BASES DE LA QUÍMICA ORGÁNICA INDUSTRIAL 23 de Junio de 1995
1. En qué consiste el craqueo. ¿Y el reformado? El craqueo consiste en:
Alcanos grandes → alcanos pequeños
Alcanos lineales → alcanos ramificados(isoalcanos) El reformado del nafta consiste en: (deshidrogenación con Pt oPd)
Nafta → mezclas de B, T, X muy ricas 30%
Se rompen pocos enlaces, varía poco la longitud de las cadenas y se producen pocos gases.
Este proceso transforma:
Alcanos abiertos → alcanos cíclicos Alcanos cíclicos → alquenos cíclicos
Alquenos cíclicos → hidrocarburos aromáticos
2. Obtener por la ruta más directa a partir del 2-feniletanol los siguientes compuestos: i) 1-feniletanol; ii) ácido 4-fenilbutanoico.
H2C CH2OH HC CH 2 HOHC CH3 H2O H+ H2SO4 H+ 1-feniletanol H2C CH2OH H2C CH2Cl H2C CH2MgCl H2C C H2 CH2 CH2 OH H2C C H2 CH2 C OH O PCl5 Mg éter seco O 1º) 2º) H3O+ O 1º) 2º) H3O+ MnO4 -ác. 4-fenilbutanoico
3. Características estructurales a nivel molecular de los compuestos tensoactivos. Ponga dos ejemplos de este tipo de compuestos.
Los tensoactivos están formados por una parte apolar lipófila y por otra polar e hidrófila.
Estos forman agregados de 20-60 moléculas unidas por su parte apolar formando las llamadas micelas que son solubles en agua. Las micelas dan a los surfactantes su poder espumógeno y emulgente (disminuyen tensión superficial).
Aniónicos:
Cationicos:
4. Indice de octano, compuestos que lo definen y aditivos para mejorarlo. El índice de octano de una gasolina equivale a la proporción de
isooctano(2,2,4-trimetilpentano) que habría en una meczcla binaria de isooctano y n-heptano que se
comporta igual que la gasolina, sin serlo. Los componentes que lo definen son:
Alcanos lineales < alcanos ramificados < alquenos < cicloalcanos < HC aromáticos o alcoholes
(menos octanos) mediante craqueo (más
octanos)
nafta ligero (≈60) alquilación o mediante reformado dimerización
5. Características estructurales de las resinas. Ponga un ejemplo concreto indicando precursores, proceso de polimerización y estructura final.
R
S O O O -12-20 C (alquilbencenosulfonato)R
S
O
O
O
-12 C (sulfonato) R N CH3 CH3 CH3 alquiltrimetilamonio 12-20 CLas resinas son polímeros muy duros y resistentes.
Todo el polímero se dispone como un bloque gracias a los enlaces covalentes que mantienen unido todo el polímero.
Se crea por etapas: 1º prepolimerización formando plástico
2º fraguado o entrecruzamiento: formar enlaces para conectar bloques de la prepolimerización. C O C O O H2COH CH2OH OH -H2O 250ºC n glicerina anhídrico ftálico C C O O O O C H2 H C OH C H2 C O C O O C H2 H C O OH -H2O C O C O O C C O O O O C H2 H C O C H2 C O C O O C H2 H C O O C C O O O O C H2 CH CH2 C O C O O C H2 CH O C C O O C O O C
En ese ejemplo lo que se obtiene es una resina de poliester.
6. Ordene por estabilidad creciente los carbocationes primarios, secundarios y terciarios. Justifique claramente porqué la presencia de grupos alquilo influye en la estabilidad de un carbocatión.
3º>2º>1º
Los grupos alquilo, al contraio que los h, debido al efecto inductivo contribuyen a la estabilidad del intermedio aportando electrones al carbono que se encuentra
desprovisto de algunos suyos. Así:
7. ¿Cómo se puede racionalizar la mayor aptitud como grupo saliente en la sustitución nucleofílica. Ordenar por su facilidad como grupo saliente el cloruro, hidróxido y acetato.
Un grupo será mejor grupo saliente cuanto menos básico sea. Así, para comparar la facilidad de un compuesto como grupo saliente, tan sólo habrá que comparar sus valores de pKa:
H2O/OH- 14
CH3COOH/CH3COO- 5 Cl- > CH3COO- > OH
-ClH/Cl- 0
8. Ordenar por acidez creciente los siguientes compuestos, justificándolo brevemente: agua, ácido metanoico, tolueno, ácido etanoico, fenol y 4-nitrofenol.
Comparando sus bases conjugadas:
1. Ácido etanoico: el efecto inductivo proporciona estabilidad a la base. 2. Metanoico: efecto inductivo (sólo 1 C).
3. Fenol: el O quita electrones del anillo
4. Nitro-fenol: el O y el N quitan electrones del anillo 5. Agua
6. Tolueno: los H no polarizan al C 9. Monómeros vinílicos: estructura.
H3C + C CH3 CH3 H + C H H H2C CH H H2C CH CH3 polipropileno polietileno
14. En las prácticas se ha distinguido de una forma simple entre el 1-pentanol, 4-hidroxitolueno y el ácido hexadecanoico. Podría comentarlo.
F2C CF2 teflón H2C CH Cl H2C CH Ph 2HC CH C H2C CH OCOCH3 N H2C CCl2 H2C C H2C C CH3 CH3 CH3 C OCH3 O polimetacrilato caucho polibutílico policloruro de vinilideno polivinil alcohol poliacrilonitrilo poliestireno PVC
15. ¿Cuáles serían los productos mayoritarios, si los hay, de la reacción de 1-cloro-4-(clorometil)benceno con los siguientes reactivos: i) yoduro potásico; ii) cianuro potásico; iii) 1,3-butadieno; iv) etinuro sódico.
En todas estas reacciones el Cl orienta hacia orto y para, y CH2Cl orienta hacia meta. Cl H2C Cl Cl H2C I KI Cl H2C Cl Cl H2C C N KCN Cl H2C Cl NO REACCIONA C H CH CH2 H2C Cl H2C Cl Cl H2C C C H -C C H
16. A partir del 1-butanol obtener el 2-etilhexanal.
17. Indique los precursores inmediatos que podrían ser transformados en un solo paso en los siguientes productos: i) 1,1-dimetoxiciclopentano; ii) 1-tetralona (ver fórmula). H3C C H2 CH2 CH2 OH H3C CH2 CH2 C H O H3C C H2 CH2 CH C C H O H2C CH3 H3C C H2 CH2 CH2 H C C H O H2C CH3 CrO3 Mg/H+ OH -aldólica OH -aldólica H2 Pt O O O O CH3 H3C CH3OH H+ Cl O O AlCl3 Friedel Crafts
18. Cuáles serían los productos de reacción, si los hay, al tratar 2-bromo-2-metilpropano con: i) agua, ii)hidróxido sódico; iii) magnesio en éter seco; iv) etóxido sódico.
19. Indique el precursor del Nylon 6 y cuál es la secuencia de transformaciones para su obtención industrial.
H3C C Br CH3 CH3 H3C C Br CH3 CH3 H3C C Br CH3 CH3 H2C C CH3 CH3 H3C C MgBr CH3 CH3 NO REACCIONA H2O NaOH Mg eter seco O NOH N O H N C H O N C H O 5 C N C O2 H2NOH H O 5 C H2SO4 Nylon 6 e-caprolactama ciclohexanona oxima H3C C Br CH3 CH3 H2C C CH3 CH3 EtOH
20. Comparando el aminobenceno y su correspondiente ácido conjugado. Justificar cual es más y cual es menos reactivo que el benceno. En caso que ocurriera una sustitución electrofílica aromática, ¿en qué posiciones entraría en cada caso el reactivo electrófilo?.
21. Poliuretanos: Precursores y estructura final. Precursores: Polialcoholes: HO C H2 CH OH CH3 HO C H2 CH CH3 O C H2 CH CH3 O C H2 CH CH3 CH2OH HO C H2 C CH2OH CH2OH CH2OH propilenglicol oligámeros trimetilolpropano NH3+ NH2 ORTO/PARA dirigente activante muy fuerte: da electrones al anillo bencénico con lo que disminuye su
reactividad
META dirigente
desactivante muy fuerte: quita electrones al anillo bencénico con lo que aumenta su reactividad
Diisocianatos: Estructura: CH3 N C H O O C H2 CH CH3 O C O N H H3C NH C O O CH2 C CH2 NH C O O CH2 C O C O N H O CH3 H N C O O C H2 5 H2 C NH2 NH2 CH3 N N C C O O metilendiisocianato (MDI) 2,6-Diisocianto de tolileno (TDI)
