[Wade L.G.] - Química Orgánica Tomo 1

324 CAPÍTULO 8 Reacciones d e aIquenos
La adición es la reacción más común de los alquenos, y en este capítulo estudiaremos con
detalle las adiciones a los alquenos. Al adicionar reactivos adecuados a los enlaces dobles de
b s alquenos se puede formar una amplia variedad de grupos funcionales.
i 8 - 2
Adición electrofílica
a alquenos
mitad del
enlace tt
i r " ^
9
C
J I l __^ A
mitad del
enlace ir
1
muy unido ► c '^ '
M FIGURA 8-1
Los electrones del enlace pi se
distribuyen más allá de los núcleos
de carbono y están menos unidos
que los electrones sigma.
En principio, muchos reactivos diferentes pueden adicionarse a un enlace doble para formar
productos más estables; es decir, las reacciones son muy favorables en energía Sin embargo,
no todas estas reacciones presentan una rapidez conveniente. Por ejemplo, la reacción del
etileno con hidrógeno (para producir etano) es fuertemente exotérmica, pero la rapidez es muy
lenta. Una mezcla de etileno e hidrógeno puede durar años sin mostrar una reacción considerable.
Adicionar un catalizador como el platino, paladio o níquel, permite que ocurra la reacción
con una gran rapidez.
Algunos reactivos reaccionan con enlaces dobles carbono-carbono sin la ayuda de un
catalizador. Para comprender qué tipos de reactivos reaccionan con enlaces dobles, considere
la estructura del enlace pi. Aunque los electrones del esqueleto de enlaces sigma están muy
unidos, el enlace pi se deslocaliza por arriba y por abajo del enlace sigma (figura 8 -1). Los electrones
enlazantes pi se extienden más allá de los núcleos de carbono y están menos unidos.
Un electrófilo fuerte tiene afinidad por estos electrones poco unidos y puede atraerlos para formar
un nuevo enlace (figura 8 -2 ), y dejar a uno de los átomos de carbono con sólo tres enlaces
y una carga positiva: un carbocatión. En efecto, el enlace doble ha reaccionado como un
nucleófilo, donando un par de electrones al electrófilo.
La mayoría de las reacciones de adición involucran un segundo paso, en el que un nucleófilo
ataca al carbocatión (como en el segundo paso de la reacción Sn 1) para formar un producto
estable de adición. En el producto, tanto el electrófilo como el nucleófilo están enlazados a
los átomos de carbono que estaban conectados por el enlace doble. En el mecanismo clave 8-1
aparece dibujada esta reacción, con el electrófilo marcado como E+ y el nucleófilo como
Nuc:“ . Este tipo de reacción necesita un electrófilo fuerte que atraiga los electrones del enlace
pi y genere un carbocatión en el paso limitante de la rapidez. La mayoría de las reacciones
de alquenos caen dentro de esta gran clase de adiciones electrofílicas a alquenos.
■ FIGURA 8-2
Enlace pi como nucleófilo. Un electrófilo
fuerte atrae a los electrones hacia
fuera del enlace pi para formar un
nuevo enlace sigma, y se genera
un carbocatión. La flecha curva (roja)
muestra el movimiento de los electrones,
désete el enlace pi rico en densidad
electrónica hasta el electrófilo pobre
en densidad electrónica.
MECANISMO CLAVE 8-1
Adición electrofílica a alquenos________
Una gran variedad de adiciones electrofílicas involucran mecanismos similares. Primero,
un electrófilo fuerte atrae a los electrones poco unidos del enlace pi de un alqueno. El electrófilo
forma un enlace sigma con uno de los carbonos del (anterior) enlace doble, mientras
que el otro carbono se vuelve un carbocatión. El carbocatión (un electrófilo fuerte) reacciona
con un nucleófilo (con frecuencia un nucleófilo débil) para formar otro enlace sigma.
Paso 1: d ataque del enlace pi sobre el electrófilo genera un carbocatión.
í + sobre el carbono más