Articulo de referencia

carbono terciario

Un átomo de carbono terciario es un átomo de carbono unido a otros tres átomos de carbono. [ 1 ] Por esta razón, los átomos de carbono terciarios se encuentran únicamente en hid...

Un átomo de carbono terciario es un átomo de carbono unido a otros tres átomos de carbono. [ 1 ] Por esta razón, los átomos de carbono terciarios se encuentran únicamente en hidrocarburos que contienen al menos cuatro átomos de carbono. Se denominan hidrocarburos saturados porque solo contienen enlaces simples carbono-carbono. [ 2 ] Los carbonos terciarios tienen una hibridación sp3. Los átomos de carbono terciarios pueden aparecer, por ejemplo, en alcanos ramificados , pero no en alcanos lineales . [ 3 ]

Un carbono terciario unido a un grupo funcional.

Nomenclatura

La R es el grupo funcional unido a un carbono terciario. Si el grupo funcional fuera un grupo OH, este compuesto se denominaría comúnmente terc- butanol o t- butanol. Cuando un grupo funcional está unido a un carbono terciario, se utiliza el prefijo -tert (-t ) en el nombre común del compuesto. [ 4 ] En la figura se muestra un ejemplo de esto.

Significado

En la figura, los orbitales sp3 del grupo alquilo interactúan y se superponen con el orbital p vacío del carbocatión.

Estabilidad del carbocatión

Los carbonos terciarios forman los carbocationes más estables debido a una combinación de factores. Los tres grupos alquilo en el carbono terciario contribuyen a un fuerte efecto inductivo . Esto se debe a que cada grupo alquilo compartirá su densidad electrónica con el carbocatión central para estabilizarlo. Además, los carbonos circundantes con hibridación sp3 pueden estabilizar el carbocatión mediante hiperconjugación . [ 5 ] Esto ocurre cuando los orbitales sp3 adyacentes tienen una superposición débil con el orbital p vacante; dado que hay 3 carbonos circundantes con hibridación sp3 , hay más oportunidades de superposición, lo que contribuye a aumentar la estabilidad del carbocatión.

Mecanismos de reacción

Los estados de transición para las reacciones SN1 que presentan carbonos terciarios tienen el nivel de energía de estado de transición más bajo en las reacciones SN1.

Un carbocatión terciario maximizará la velocidad de reacción para una reacción SN1 al producir un carbocatión estable. Esto sucede porque el paso determinante de la velocidad de una reacción SN1 es la formación del carbocatión. La velocidad de la reacción depende, por lo tanto, de la estabilidad del carbocatión porque significa que el estado de transición tiene un nivel de energía más bajo, lo que hace que la energía de activación sea menor. [ 6 ] Los carbonos terciarios son igualmente preferidos en E1 por las mismas razones, ya que tiene un intermedio de carbocatión. Las reacciones E1 y E2 siguen la regla de Zaitsev que establece que el producto más sustituido en una reacción de eliminación será el producto mayoritario porque será favorecido por su estabilidad. Esto lleva a que los carbonos terciarios sean preferidos por su estabilidad en las reacciones de eliminación. [ 7 ] En general, las reacciones SN2 no ocurren con carbonos terciarios debido al impedimento estérico producido por los grupos sustituidos. Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado que hay excepciones a esta regla; Por primera vez, una sustitución nucleofílica bimolecular, también conocida como reacción SN2 , puede ocurrir en un carbono terciario. [ 8 ]

Referencias

  1. Smith, Janice Gorzynski (2011). «Capítulo 4 Alcanos». Química orgánica (Libro) (3.ª  ed.). Nueva York, NY: McGraw-Hill. pág.  116. ISBN 978-0-07-337562-5.
  2. Ouellette, Robert J.; Rawn, J. David (2018), "Alcanos y cicloalcanos: estructuras y reacciones", Química orgánica , Elsevier, págs. 87-133, consultado el 17 de noviembre de 2022.
  3. ^ Hans Peter Latscha, Uli Kazmaier, Helmut Alfons Klein (2016), Organische Chemie: Chemie-Basiswissen II (en alemán) (7. Auflage ed.), Berlín: Springer Spektrum, p. 40, ISBN   978-3-662-46180-8{{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  4. Glosario ilustrado de química orgánica - Nombres comunes (N, Neo, ISO, SEC, Tert), http://www.chem.ucla.edu/~harding/IGOC/C/common_name.html#:~:text=The%20prefix%20%22tert%22%20or%20%22,bonded%20to%20a%20tertiary%20carbon .
  5. "7.9: Estructura y estabilidad de los carbocationes". Chemistry LibreTexts . 30 de noviembre de 2016. Consultado el 17 de noviembre de 2022.
  6. "7.4: Mecanismo de reacción SN1, diagrama de energía y estereoquímica". Chemistry LibreTexts. 15 de diciembre de 2021. Consultado el 17 de noviembre de 2022.
  7. Liu, Xin. “8.4 Comparación y competencia entre SN1, SN2, E1 y E2.” Química Orgánica I , Universidad Politécnica de Kwantlen, 9 de diciembre de 2021, https://kpu.pressbooks.pub/organicchemistry/chapter/8-4-comparison-and-competition-between-sn1-sn2-e1-and-e2/ .
  8. Mascal, Mark; Hafezi, Nema; Toney, Michael D. (11 de agosto de 2010). "1,4,7-Trimetiloxatriquinano: Reacción SN2 en el carbono terciario". Journal of the American Chemical Society . 132 (31): 10662–10664. doi : 10.1021/ja103880c ISSN 0002-7863.