH2CH3 _CHMe2 _CMe3 _CH=CH2 _Arilo _CH2CO2R 
 
 
 
SUSTITUYENTES QUE ORIENTAN LA ENTRADA DEL ELECTRÓFILO A LA POSICION META 
 
_CH2Cl _CHCl2 _CCl3 _CONR2 _CO2R _CO2H _COR _CHO _SO3H _CN _CF3 _NO2 _NR3
+
 
 
 
 
 
Los sustituyentes que orientan a orto y para estabilizan el catión arenio intermedio; es decir, un compuesto que 
tenga uno de estos sustituyentes reaccionará con cualquier electrófilo más fácilmente que el benceno. 
 
Por el contrario, los sustituyentes que orientan a meta, desestabilizan el catión arenio intermedio, y el compuesto 
portador de dicho sustituyente reaccionará con más dificultadque el benceno. 
 
En general, los sustituyentes que ceden electrones estabilizan el catión arenio cuando están unidos a átomos de 
carbono que tienen carga (posiciones activas); y a la inversa: los sustituyentes aceptores de electrones 
desestabilizan el catión arenio si están unidos a carbonos con carga. Cualquier sustituyente que esté unido a una 
posición sin carga (inactiva) no tiene ningún efecto sobre la estabilidad del catión arenio. 
 
 
 XIII 
 349
H NO2
δ+
+ *
*
*
H NO2
δ+
+
*
*
*
a
-a-a
Q = a2
[catión arenonio estabilizado por el Me]
[posición activa]
Menos inestable que:
H NO2
+
CH3 CH3
 
 
 
δ+
NO2
H
+*
* *
Q = 0 [posición inactiva]
[catión arenonio no estabilizado por el Me]
La misma inestabilidad que:
+ NO2
H
CH3
 
 
 
 
H Br
+ *
*
*
H Br
+
*
*
*
a
-a-a
Q = a2
[catión arenonio desestabilizado por el NO2]
[posición activa]
Más inestable que:
H Br
+
NO2 NO2
 
 
 
 
Br
H* *
Q = 0 [posición inactiva]
Br
H
+Br
H
+*
* *
Q = 0
[catión arenonio no desestabilizado por el NO2]
La misma inestabilidad que:
Br
H
+
NO2NO2
 
 
 
Para los hidrocarburos aromáticos policíclicos son válidos los mismos principios: 
 
 
Br
H
+**
*
Q = 0 [posición inactiva]
[catión arenonio no desestabilizado por el NO2]
La misma inestabilidad que:
Br
H
+
* *
NO2
 
 
 
 
H Br
+ *
**
H Br
+
*
*2a
-2a
Q = 4a2
[catión arenonio desestabilizado por el NO2]
[posición activa]
Más inestable que:
H Br
+* * **
*
-a
-aa
NO2 NO2
 
 
 XIII 
 350
TIPOS DE SUSTITUYENTES 
 
Inductivos
+I : Z C
_
δ+ δ−
(Me, Et, etc. ; cualquier grupo alquilo)
 I : Z C_
δ− δ+
(-CX3, -CHX2, -CH2X, -CN)
Electrómeros
(mesómeros) +
_+ M : _CH=CH2, C6H5_ (en general: Ar_)
M : _NH2, _NHR, _OH, _OR, _O , _X (F, Cl, Br, I)
M : _CHO, _COR, _CO2H, _CO2R, _CONH2, _CONHR, _NO2, _SO3H
_
 
 
 
 
 
 Grupos estabilizantes del catión arenio Grupos desestabilizantes del catión arenio 
 (orientación o- y p- en el benceno) (orientación m- en el benceno) 
 
 −O− −CH2Cl 
máxima 
estabilización
mínima 
desestabilización
 
 −NR2 −I (*) 
 
 −NHR −Cl (*) 
 
 −NH2 −Br (*) 
 
 −OH −CHCl2
 
 −NHCOR −CCl3
 
 −OR −CONR2
 
 −OCOR −CO2R 
 
 −CH3 −CO2H 
 
 −CH2CH3 −COR 
 
 −CHMe2 −CHO 
 
 −CMe3 −SO3H 
 
 −CH=CH2 −CN 
 
 −Arilo −CF3
 
 −CO2− −NO2
 
 −CH2CO2R 
 
 
 (*) Los halógenos desestabilizan el catión arenio, pero orientan a o- y p- 
 
 
mínima 
estabilización
máxima 
desestabilización NR3
+
 
 XIII 
 351
SUSTITUYENTES INDUCTIVOS +I (GRUPOS ALQUILO) 
 
Todos los grupos alquilo son cesores de electrones (el enlace σ que une el grupo al núcleo aromático está 
polarizado en el sentido Z C) Estos sustituyentes estabilizan el catión arenio cuando están situados en 
posiciones activas (con carga): 
 
 
Me
E+
Me
H
E
+*
* *
a
a-a
Me
E
a = 1/ 3
Sustitución en o- : δEπ = −4aβ = −2,31β [mayoritario]
(Q = +1/3) 
 
 
 
Sustitución en m- :
Me
E+
Me Me
E
δEπ = −4aβ = −2,31β [minoritario]
(Q = 0)
E
H
+*
* *a a
-a
a =1/ 3
 
 
 
 
Me
E+
Me Me
Sustitución en p- : δEπ = −4aβ = −2,31β [mayoritario]
H E
E
a = 1/ 3
+ *
*
*
(Q = + 1/3)
a
-a-a
 
 
 
Estos son algunos resultados experimentales: 
 
Alquilación: 
 
 
CH2CH2CH3
+ C6H5_CH2Cl
AlCl3
MeNO2, 250C
Pr
CH2C6H5
Pr
CH2C6H5
Pr
CH2C6H5
+ +
(39,6 %) (8,1 %) (52,3 %) 
 
 
Acilación: 
 
CH3
+ C6H5_COCl
AlCl3
Me
COC6H5
Me
COC6H5
Me
COC6H5
+ +
32,6 4,9 626(FPV): 
 
 XIII 
 352
 
 
Nitración: 
 
Me
HNO3-Ac2O
00 C
Me
NO2
Me
NO2
Me
NO2
+ +
(FPV) : 49.7 1.3 60 
 
 
 
 
Et
HNO3-Ac2O
00 C
Et
NO2
Et
NO2
Et
NO2
+ +
(FPV) : 31.4 2.3 69.5 
 
 
 
 
CHMe2
HNO3-Ac2O
00 C
CHMe2
NO2
CHMe2
NO2
CHMe2
NO2
+ +
(FPV) : 14.8 2.4 71.6 
 
 
 
 
CMe3
HNO3-Ac2O
00 C
CMe3
NO2
CMe3
NO2
CMe3
NO2
+ +
(FPV) : 4.5 3.0 75.5 
 
 
 
La disminución del FPV correspondiente a la posición o- ,se debe al aumento progresivo del impedimento estéreo. 
 
 
Halogenación: 
 
Et
Cl2 [Fe]
Et
Cl
Et
Cl
Et
Cl
+ +
450 ___ 840(FPV):
AcOH
 
 
 
 XIII 
 353
 
SUSTITUYENTES INDUCTIVOS −I 
 
Son grupos aceptores de electrones (el enlace σ que une el grupo al núcleo aromático está polarizado en el 
sentido Z C) Estos sustituyentes desestabilizan el catión arenio cuando están situados en posiciones activas 
(con carga): 
 
 
E+
H
E
+*
* *
a
a-a
CCl3
E
a = 1/ 3
Sustitución en o- : δEπ = −4aβ = −2,31β [minoritario]
(Q = +1/3)
CCl3 CCl3
 
 
 
 
E+
E
Sustitución en m- : δEπ = −4aβ = −2,31β [mayoritario]
(Q = 0)
E
H
+*
* *a a
-a
a =1/ 3
CCl3
CCl3 CCl3
 
 
 
 
E+
CCl3
Sustitución en p- : δEπ = −4aβ = −2,31β [minoritario]
H E
E
a = 1/ 3
+ *
*
*
(Q = + 1/3)
a
-a-a
CCl3 CCl3
 
 
 
Algunos resultados experimentales: 
 
Nitración: 
 
CCl3
250 C
CCl3
NO2
CCl3
NO2
CCl3
NO2
+ +
 6,8 % 64,5 % 28,7 %
HNO3−H2SO4
 
 
 
CF3
HNO3-H2SO4
00 C
CF3
NO2
CF3
NO2
CF3
NO2
+ +
 6.0 % 91 % 3.0% 
 
 XIII 
 354
 
 
 16.8 % 80.8 % 1.95%
CN
HNO3
00 C
CN
NO2
CN
NO2
CN
NO2
+ +
 
 
Halogenación: 
 
CN CN
Cl
CN
Cl
CN
Cl
+
HOCl
H3O+
+
(23.2 %) (73.9 %) (2.9 %) 
 
 
CF3 CF3
Cl
CF3
Cl
CF3
Cl
+
HOCl
H3O+
+
(15.7 %) (80.2 %) (4.1 %) 
 
 
EFECTO COMBINADO DE VARIOS SUSTITUYENTES +I 
 
Los grupos que en el catión arenio están en posiciones activas (con carga) aparecen en negrita: 
 
Me
Me
H
SO3
Me
Me
H SO3
Me
Me
+
+
*
* *
*
*
*
Me
Me
SO3H
Me
Me
SO3H
(45,1 %)
(54,9 %)
H2SO4 + H2O
98,4 %
H2SO4 + H2O
98,4 %
Me
MeMe
Me
MeMe
SO3
H
+*
* *
Me
MeMe
H SO3
+ *
*
*
Me
MeMe
SO3H
Me
MeMe
SO3H
(90 %)
(10 %)
_
_
_
_
 
 
 
 XIII 
 355
EJERCICIO 13.5
Ordena, de acuerdo con su abundancia relativa, los productos que se obtienen en las siguientes reacciones:
Reacción 1:
H2SO4 + H2O
98,4 %
Me
Me
(?)
Reacción 2:
Me
Me
Me H2SO4 + H2O
98,4 %
(?)
 
 
SUSTITUYENTES MESÓMEROS ± M 
 
Son grupos que tienen dobles enlaces C-C. Dichos enlaces pueden ser localizados o no localizados. Por ejemplo: 
 
 
_CH=CH2 _CH=CH_CH=CH2dobles enlaces localizados: ; 
 
dobles enlaces no localizados: ; en general, cualquier grupo Ar-
 
 
 
Cuando este tipo de sustituyentes está unido a un núcleo aromático, el enlace es siempre un enlace σ esencial, es 
decir, un enlace que sólo se puede dibujar como sencillo: 
 
 
CH=CH2
[enlace σ esencial]
[enlace σ esencial]
CH=CH2
[enlace σ esencial]
 
 
 
Si se dibuja como doble, aparecen átomos de carbono con electrones desapareados, que no forman enlace: 
 
CH_CH2
CH_CH2
 
 
Sin embargo, cuando se forma un catión arenio en un hidrocarburo que tiene alguno de estos sustituyentes, 
pueden darse dos situaciones diferentes. 
 
Una de ellas es que el sustituyente esté ocupando una posición inactiva (sin asterisco), en cuyo caso el enlace 
continúa siendo un enlace σ esencial y el número de carbonos del sistema conjugado disminuye: 
 
 
CH=CH2
E+
[sistema conjugado de 6 carbonos] [sistema conjugado de 5 carbonos]
CH=CH2
E
H
+*
* *
[enlace σ esencial]
 
 
 XIII 
 356
La otra, es que el sustituyente ocupe una posición activa (con asterisco); entonces el enlace σ deja de ser esencial 
y el número de carbonos del sistema conjugado aumenta: 
 
 
 
CH=CH2
E+
CH_CH2
H E
+
*
*
*
[sistema conjugado de 6 carbonos]
*
[sistema conjugado de 7 carbonos]
 
 
 
 
En cualquier reacción de sustitución electrófila que tenga lugar en el estireno, el electrófilo se unirá 
preferentemente a las posiciones o- y p-, ya que los cationes arenio son los menos inestables (mayor número de 
carbonos