parcial tomado el 20/05/2009
1) Ordene los siguientes compuestos según el punto de ebullición creciente: a. Butano (C4H10) b. Metilamina (CH3NH2) c. Metanol (CH3OH) d. Difluorometano (CH2F2) La respuesta es: d,b,a,c. Como en años anteriores, un punto polémico. Los puntos de ebullición de la metilamina y el butano difieren en menos de 6ºC. Se justifica por fuerzas intermoleculares (de dispersión de London o dipolo inducido en el butano, dipolo permanente en el difluorometano, puente de hidrógeno en la metilamina y sobre todo en el metanol) y por peso molecular (mayor en el butano).
2) ¿Cuántos isómeros diclorados pueden obtenerse por halogenación de Butano con Cl2 en presencia de luz? ¿2, 3, 5, o 6? Justifique En realidad son 10, pero si no contamos los isómeros ópticos, son 6. El 1,1; el 1,2 (forma un par de enantiómeros); el 1,3 (forma un par de enantiómeros); el 1,4; el 2,2; y el 2,3 (forma un par de enantiómeros y un compuesto meso).
3)Dibuje la conformación más estable (menor energía) del cis-1-isopropil-2-metilciclohexano. ¿Cual es la orientación de los dos enlaces? Si invierte la estructura en la alterna correspondiente, ¿Cual es la orientación de los enlaces? Un ejemplo de la gramática de Química Orgánica. Acá habla de dos conformaciones silla de un ciclohexano disustituido, aunque se puede interpretar cualquier cosa. La más estable era con el isopropilo en posición ecuatorial (los sustituyentes voluminosos van preferentemente en posición ecuatorial) y el metilo axial, poniendo el isopropilo en la “cabecera” de la silla (también se puede poner en los pies, es lo mismo). La “alterna correspondiente” quiere decir rotar la molécula para que la “cabecera” pase a ser los pies y viceversa. En ese caso, queda el isopropilo axial y el metilo ecuatorial (vale remarcar, “menos estable”).
4)Complete la siguiente reacción detallando paso a paso el mecanismo: 2-metil-2-penteno + HBr → Acá pide que detallemos cómo funciona una adición a un doble enlace. El producto es 2-metil-2-bromopentano.
5)¿Cual es el producto que resulta de la reacción SN2 entre (R)-2-cloropentano e hidróxido? Justifique la respuesta escribiendo la reacción con su mecanismo. Acá pide explicar la sustitución nucleofílica bimolecular. Es importante aclarar bien en el dibujo, que se está invirtiendo la configuración de la molécula. El producto es S-2-pentanol.
6)Dé un camino de síntesis que permita obtener el ácido m-nitrobenzoico y p-nitrobenzoico con mayor rendimiento a partir de tolueno. Acá los dos caminos de síntesis son bastante claros (las vías de síntesis nunca son únicas, y en general cuanto más pasos tenga menor va a ser el rendimiento total). En el primer caso conviene oxidar el sustituyente metilo a ácido carboxílico, con permanganato de potasio por ejemplo. El grupo carboxilo es desactivante y orienta en posición meta. El segundo paso es nitrar con ácido nítrico en caliente, para obtener el ácido m-nitrobenzoico. El segundo caso invierte los pasos. Primero se nitra (el sustituyente metilo es activante y orienta a las posiciones orto y para), luego se separan los dos productos obtenidos y se oxida el p-nitrofenol para obtener ácido p-nitrobenzoico.
7)Cuando una pequeña cantidad de ácido hexanoico, pKa=4,8 aproximadamente, se agrega a una ampolla de decantación que contiene éter y agua a pH=9; ¿En qué fase espera encontrar el ácido y bajo qué forma (ionizado o sin ionizar)? Explique. A pH=9 prácticamente la totalidad del ácido se va a encontrar en forma de ion (ion hexanoato), con lo cual se va a solubilizar en la fase acuosa.
8)Distinga mediante reacciones sencillas entre los tres productos de cada serie. En cada caso diga cual es el producto de la reacción y el cambio observado que corresponde a una reacción positiva. a. n-propanol; etanol; t-butanol b. n-pentanol; 3-pentanol; 2-metil-2-butanol c. etileno; acetileno d. 2-pentanona; 3-pentanona; butanal a. Test de Lucas: ZnCl2 en HCl©. El n-propanol y el etanol no reaccionan, el t-butanol produce turbidez rápidamente. El etanol y el n-propanol se pueden diferenciar por el test del iodoformo: se agrega I2 en medio básico. El etanol se oxida a acetaldehído, luego el acetaldehído reacciona y precipita iodoformo (CHI3) de color amarillo; el n-propanol no da esta reacción. b. Test de Jones: el n-pentanol y el 3-pentanol cambian el color de la solución (Cromo(VI) naranja a Cromo(III) verde), el 2-metil-2-butanol no reacciona. Test de Lucas: el 2-metil-2-butanol produce turbidez rápidamente, el 3-pentanol lo hace luego de unos minutos, el n-pentanol no reacciona. c. Se hacen burbujear ambos gases en una solución de AgNO3. El acetileno (C2H2 forma un precipitado blanco (acetiluro de plata, CC2HAg(s)), el etileno C2H4 no reacciona. d. Test de Tollens: Ag+ en medio amoniacal. El butanal reacciona reduciendo la plata a Ag(0) (reacción del espejo de plata). La 2-pentanona y la 3-pentanona no reaccionan, y se las puede diferenciar por el test del iodoformo (explicado en a.). La 2-pentanona da esta reacción, la 3-pentanona no.
9)En el laboratorio se han perdido las etiquetas de identificación de dos frascos que contienen un sólido blanco de apariencia similar. Tomando punto de fusión de ambos por separado conciden en aprox 1,5 ºC y tienen un valor igual (dentro del error experimental) al del ácido benzoico. ¿Cómo podría decidir si alguno o ambos recipientes contiene ácido benzoico? Se realiza un punto de fusión mezcla de cada componente por separado mezclado con ácido benzoico (si es que quedó algún frasco que sí esté identificado). Si se obtiene el mismo Pf que antes, el o los frascos contienen ácido benzoico; si el Pf baja notablemente, no.
10)Un líquido A destila con descomposición en condiciones normales de presión. Teniendo en cuenta los datos siguientes, diga cómo podría obtenerlo por destilación. Justifique la respuesta. Datos: Presión=760 mmHg - Peb=230ºC Presión=750 mmHg - Peb=228ºC Presión=100 mmHg - Peb=120ºC Se realiza una destilación a presión reducida (realizando vacío sobre el sistema), para que la presión baje hasta 100 mmHg y se pueda obtener el compuesto destilado a 120ºC, temperatura a la cual esperamos que no se descomponga.