Problemario de Química Orgánica Aplicada - biblioteca upibi ...
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Instituto Politécnico Nacional<br />
Unidad Profesional Interdisciplinaria <strong>de</strong><br />
Biotecnología<br />
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS<br />
PROBLEMARIO DE QUÍMICA ORGÁNICA APLICADA<br />
ACADEMIA DE QUÍMICA<br />
Profesor: Benito Rizo Zúñiga<br />
Diciembre <strong>de</strong> 2009
UNIDAD TEMÁTICA I<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 2<br />
INDICE<br />
GENERALIDADES………………………………………………………………………..……..3<br />
UNIDAD TEMÁTICA II<br />
HIDROCARBUROS SATURADOS E INSATURADOS………………………………………8<br />
UNIDAD TEMÁTICA III<br />
ENLACE CARBONO-HALOGENO……………………………………………………………12<br />
UNIDAD TEMÁTICA IV<br />
COMPUESTOS AROMÁTICOS………………………………………………………..……..14<br />
UNIDAD TEMÁTICA V<br />
COMPUESTOS ORGÁNICOS CONTENIENDO OXÍGENO: ALCOHOLES<br />
Y ÉTERES………………………………………………………………………………….…….17<br />
UNIDAD TEMÁTICA VI<br />
COMPUESTOS CON OXÍGENO QUE CONTINEN EL GRUPO CARBONILO……….....21<br />
UNIDAD TEMÁTICA VII<br />
ENOLATOS Y CARBANIONES…………………………………………………………….…25<br />
UNIDAD TEMÁTICA VIII<br />
COMPUESTOS CON N, S, P y MACROMOLÉCULAS: LÍPIDOS, PROTEÍNAS<br />
CARBOHIDRATOS………………………………………….…………………………………27<br />
Nunca consi<strong>de</strong>res al estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el<br />
bello y maravilloso mundo <strong>de</strong>l saber.<br />
Albert Einstein.
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 3<br />
UNIDAD TEMÁTICA I<br />
GENERALIDADES<br />
1.- Buscar <strong>de</strong>finiciones <strong>de</strong> química orgánica en diferentes libros y da una <strong>de</strong>finición propia.<br />
2.- ¿Qué <strong>de</strong>cía la teoría <strong>de</strong>l vitalismo? ¿Cómo se <strong>de</strong>scartó la teoría <strong>de</strong>l vitalismo?<br />
3.- ¿Por qué crees que es importante el estudio <strong>de</strong> la química orgánica?<br />
4.- Explica con tus propias palabras cómo se forma un enlace iónico y cómo se forma un enlace<br />
covalente. ¿Cuál es el tipo <strong>de</strong> enlace que predomina en los compuestos orgánicos?<br />
5.- ¿Cuáles son las propieda<strong>de</strong>s físicas generales <strong>de</strong> los compuestos que tienen enlace iónico y <strong>de</strong><br />
los compuestos con enlace covalente?<br />
6.- Escriba estructuras <strong>de</strong> lewis para las siguientes sustancias, indicando los electrones libres y las<br />
cargas formales diferentes <strong>de</strong> cero.<br />
a) CHCl3 b) SO2 c) HNO3 d) NO2 e) H2SO4<br />
7.- ¿Cuáles <strong>de</strong> las siguientes sustancias se esperaría que tuvieran enlaces covalentes, y cuáles<br />
enlaces iónicos? Explique.<br />
a) CH4 b) CH2Cl2 c) LiI d) KBr e) Cl2. e) Na2S f) CH3OK<br />
8.- ¿Qué es un grupo funcional?<br />
9.- Escribe la fórmula general <strong>de</strong> manera semi<strong>de</strong>sarrollada <strong>de</strong> los siguientes grupos funcionales.<br />
a) ácidos carboxílicos b) anhídridos <strong>de</strong> ácido c) halogenuros <strong>de</strong> ácido d) ésteres<br />
e) amidas f) nitrilos g) al<strong>de</strong>hídos h) cetonas i) alcoholes j) éteres k) aminas<br />
l) aromáticos m) halogenuros <strong>de</strong> alquilo n) alquinos ñ) alquenos y o) alcanos<br />
10.- Escriba todas las estructuras semi<strong>de</strong>sarrolladas para las siguientes fórmulas moleculares,<br />
i<strong>de</strong>ntifica los grupos funcionales <strong>de</strong> cada una y déle nombre a cada estructura.<br />
a) C3H8 b) C2H6O c) C2H4O d) CH5N e) C3H7Br f) C3H9N<br />
11.- Escribe la fórmula <strong>de</strong> líneas <strong>de</strong> los siguientes compuestos.<br />
a) isobutano b) 2-buteno c) tolueno d) ácido acético e) ácido benzoico f) acetona<br />
(propanona)<br />
g) ciclopentanol h) butanal i) p-nitroanilina j) éter etílico k) acetato <strong>de</strong> propilo l) cloruro <strong>de</strong> etilo
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 4<br />
12.- Dibuje la fórmula semi<strong>de</strong>sarrollada <strong>de</strong> los siguientes compuestos e i<strong>de</strong>ntifica los grupos<br />
funcionales presentes encerrando en un círculo los átomos que <strong>de</strong>terminan cada grupo funcional.<br />
a) acetoacetato <strong>de</strong> etilo b) aspirina c) acetanilida d) fenilalanina e) naproxen<br />
13.- Déle nombre a los siguientes compuestos, (pue<strong>de</strong> usar nomenclatura IUPAC o común).<br />
O<br />
a) b)<br />
OH<br />
c) d)<br />
O<br />
e) NH2 f)<br />
OMe<br />
g) h)<br />
14.- Trasforma las siguientes fórmulas <strong>de</strong> líneas a fórmulas semi<strong>de</strong>sarrolladas.<br />
a)<br />
d)<br />
O<br />
O<br />
b)<br />
e)<br />
14.- ¿Porqué la teoría enlace valencia propone la teoría <strong>de</strong> la hibridación?<br />
OH<br />
O<br />
Cl<br />
CH 3<br />
NO 2<br />
c)<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
NHCH 3<br />
NH 2<br />
NH O<br />
15.- Analice las siguientes moléculas con la teoría enlace valencia y <strong>de</strong>sarrolle para cada una;<br />
estructura <strong>de</strong> lewis, configuración electrónica, hibridación, geometría molecular y polaridad <strong>de</strong><br />
enlace y polaridad <strong>de</strong> la molécula.<br />
a) H2O b) NH3 c) CH4 d) CH3Cl e) CH2O f) HC≡CBr g) CO2<br />
16.- Trace todos los enlaces <strong>de</strong>l propeno, indique la hibridación <strong>de</strong> cada carbono y prediga el valor<br />
<strong>de</strong> cada ángulo <strong>de</strong> enlace.<br />
17.- Escriba la estructura <strong>de</strong> lewis <strong>de</strong>l formal<strong>de</strong>hído, <strong>de</strong>l ácido cianhídrico y <strong>de</strong>l 2-butino indique la<br />
hibridación <strong>de</strong>l carbono, nitrógeno y <strong>de</strong>l oxígeno y <strong>de</strong>termine la polaridad <strong>de</strong> cada molécula.<br />
18.- Escriba la estructura <strong>de</strong> lewis <strong>de</strong> la formaldimina CH2NH. ¿Qué tipo <strong>de</strong> enlace C-N está<br />
presente y que hibridación tienen el C y el N?<br />
19.-El metoxido <strong>de</strong> sodio tiene tanto enlaces iónicos como covalentes, indique cuáles son.<br />
f)<br />
Br<br />
H
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 5<br />
20.- Convierta las siguientes fórmulas <strong>de</strong> líneas en fórmulas moleculares con<strong>de</strong>nsadas.<br />
a) b) c)<br />
N<br />
21.- Asigne los electrones que le faltan a cada átomo y calcule las cargas formales. .<br />
NO 2<br />
a) S<br />
C<br />
b)<br />
CH3<br />
H2C=N=N: c)<br />
H 3<br />
O<br />
N<br />
H<br />
H C CN O<br />
3<br />
22.-.Utilice la convención δ + o δ - para indicar el sentido <strong>de</strong> la polaridad en cada uno <strong>de</strong> los enlaces<br />
que siguen.<br />
a) H3C⎯Br b) H3C⎯NH2 c) H3C⎯Li d) H2N⎯H e) H3C⎯MgBr f) H3C⎯OH<br />
23.- El dióxido <strong>de</strong> carbono CO2 tiene momento dipolar <strong>de</strong> cero pese a que los enlaces C⎯O son<br />
altamente polares. Explique.<br />
24.-Consi<strong>de</strong>re la geometría molecular <strong>de</strong> las siguientes moléculas y prediga en cada caso si tiene<br />
momento dipolar. De ser así indique su sentido.<br />
a) H2C=CH2 b) CHCl3 c) H2C=O d) HClC=CHCl (2 estructuras)<br />
25.- Busque la <strong>de</strong>finición <strong>de</strong> resonancia en diferentes libros y escriba la que le parezca más<br />
a<strong>de</strong>cuada.<br />
26.- Desarrolle todas las estructuras resonantes posibles para las siguientes especies químicas.<br />
a) CO3 -2 b) PhSH c) CH2=CH-CH=CH-CH2 d) H3C-O-CH2 +<br />
27.- Explique o <strong>de</strong>fina las siguientes palabras:<br />
a) isómeros b) isómeros estructurales c) estereoisómeros d) enantiómeros<br />
28.- Dibuje los conformeros más importantes <strong>de</strong>l butano (en proyección <strong>de</strong> Newman) y los<br />
conformeros más importantes <strong>de</strong>l ciclohexano en proyección <strong>de</strong> caballete. Ordénelos <strong>de</strong> mayor a<br />
menor estabilidad y explique cuales son los factores que <strong>de</strong>terminan este or<strong>de</strong>n.
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 6<br />
29.- El principal factor que <strong>de</strong>termina la existencia <strong>de</strong> la quiralidad es la presencia <strong>de</strong> átomos <strong>de</strong><br />
carbono con cuatro sustituyentes diferentes en las moléculas. I<strong>de</strong>ntifique en las siguientes<br />
moléculas los carbonos quirales y señálelos con un asterisco.<br />
O<br />
O<br />
O<br />
a) b) c) d)<br />
OH<br />
NH 2<br />
30.- Asigna la configuración (R) o (S) a los siguientes isómeros.<br />
CH3CH2 HO<br />
CH 3<br />
H<br />
H<br />
HO<br />
CH 3<br />
CH 2 CH 3<br />
H<br />
COH<br />
CH 3<br />
NH 2<br />
Cl<br />
CH 2 CH 3<br />
31.- Escriba las fórmulas tridimensionales <strong>de</strong> los enantiómeros <strong>de</strong>l ácido 3-clorobutanoico y<br />
asignales configuración (R) o (S).<br />
32.- Indique la relación que guardan entre sí las siguientes estructuras, pue<strong>de</strong>n ser dos moléculas<br />
<strong>de</strong>l mismo compuesto, compuestos diferentes, o isómeros, si son isómeros indicar que tipo <strong>de</strong><br />
isómeros son.<br />
a)<br />
d)<br />
H<br />
C<br />
H 3<br />
y<br />
CH 3<br />
H<br />
y<br />
C<br />
H 3<br />
H<br />
b)<br />
H<br />
H<br />
Cl<br />
CH 3<br />
H<br />
Br<br />
y<br />
Br<br />
e)<br />
H<br />
H<br />
Cl<br />
H<br />
H<br />
CO 2 H<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
H Cl<br />
Cl<br />
H<br />
C<br />
H 3<br />
H<br />
CO 2 H<br />
33.- Dibuja en proyección tridimensional los enantiómeros <strong>de</strong>l 2-yodobutano y asignales<br />
configuración (R) y (S).<br />
34.- Escriba las <strong>de</strong>finiciones <strong>de</strong> ácidos y bases <strong>de</strong> Arrhenius y <strong>de</strong> Bronsted-Lowry.<br />
35.- Busque los valores <strong>de</strong> pKa para los siguientes compuestos y ordénelos <strong>de</strong> mayor a menor<br />
fuerza ácida.<br />
a) CH3CO2H b) CH3OH c) CH3CH3 d) CH2=CH2 e) C6H5OH (fenol)<br />
36.- Escriba los probables productos <strong>de</strong> reacción ácido-base entre las siguientes sustancias y<br />
prediga hacia don<strong>de</strong> se <strong>de</strong>splaza el equilibrio.<br />
a) PhCO2H + CH3OH →<br />
b) CH3NH2 + CH3⎯Li ( equivalente a CH3 − ) →<br />
c) CH3COCH3 + NaNH2 →<br />
d) NH3 + H2O →<br />
c)<br />
y<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
H<br />
Cl<br />
y<br />
Cl<br />
H<br />
H<br />
Br<br />
O<br />
H<br />
CH 3<br />
OH
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 7<br />
37.-Explique por qué el ácido acético es un ácido más fuerte que el etanol, y por qué el ácido<br />
yodhídrico es más fuerte que el ácido clorhídrico.<br />
38.- Or<strong>de</strong>ne las siguientes series <strong>de</strong> compuestos <strong>de</strong> mayor a menor fuerza ácida. Explique a que<br />
factor se <strong>de</strong>be el or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> aci<strong>de</strong>z.<br />
a) HCl, HF, HI, HBr b) CH3OH, CH3CO2H, C6H5OH (fenol)<br />
39.- Asigne la configuración E o Z a los siguientes alquenos.<br />
H C Cl<br />
H C CH CH Cl CH CH<br />
3<br />
3<br />
2 3<br />
2 3<br />
a) b) c) d)<br />
H<br />
Br<br />
H<br />
Br<br />
40.- Los isómeros funcionales, son isómeros estructurales que tiene diferente grupo funcional,<br />
escribe la fórmula <strong>de</strong> los isómeros funcionales que tienen las siguientes fórmulas moleculares.<br />
a) C2H6O b) C3H6 c) C3H6O d) C2H4O2<br />
H<br />
Br<br />
C<br />
H 3<br />
HO<br />
Cl<br />
Br
Alcanos y cicloalcanos<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 8<br />
UNIDAD TEMÁTICA II<br />
HIDROCARBUROS SATURADOS E INSATURADOS<br />
1. Describa cuáles son las propieda<strong>de</strong>s físicas generales <strong>de</strong> los alcanos (solubilidad, <strong>de</strong>nsidad,<br />
puntos <strong>de</strong> fusión, etc.)<br />
2. ¿Cuáles son los principales usos <strong>de</strong> los hidrocarburos? ¿Cuál es la principal fuente <strong>de</strong><br />
hidrocarburos?<br />
3. ¿Porqué los alcanos ramificados tienen menor punto <strong>de</strong> fusión que sus isómeros lineales?<br />
4. Déle nombre a los siguientes compuestos.<br />
a)<br />
d)<br />
b) c)<br />
e)<br />
5.- Escriba las tres estructuras diferentes con fórmula molecular C5H12 y déle nombre a cada una.<br />
6.- Explique con sus propias palabras qué es un mecanismo <strong>de</strong> reacción.<br />
7.- Diga cómo se clasifican las reacciones orgánicas y <strong>de</strong> un ejemplo <strong>de</strong> cada una.<br />
8.- Las principales reacciones para sintetizar alcanos son la hidrogenación <strong>de</strong> alquenos, la<br />
reducción <strong>de</strong> halogenuros <strong>de</strong> alquilo y la reacción <strong>de</strong> acoplamiento, escriba la reacción general <strong>de</strong><br />
estas reacciones.<br />
9.- Escriba los productos <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
a)<br />
c)<br />
e)<br />
Cl<br />
H 2<br />
Pd<br />
H 2<br />
Pd<br />
Zn<br />
HCl<br />
b)<br />
d)<br />
f)<br />
Br<br />
d)<br />
(CH 3 ) 2 CuLi<br />
Cl<br />
Zn<br />
HCl<br />
H 2<br />
Pd
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 9<br />
10.- Represente cómo se rompe un enlace químico en una molécula <strong>de</strong> halógeno <strong>de</strong> forma<br />
homolítica y heterolitica. Indique todos los electrones libres y las cargas formales don<strong>de</strong><br />
corresponda.<br />
11.- La reacción <strong>de</strong> halogenación <strong>de</strong> alcanos proce<strong>de</strong> por un mecanismo <strong>de</strong> radicales libres.<br />
Describa cómo ocurre esta reacción utilizando como ejemplo la bromación <strong>de</strong>l propano.<br />
12.- En la reacción <strong>de</strong> bromación <strong>de</strong>l propano se obtienen dos productos <strong>de</strong> monosustitución, el<br />
bromuro <strong>de</strong> n-propilo y el bromuro <strong>de</strong> isopropilo, explique porque se obtiene en mayor proporción el<br />
bromuro <strong>de</strong> isopropilo.<br />
13.-Desarrolle el mecanismo por el que ocurre la reacción <strong>de</strong> monobromación <strong>de</strong>l ciclohexano con<br />
luz ultravioleta, indique los pasos principales.<br />
14.- Indique el producto <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
a)<br />
b)<br />
c)<br />
d)<br />
Cl<br />
Br 2<br />
hv<br />
O 2<br />
Chispa<br />
Li<br />
CH 3 CH 2 CH 3<br />
A<br />
A<br />
O 2<br />
chispa<br />
Li<br />
CuI<br />
B<br />
B<br />
CuI<br />
Br<br />
15.- Escriba los productos <strong>de</strong> monosustitución por radicales libres <strong>de</strong>l metilciclohexano y <strong>de</strong>l<br />
etilbenceno con Br2, diga en cada caso cuál es el que se obtiene en mayor porcentaje.<br />
16.- Indique como convertiría los siguientes compuestos en butano<br />
a) secbutanol b) n-butanol c) 2-buteno d) cloruro <strong>de</strong> secbutilo<br />
17.- Indique como convertiría las siguientes sustancias en ciclohexano.<br />
a) ciclohexeno b) cloruro <strong>de</strong> ciclohexilo c) ciclohexanol<br />
Alquenos.<br />
1. Describa las principales propieda<strong>de</strong>s físicas <strong>de</strong> los alquenos.<br />
2.- Escriba la fórmula <strong>de</strong> los siguientes compuestos.<br />
a) 3,6-dimetil-1-octeno b) 3-cloropropeno c) 2,4,4-trimetil-2-penteno d) trans-3,4-dimetil-3hexeno<br />
e) (Z)-3-cloro-4-metil-3-hexeno f) (E)-1-ciano-2-cloropropeno g) 1,4-ciclohexadieno<br />
C<br />
Br
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 10<br />
3.- Dibuje como se forma un doble enlace a partir <strong>de</strong> la interacción <strong>de</strong> los orbítales híbridos y <strong>de</strong> los<br />
orbítales “p”. Señale el enlace σ y el enlace π.<br />
4.- Escriba las tres estructuras diferentes para la fórmula con<strong>de</strong>nsada C2H2Cl2, déle nombre y<br />
analice la polaridad <strong>de</strong> cada una.<br />
5.- Defina los siguientes términos y dé algunos ejemplos para cada uno. nucleófilo, electrófilo, grupo<br />
saliente.<br />
6.- Explique qué es el efecto inductivo y qué es el efecto resonante.<br />
7.- Explique que es un carbocatión, diga cómo se clasifican y dé el or<strong>de</strong>n relativo <strong>de</strong> estabilida<strong>de</strong>s<br />
<strong>de</strong> los diferentes tipos <strong>de</strong> carbocationes.<br />
8.- Los alquenos se preparan a partir <strong>de</strong> reacciones <strong>de</strong> eliminación, escriba el mecanismo general<br />
<strong>de</strong> las reacciones <strong>de</strong> eliminación E1 y E2.<br />
9.- Describa que dice la regla <strong>de</strong> Saytzeff.<br />
10.- ¿Por qué la <strong>de</strong>shidratación <strong>de</strong> alcoholes requiere <strong>de</strong> catalizador ácido para po<strong>de</strong>rse realizar?<br />
11.- Escriba el (los) producto(s) <strong>de</strong> las siguientes reacciones y señale el que se obtiene en mayor<br />
proporción (si se pue<strong>de</strong> producir más <strong>de</strong> un producto) <strong>de</strong> acuerdo a la regla <strong>de</strong> Saytzeff.<br />
a)<br />
c)<br />
Cl<br />
KOH<br />
etanol<br />
CH3CH2ONa d)<br />
Cl<br />
etanol<br />
Br<br />
b)<br />
Br<br />
CH 3 CH 2 ONa<br />
etanol<br />
KOH<br />
etanol<br />
12.- Dibuje las estructuras <strong>de</strong> los alquenos que espera obtener por medio <strong>de</strong> la<br />
<strong>de</strong>shidrohalogenación <strong>de</strong>:<br />
a) 1-bromobutano b) 2-bromopropano c) 1-cloro-2-metilciclopentano d) 2,3-dimetil-3-cloropentano<br />
13.- Escriba el producto principal <strong>de</strong> la reacción <strong>de</strong> <strong>de</strong>shidratación <strong>de</strong> los siguientes alcoholes.<br />
a) CH 3 CH 2 OH<br />
c)<br />
OH<br />
H 2 SO 4<br />
H 2 SO 4<br />
14.- Indique cómo prepararía propileno a partir <strong>de</strong>:<br />
b)<br />
d)<br />
OH<br />
OH<br />
H 2 SO 4<br />
H 2 SO 4<br />
a) alcohol propílico b) propano c) cloruro <strong>de</strong> isopropilo d) 1,2-dibromopropano<br />
15.- Describa qué dice la regla <strong>de</strong> Markovnikov y explique en qué se fundamenta.<br />
16.- Desarrolle el mecanismo <strong>de</strong> reacción que se propone para la reacción <strong>de</strong> hidrohalogenación<br />
<strong>de</strong>l propeno con ácido clorhídrico. Indique las cargas don<strong>de</strong> correspondan.<br />
17.- Desarrolle el mecanismo <strong>de</strong> reacción que se propone para la reacción <strong>de</strong> hidratación <strong>de</strong>l 1buteno<br />
en medio ácido. Explique por qué se requiere medio ácido para esta reacción.
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 11<br />
18.- Indique el producto principal <strong>de</strong> la reacción <strong>de</strong>l 3-metil-1-penteno con cada uno <strong>de</strong> los<br />
siguientes reactivos.<br />
a) KMnO4 dil. e) 1) O3 2) Zn / H +<br />
b) Br2/peroxido f) 1) (BH3)2 2) H2O2/ OH<br />
c) 1) Hg(AcO)2 2) NaBH4 g) H2O/ H +<br />
d) HCl h) KMnO4 conc. OH/∆<br />
19.- Escriba la fórmula y el nombre <strong>de</strong> los monómeros que se utilizan para preparar los siguientes<br />
polímeros, así como los usos más importantes <strong>de</strong> cada polímero.<br />
a) polietileno b) PVC c) poliestireno d) teflón
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 12<br />
UNIDAD TEMÁTICA III<br />
ENLACE CARBONO HALOGENO<br />
1. Indique <strong>de</strong> manera concisa las propieda<strong>de</strong>s físicas generales <strong>de</strong> los halogenuros <strong>de</strong> alquilo y<br />
explique la causa <strong>de</strong> estas propieda<strong>de</strong>s.<br />
2.- Escriba la fórmula semi<strong>de</strong>sarrollada o <strong>de</strong> líneas <strong>de</strong> los siguientes compuestos y clasifíquelos<br />
como halogenuros 1°, 2° ,3°, vinílico, alilico, bencilico o arílico.<br />
a) cloruro <strong>de</strong> isobutilo b) yoduro <strong>de</strong> isopropilo c) 2-bromopentano d) bromoeteno<br />
e) 3-bromo-1-buteno f) 2-cloro-2-metilhexano g) m-yodoetilbenceno h) 4-cloro-1-penteno<br />
3.- Escriba la fórmula <strong>de</strong> los 4 isómeros posibles para C4H9Br y déle nombre a cada una.<br />
4.- Los métodos más importantes para preparar halogenuros <strong>de</strong> alquilo son la halogenación <strong>de</strong><br />
alcanos, la adición <strong>de</strong> halohidrácidos a alquenos y la reacción <strong>de</strong> alcoholes con halohidrácidos o<br />
con cloruro <strong>de</strong> tionilo. Escriba los productos <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
a)<br />
d)<br />
OH<br />
OH<br />
HCl (ac) b)<br />
SOCl 2<br />
d)<br />
Br 2<br />
hv<br />
Br 2<br />
CCl 4<br />
5.- Sugiera una explicación para los siguientes resultados.<br />
a)<br />
c)<br />
e)<br />
OH<br />
HBr<br />
HCl (ac)<br />
NaCl<br />
HCl<br />
OH (ac)<br />
no hay reacción b) OH Cl<br />
H2O 6.- Describa con fórmulas tridimensionales generales cómo ocurre una reacción por mecanismo<br />
SN1 y cómo ocurre una reacción por mecanismo SN2.<br />
7.-Haga una lista <strong>de</strong> los nucleófilos más comunes en or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> mayor a menor fuerza.<br />
8.- Haga una lista <strong>de</strong> los grupos salientes más comunes.<br />
9.- Escriba <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong>l paréntesis sí la característica es <strong>de</strong> una reacción SN1 o SN2.<br />
a) ( ) Si el sustrato es quiral se produce una mezcla racémica.<br />
b) ( ) Hay formación <strong>de</strong> carbocationes como intermediarios.<br />
c) ( ) El impedimento estérico es importante en esta reacción.<br />
d) ( ) Si el sustrato es quiral se produce inversión <strong>de</strong> la configuración.<br />
e) ( ) Esta favorecida por los disolventes polares proticos.<br />
f) ( ) Los nucleófilos fuertes favorecen este mecanismo.
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 13<br />
10.- Busque y explique por qué los halogenuros <strong>de</strong> vinilo y <strong>de</strong> arilo no sufren reacciones SN1 ni<br />
SN2.<br />
11.- Indica los reactivos necesarios para convertir el bromuro <strong>de</strong> n-butilo en:<br />
a) acetato <strong>de</strong> butilo b) butilfenilamina c) eter butiletilico d) 1-buteno<br />
e) pentanonitrilo f) butano g) 1-hexino h) n-butanol<br />
12.- ¿Qué producto se formaría en una reacción <strong>de</strong> sustitución nucleofílica entre el (R)-1-bromo-1feniletano<br />
con el ión cianuro? Indique la estereoquímica <strong>de</strong>l reactivo y <strong>de</strong>l producto, suponiendo que<br />
ocurre una inversión <strong>de</strong> la configuración.<br />
Br<br />
NaCN<br />
13.- La reacción SN2 también pue<strong>de</strong> ocurrir intramolecularmente (<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la misma molécula).<br />
¿Qué producto se esperaría <strong>de</strong>l tratamiento <strong>de</strong> 4-bromo-1-butanol con una base?<br />
14.-. Explique con un mecanismo <strong>de</strong> reacción el siguiente hecho: cuando se trata el (S)- 2clorobutano<br />
con hidroxido <strong>de</strong> potasio en etanol se obtienen dos productos, el (R)-2-butanol y el 2buteno.<br />
15.- Indique el producto <strong>de</strong> la reacción <strong>de</strong>l 1-cloropropano con los siguientes reactivos:<br />
a) CH3ONa b) (CH3)2NH c) Mg/eter d) HSK e) KI
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 14<br />
UNIDAD TEMÁTICA IV<br />
COMPUESTOS AROMÁTICOS<br />
1.- Describa las características que <strong>de</strong>be cumplir un compuesto químico para ser aromático.<br />
2.- Escriba el nombre IUPAC y común <strong>de</strong> los siguientes compuestos.<br />
a)<br />
NH 2 OH CHO<br />
b) c) d) e) f)<br />
CO 2 H CO 2 H<br />
3.- Busque la fórmula <strong>de</strong> los siguientes medicamentos y encierre en un círculo el anillo aromático.<br />
a) aspirina b) diacepan c) naproxeno d) ibuprofeno<br />
4.- Escriba dos reacciones que <strong>de</strong>muestren la diferencia en reactividad <strong>de</strong> un alqueno y un<br />
compuesto aromático.<br />
5.- Indique si los siguientes compuestos son aromáticos.<br />
a) b) c) +<br />
e) f) -<br />
6.- Indique el nombre <strong>de</strong> los siguientes <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong>l benceno.<br />
..<br />
g)<br />
N<br />
d)<br />
h)<br />
OH
CO 2 H<br />
NO 2<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 15<br />
OH<br />
a) b) c)<br />
e)<br />
Cl<br />
NO 2<br />
f)<br />
CO 2 H<br />
Br<br />
CH 3<br />
7.- Busque y escriba la fórmula <strong>de</strong> los siguientes compuestos policíclicos y heterocíclicos.<br />
a) naftaleno b) antraceno c) fenantreno d) piridina e) quinolina f) furano<br />
8.- La reacción principal <strong>de</strong> los compuestos aromáticos es la reacción <strong>de</strong> Sustitución Electrofílica<br />
Aromática (SEA), escriba el mecanismo general <strong>de</strong> esta reacción, utilizando el benceno.<br />
9.- Escriba los productos <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
Br<br />
a) b) c)<br />
H2SO4 d)<br />
FeBr 3<br />
Br 2<br />
AlBr 3<br />
e)<br />
g)<br />
Br<br />
HNO 3<br />
Mg<br />
éter<br />
NH 2<br />
CN<br />
Br<br />
f)<br />
d)<br />
h)<br />
HO<br />
NH 2<br />
CN<br />
O<br />
Cl<br />
AlCl 3<br />
KMnO 4<br />
NaOH<br />
10.- Explique porqué el tolueno y el fenol son más reactivos que el benceno, y porqué el<br />
benzonitrilo y benzal<strong>de</strong>hido son menos reactivos que el benceno.<br />
11.- Escriba la estructura <strong>de</strong> A, B y C <strong>de</strong> las siguientes secuencias <strong>de</strong> reacciones y déle nombre a<br />
cada sustancia. En los casos don<strong>de</strong> se producen isómeros orto y para solo consi<strong>de</strong>re al isómero<br />
para.
a)<br />
b)<br />
c)<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 16<br />
CH3COCl CH3Br NH2NH2 FeCl 3<br />
Br 2<br />
FeBr 3<br />
HNO 3<br />
H 2 SO 4<br />
A B<br />
A<br />
A<br />
AlBr 3<br />
1) Mg<br />
2) CO 2<br />
3) H 2 O/H +<br />
Fe<br />
HCl<br />
NaOH<br />
HNO 3<br />
H 2 SO 4<br />
NaNO 2<br />
HCl 0-6°C<br />
12.- Indique los reactivos que se requieren para preparar los siguientes compuestos partiendo <strong>de</strong><br />
benceno. Se requiere más <strong>de</strong> una reacción.<br />
a) p-ciclohexiltolueno c) m-bromo anilina c) p-etilfenol<br />
13.- Indique como prepararía los siguientes compuestos a partir <strong>de</strong>l benceno.<br />
a) propilfenilcetona b) ácido m-nitro benzoico c) ácido p-clorobenzoico d) m-cianotolueno<br />
14.- Si se hacen reaccionar un mol <strong>de</strong> anilina y un mol <strong>de</strong> nitrobenceno con un mol <strong>de</strong> bromo en<br />
presencia <strong>de</strong> AlBr3. ¿Cuál será el producto principal? Explique su respuesta.<br />
15.- Escriba la estructura <strong>de</strong> A, B y C <strong>de</strong> las siguientes secuencias <strong>de</strong> reacciones y déle nombre a<br />
cada sustancia. En los casos don<strong>de</strong> se producen isómeros orto y para solo consi<strong>de</strong>re al isómero<br />
para.<br />
a)<br />
b)<br />
c)<br />
CH 3 CH 2 CL<br />
AlCl 3<br />
AlBr 3<br />
HNO 3<br />
H 2 SO 4<br />
O<br />
Br<br />
A<br />
A<br />
A<br />
Cl 2<br />
FeCl 3<br />
NH 2 NH 2<br />
NaOH<br />
CH 3 Br<br />
FeBr 3<br />
B<br />
B<br />
B<br />
B<br />
B<br />
KMnO 4 conc.<br />
NaOH<br />
Br<br />
FeBr 3<br />
Fe/HCl<br />
C<br />
C<br />
C<br />
C<br />
C<br />
C
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 17<br />
UNIDAD TEMÁTICA V<br />
COMPUESTOS ORGÁNICOS CON OXÍGENO: ALCOHOLES, ÉTERES Y EPÓXIDOS.<br />
1.- Describa brevemente la importancia <strong>de</strong> los alcoholes.<br />
2.- Dibuje la molécula <strong>de</strong> metanol <strong>de</strong> acuerdo al mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> la teoría enlace valencia, consi<strong>de</strong>rando<br />
las hibridaciones <strong>de</strong>l carbono y <strong>de</strong>l oxígeno, con sus ángulos correspondientes.<br />
3.- Escriba la fórmula estructural <strong>de</strong> todos los alcoholes posibles (<strong>de</strong>ben ser ocho) <strong>de</strong> fórmula<br />
con<strong>de</strong>nsada C5H12O, déle nombre a cada uno y clasifíquelos como 1°, 2° o 3°.<br />
4.- Déle nombre a cada uno <strong>de</strong> los siguientes alcoholes.<br />
a) CH OH<br />
3OH b) CH3CH2OH c) d)<br />
e)<br />
OH<br />
f) g) OH<br />
h)<br />
OH<br />
5.- Explique porque los alcoholes tienen mayor punto <strong>de</strong> ebullición que los éteres, al<strong>de</strong>hídos y<br />
cetonas, pero menor que los ácidos carboxílicos <strong>de</strong> peso molecular igual o parecido.<br />
6.- Dibuje como se forma el puente <strong>de</strong> hidrógeno entre dos moléculas <strong>de</strong> alcohol; entre un alcohol y<br />
un éter; entre un alcohol y una amina y entre un alcohol y una cetona.<br />
OH<br />
OH
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 18<br />
7.- Escriba una reacción en la que se <strong>de</strong>muestre el carácter ácido <strong>de</strong> los alcoholes y una reacción<br />
don<strong>de</strong> se manifieste el carácter básico <strong>de</strong> los alcoholes.<br />
8.- Escriba lo que dicen la regla <strong>de</strong> Markovnikov y la regla <strong>de</strong> Saytseff.<br />
9.- Desarrolle el mecanismo <strong>de</strong> reacción por el que proce<strong>de</strong> la siguiente transformación. A<strong>de</strong>más<br />
explique porque se requiere medio ácido para que ocurra la reacción.<br />
H 2 O/H+<br />
10.- Dé el producto principal <strong>de</strong> las siguientes reacciones <strong>de</strong> preparación <strong>de</strong> alquenos.<br />
H O/H+ H O/H+<br />
2 2<br />
a) b) c)<br />
d)<br />
1) (BH3 ) 2<br />
e)<br />
1) Hg(OAc) 2<br />
f)<br />
1) (BH3 ) 2<br />
2) H2O2 /OH 2) NaBH4 2) H2O2 /OH<br />
11.- Indique el producto principal <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
a)<br />
b)<br />
c)<br />
d)<br />
CH 3 CO 2 H<br />
OH<br />
OH<br />
CH 2 OH<br />
H 2 SO 4<br />
H 2 SO 4 conc<br />
CH 3 OH<br />
H +<br />
H 2 CrO 4<br />
12.- Indique el producto principal <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
e)<br />
f)<br />
g)<br />
h)<br />
OH<br />
OH KMnO4<br />
OH<br />
PBr 3<br />
OH 1) Na<br />
OH<br />
2) CH 3 Cl<br />
OH<br />
KMnO 4<br />
1) Hg(OAc) 2<br />
2) NaBH 4
a)<br />
b)<br />
c)<br />
d)<br />
CH 3 CO 2 H<br />
OH<br />
OH<br />
CHOHCH 3<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 19<br />
H 2 SO 4<br />
H 2 SO 4 conc<br />
H +<br />
OH<br />
H 2 CrO 4<br />
13.- Indique el producto principal <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
a)<br />
b)<br />
c)<br />
O<br />
O<br />
O<br />
CH 3<br />
NaBH 4<br />
1) PhMgBr<br />
2)<br />
H 2 O/H+<br />
NH 2 NH 2<br />
NaOH<br />
d)<br />
e)<br />
f)<br />
e)<br />
f)<br />
g)<br />
h)<br />
CH 2 OH KMnO 4<br />
OH<br />
OH<br />
SOCl 2<br />
1)<br />
HO OH<br />
O<br />
O<br />
O<br />
H<br />
Li<br />
2) CH3CH2Br<br />
KMnO 4<br />
I 2 /NaOH<br />
NaBH 4<br />
Tollens<br />
14.- Proponga un mecanismo <strong>de</strong> reacción para explicar la siguiente reacción. Sugerencia: revise<br />
transposiciones.<br />
OH<br />
H 2 SO 4 (ac)<br />
15.- Dé el producto <strong>de</strong> las siguientes reacciones <strong>de</strong> epóxidos para preparar alcoholes.<br />
a)<br />
O<br />
H 2 O/H+<br />
O H<br />
OH<br />
+<br />
b) + c)<br />
16.- ¿Cómo efectuaría las siguiente trasformaciones? Indique los reactivos y las condiciones. Se<br />
requiere más <strong>de</strong> un paso.<br />
O<br />
HBr
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 20<br />
CHO<br />
a) b)<br />
Éteres y Epóxidos<br />
1.- Describa brevemente las características estructurales <strong>de</strong> los éteres y sus propieda<strong>de</strong>s físicas<br />
generales.<br />
2.-Indique los usos principales <strong>de</strong> los éteres y su método <strong>de</strong> preparación industrial.<br />
3.- Indique todos los posibles pasos <strong>de</strong> un mecanismo para la <strong>de</strong>shidratación <strong>de</strong> un alcohol a éter.<br />
4.- Dé el nombre <strong>de</strong> los siguientes compuestos.<br />
a) CH<br />
O<br />
O<br />
O<br />
3OCH b) 3 c) d) e)<br />
6.- Escriba la reacción general <strong>de</strong> la síntesis <strong>de</strong> éteres <strong>de</strong> Williamson, y <strong>de</strong>sarrolle un mecanismo<br />
<strong>de</strong> reacción razonable.<br />
7.- Escriba el producto <strong>de</strong> las siguientes reacciones <strong>de</strong> preparación <strong>de</strong> éteres.<br />
a) CH Br 3 + (CH ) CONa b)<br />
CH Br<br />
3 3<br />
2 HO<br />
8.- Desarrolle una síntesis a partir <strong>de</strong> alcoholes y/o fenoles <strong>de</strong> los siguientes éteres.<br />
+<br />
O<br />
NaOH(ac)<br />
a) etilmetiléter b) secbutilisobutiléter c) ciclohexilmetiléter d) fenilpropiléter<br />
9.- Escriba la reacción general para preparar epoxidos a partir <strong>de</strong>:<br />
a) halohidrinas b) alquenos con peroxiácidos<br />
10.- Escriba el epóxido que se obtiene en las siguientes reacciones.<br />
a)<br />
HO<br />
Br<br />
NaOH<br />
b)<br />
OH<br />
Cl<br />
NaOH<br />
c) PhCO3H 11.- Explique porqué los epóxidos son tan reactivos, y diga cuál es su principal reacción.<br />
12.- Escriba los productos principales <strong>de</strong> las reacciones <strong>de</strong> los siguientes epóxidos.<br />
d)<br />
a)<br />
O H2O/H+ O CH3OH/H+ b)<br />
O CH3ONa c)<br />
O<br />
NH3 O CH3CH2CH2MgBr e) f)<br />
O H 2 O/H+
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 21<br />
13.- Escriba la fórmula <strong>de</strong> los siguientes sulfuros.<br />
a) sulfuro <strong>de</strong> dimetilo b) sulfuro <strong>de</strong> dietilo c) sulfuro <strong>de</strong> difenilo<br />
UNIDAD TEMÁTICA VI<br />
COMPUESTOS CON OXÍGENO QUE CONTIENEN EL GRUPO CARBONILO<br />
Al<strong>de</strong>hídos y cetonas<br />
1.- Escriba la fórmula semi<strong>de</strong>sarrollada <strong>de</strong> todos los al<strong>de</strong>hídos y cetonas <strong>de</strong> fórmula molecular<br />
C5H10O, y déle nombre a cada estructura.<br />
2.- Escriba el nombre común y/o IUPAC <strong>de</strong> los siguientes compuestos.
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 22<br />
a)<br />
O<br />
H b)<br />
O<br />
c)<br />
O<br />
d)<br />
O O<br />
e)<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
f) g) h)<br />
3.- La principal reacción <strong>de</strong> los al<strong>de</strong>hídos y cetonas es la reacción <strong>de</strong> adición nucleofilica, <strong>de</strong>sarrolle<br />
el mecanismo <strong>de</strong> reacción en condiciones neutras y en medio ácido.<br />
4.-Cuando el tricloroacetal<strong>de</strong>hido (cloral, CCl3CHO) se disuelve en agua, existe primordialmente<br />
como el gem-diol hidrato <strong>de</strong> cloral, CCl3CH(OH)2, comúnmente conocido como “gotas<br />
noqueadoras”. Indique su estructura y explique porque esta favorecida su estructura.<br />
5.-El oxigeno <strong>de</strong>l agua es primordialmente 16 O, pero también se pue<strong>de</strong> adquirir agua enriquecida<br />
con el isótopo pesado 18 O. Cuando una cetona o un al<strong>de</strong>hído se disuelve en agua enriquecida con<br />
18 O, la marca isotópica se incorpora al grupo carbonilo R2C=O 18 , explique cómo ocurre esto.<br />
6.- Muchas reacciones orgánicas se les conoce con el nombre <strong>de</strong>l químico que la <strong>de</strong>sarrolló o la<br />
<strong>de</strong>scubrió. Escriba la reacción general <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
a) Reducción <strong>de</strong> Clemmensen b) Reacción <strong>de</strong> Wittig c) Reacción <strong>de</strong> tollens d) Reacción <strong>de</strong><br />
Baeller-Villinger.<br />
7.- Indique el producto principal <strong>de</strong> las siguientes reacciones:<br />
d)<br />
O<br />
a) H HOCH2CH2OH b)<br />
g)<br />
O<br />
O<br />
H<br />
CH 3<br />
H +<br />
I 2 /NaOH<br />
1) CH3CH2MgBr 2)<br />
H 2 O/H+<br />
e)<br />
CL<br />
CL<br />
O<br />
O<br />
CL<br />
O<br />
H<br />
H<br />
NaCN<br />
H +<br />
NaOH 40 %<br />
NaBH 4<br />
2) H2SO4 conc.<br />
8.- Indique una ruta sintética para realizar la siguiente transformación:<br />
O<br />
O O<br />
OH<br />
h)<br />
9.- Escriba los reactivos necesarios para realizar las siguientes transformaciones.<br />
1)<br />
OH<br />
O<br />
c)<br />
f)<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Ph 3 P=CHCH 3<br />
NH 2 OH
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 23<br />
O<br />
O<br />
a) OH H<br />
b)<br />
c)<br />
e)<br />
O<br />
O CH 2<br />
H<br />
OH<br />
d)<br />
O<br />
OH OH<br />
O OH<br />
10.- Indique la(s) reacción(es) necesarias para sintetizar los siguientes compuestos a partir <strong>de</strong><br />
benzal<strong>de</strong>hído. Se pue<strong>de</strong> necesitar más <strong>de</strong> una reacción.<br />
a) 1-feniletanol b) fenilmetilcetona c) ácido benzoico d) difenilcetona<br />
11.- Explique y <strong>de</strong> un ejemplo <strong>de</strong> adición 1,4 y <strong>de</strong> adición 1,2 a sistemas carbonilicos α-β<br />
insaturados.<br />
Ácidos carboxílicos y <strong>de</strong>rivados<br />
1. - Explique porqué los ácidos carboxílicos tienen mayor punto <strong>de</strong> ebullición que los alcoholes <strong>de</strong><br />
igual o parecido peso molecular. Incluya en su explicación un esquema que indique la fuerza<br />
intermolecular que origina esta situación.<br />
2.- Escriba la fórmula general <strong>de</strong> los ácidos carboxílicos, <strong>de</strong> los anhídridos <strong>de</strong> ácido, <strong>de</strong> los<br />
halogenuros <strong>de</strong> ácido, <strong>de</strong> los esteres y <strong>de</strong> las amidas.<br />
3. - Or<strong>de</strong>ne los siguientes compuestos <strong>de</strong> mayor a menor punto <strong>de</strong> ebullición. Calcule o busque<br />
primero el peso molecular <strong>de</strong> cada compuesto.<br />
a) acetona b) butano c) propanol d) ácido acético<br />
4. - Indique la fórmula semi<strong>de</strong>sarrollada o <strong>de</strong> líneas <strong>de</strong> los siguientes compuestos.<br />
a) Cloruro <strong>de</strong> metanoilo b) bromuro <strong>de</strong> benzoilo c) acetato <strong>de</strong> fenilo d) anhídrido acético<br />
e) N-metilacetamida f) benzoato <strong>de</strong> metilo g) propanoato <strong>de</strong> etilo h) ácido cloroacético<br />
5.-Indique los productos <strong>de</strong> las siguientes reacciones. En la mayoría se obtiene un ácido carboxílico<br />
pero no en todas.<br />
f)<br />
CH 3
a) CH 3 CH 2 OH<br />
b)<br />
c)<br />
d)<br />
e)<br />
CH 3 CHOHCH 3<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 24<br />
f)<br />
O<br />
MgBr 1) CO2 2) H2O/H+ g)<br />
OH<br />
NaOH<br />
KMnO 4<br />
KMnO 4<br />
OH KMnO 4<br />
CH 2 OH<br />
CN<br />
KMnO 4<br />
H 2 O/H+<br />
h)<br />
i)<br />
j)<br />
O<br />
H<br />
O<br />
KMnO 4 conc.<br />
NaOH<br />
KMnO 4<br />
I 2<br />
NaOH<br />
6.- La reacción principal <strong>de</strong> los ácidos carboxílicos y <strong>de</strong> sus <strong>de</strong>rivados es la reacción <strong>de</strong> sustitución<br />
nucleofilica, <strong>de</strong>sarrolle el mecanismo general <strong>de</strong> esta reacción.<br />
7.- Escriba el producto principal <strong>de</strong> las siguientes reacciones <strong>de</strong> los ácidos carboxílicos.<br />
O<br />
O<br />
a) OH<br />
NH3 b) OH CH3OH/H+ c)<br />
8.- Escriba el producto y el mecanismo por el que proce<strong>de</strong> la siguiente reacción.<br />
MgBr<br />
1)<br />
2)<br />
CO 2<br />
H 3 O+<br />
O<br />
1) LiAlH4 OH<br />
2) H3O+ 9.- Indique las reacciones que realizaría para sintetizar 2-feniletanol a partir <strong>de</strong> bromuro <strong>de</strong> bencilo.<br />
Br<br />
10.- ¿Cómo convertiría cada uno <strong>de</strong> los siguientes compuestos en ácido butanoico? Escriba cada<br />
paso y muestre los reactivos necesarios.<br />
a) 1-butanol b) 1-bromopropano c) 1-bromobutano d) 1-buteno<br />
11.- Proponga un mecanismo para la siguiente reacción nucleofilica, use flechas para indicar el flujo<br />
<strong>de</strong> los electrones en cada paso.<br />
O<br />
Cl<br />
OH<br />
CH 3 ONa<br />
12.- Escriba el producto <strong>de</strong> cada una <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
O<br />
OMe
a)<br />
d)<br />
O<br />
O O<br />
OH<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 25<br />
SOCl 2<br />
anilina e)<br />
O<br />
b)<br />
Cl<br />
NH CH 2 3<br />
c) CH2 =C=O<br />
13.- Indique el (los) reactivo(s) necesarios para realizar las siguientes transformaciones.<br />
a)<br />
OH<br />
b)<br />
c)<br />
O<br />
O O<br />
Cl<br />
O<br />
NH 2<br />
O<br />
OMe<br />
Cl<br />
H 2 O<br />
O<br />
OH<br />
CO 2 H<br />
14.- Escriba el producto <strong>de</strong> la reacción intramolecular <strong>de</strong> los siguientes compuestos.<br />
d)<br />
UNIDAD TEMÁTICA VII<br />
ENOLATOS Y CARBANIONES.<br />
OH<br />
f)<br />
O<br />
OMe<br />
O<br />
CH 3 COOH<br />
Cl<br />
CO 2 H<br />
NH 3<br />
O<br />
O
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 26<br />
1.- Explique la diferencia entre la resonancia y la tautomería ceto-anol.<br />
2.- Dibuje la formula general <strong>de</strong> un enol y <strong>de</strong> un ión enolato.<br />
3.- Dibuje las estructuras tautomericas <strong>de</strong> los siguientes compuestos.<br />
a)<br />
O O<br />
b)<br />
4.- Busque y dé el valor <strong>de</strong> pKa <strong>de</strong> los siguientes compuestos y explique a que se <strong>de</strong>be la diferencia<br />
<strong>de</strong> los valores <strong>de</strong> pKa.<br />
a) acetona b) propano c) 2,4-pentanodiona<br />
5.- Desarrolle el mecanismo <strong>de</strong> formación <strong>de</strong> enoles a partir <strong>de</strong> cetonas en medio ácido.<br />
6.- Desarrolle el mecanismo <strong>de</strong> formación <strong>de</strong> enolatos <strong>de</strong> al<strong>de</strong>hídos en medio básico.<br />
7.- Explique con un mecanismo <strong>de</strong> reacción el hecho <strong>de</strong> que la (S)-secbutil fenil cetona se racemiza<br />
cuando se disuelve en una solución básica.<br />
8.- Explique porqué la cetona I se racemiza en solución básica y en cambio la cetona II no lo hace.<br />
C 6 H 5<br />
O<br />
I<br />
C 6 H 5<br />
c)<br />
C 6 H 5<br />
9.- Indique el producto principal <strong>de</strong> cada una <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
O<br />
O Br2 Cl2 a) b) c)<br />
H +<br />
H +<br />
O<br />
O<br />
II<br />
O<br />
H<br />
H<br />
C 6 H 5<br />
10.- La reacción <strong>de</strong>l yodoformo se utiliza para i<strong>de</strong>ntificar metilcetonas, pero el acetal<strong>de</strong>hído también<br />
da prueba positiva. Escribe el producto <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
Br 2<br />
H +
O<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 27<br />
I 2<br />
a) b)<br />
NaOH<br />
c)<br />
H<br />
NaOH<br />
11.- Desarrolle el mecanismo <strong>de</strong> reacción que se lleva a cabo cundo el acetal<strong>de</strong>hído sufre la<br />
reacción <strong>de</strong> con<strong>de</strong>nsación aldólica para dar el al<strong>de</strong>hído α-β insaturado.<br />
2<br />
O<br />
H<br />
NaOH<br />
etanol<br />
O<br />
12.- El cinamal<strong>de</strong>hído, el constituyente aromático <strong>de</strong>l aceite <strong>de</strong> canela, se pue<strong>de</strong> sintetizar por<br />
medio <strong>de</strong> una con<strong>de</strong>nsación aldólica cruzada. Muestre los reactivos que se requieren para realizar<br />
esta síntesis.<br />
cinamal<strong>de</strong>hído<br />
CHO<br />
13.- ¿Qué producto <strong>de</strong> con<strong>de</strong>nsación esperaría obtener al tratar las siguientes sustancias con<br />
etóxido <strong>de</strong> sodio en etanol?<br />
a) butanoato <strong>de</strong> etilo b) 3,7-nonanodiona c) 3-fenilpropanal<br />
14.- Escriba el producto <strong>de</strong> las siguientes reacciones <strong>de</strong> con<strong>de</strong>nsación <strong>de</strong> Claisen.<br />
a) 2<br />
O CH 3 CH 2 ONa<br />
O<br />
etanol<br />
I 2<br />
O<br />
b)<br />
O +<br />
O<br />
H O<br />
O<br />
I 2<br />
NaOH<br />
CH 3 CH 2 ONa<br />
etanol<br />
15.- La versión intramolecular <strong>de</strong> la reacción <strong>de</strong> Claisen fue <strong>de</strong>sarrollada por Dieckmann, y con<br />
esta con<strong>de</strong>nsación se obtienen compuestos cíclicos, escriba el producto <strong>de</strong> las siguientes<br />
reacciones.<br />
O O<br />
a) EtOC(CH 2 ) 4 COEt<br />
EtONa<br />
etanol<br />
O O<br />
b) EtOC(CH 2 ) 5 COEt<br />
UNIDAD TEMÁTICA VIII<br />
EtONa<br />
etanol<br />
COMPUESTOS CON N, S, P y MACROMOLÉCULAS: LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y<br />
CARBOHIDRATOS
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 28<br />
1.- Describa las propieda<strong>de</strong>s físicas más importantes <strong>de</strong> las aminas, y relaciónelas con su<br />
composición y estructura.<br />
2.- Escriba la fórmula <strong>de</strong> líneas o semi<strong>de</strong>sarrollada <strong>de</strong> las siguientes aminas y clasifíquelas como<br />
primarias, secundarias, terciarias o aromáticas.<br />
a) ciclohexilamina b) metilamina c) dietilamina d) propilamina<br />
e) anilina f) butilmetilamina g) trietilamina h) isopropilamina<br />
3.- Escriba la reacción que se lleva a cabo entre el amoniaco o una amina y el agua, justifique<br />
porqué se produce pH básico.<br />
4.- Explique el or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> basicidad <strong>de</strong> las diferentes tipos <strong>de</strong> aminas. Busque los valores <strong>de</strong> Kb<br />
para las siguientes aminas, y justifique estos valores en base a la estructura <strong>de</strong> la amina.<br />
a) metilamina b) anilina c) p-nitroanilina d) piridina e) trietilamina<br />
5.- ¿Cómo prepararía las siguientes aminas utilizando reacciones <strong>de</strong> aminación reductiva? Muestre<br />
todos los precursores.<br />
a) b) c)<br />
N<br />
H<br />
H<br />
N<br />
NHCH 3<br />
6.- Escriba el producto <strong>de</strong> la siguiente secuencia <strong>de</strong> reacciones <strong>de</strong> preparación <strong>de</strong> aminas por el<br />
método <strong>de</strong> Gabriel<br />
a)<br />
O<br />
O<br />
NH<br />
KOH<br />
EtOH<br />
CH 3 CH 2 Br<br />
DMF<br />
H 2 O/OH<br />
7.- Escriba la reacción general para sintetizar aminas primarias a partir <strong>de</strong> la reacción <strong>de</strong><br />
transposición <strong>de</strong> Hofmann. Y escriba una reacción específica para preparar propilamina.<br />
8.- Escriba una secuencia <strong>de</strong> reacciones para preparar butilamina con el método <strong>de</strong> Gabriel.<br />
9.- Los fármacos sulfa, como la sulfanilamida, fueron <strong>de</strong> los primeros agentes que se usaron<br />
clínicamente contra las infecciones. Completa la siguiente secuencia <strong>de</strong> reacciones que permiten<br />
obtener la sulfanilamida, escriba la estructura <strong>de</strong> ls compuestos A, B y C.<br />
H<br />
N<br />
O<br />
CH 3<br />
HOSO 2 Cl<br />
A<br />
NH 3<br />
H 2 O<br />
10.- Indique los productos <strong>de</strong> las siguientes secuencias <strong>de</strong> reacciones<br />
B<br />
NaOH<br />
H 2 O<br />
C
HNO 3<br />
H 2 SO 4<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 29<br />
A<br />
Fe<br />
HCl<br />
B<br />
NaNO 2<br />
HCl<br />
11.- La reacción <strong>de</strong> eliminación <strong>de</strong> Hoffman se utiliza para producir alquenos, escriba la estructura<br />
<strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
a)<br />
+<br />
N I<br />
Ag 2 O<br />
H 2 O<br />
12.- Escribe el nombre <strong>de</strong> los siguientes compuestos <strong>de</strong> azufre.<br />
SH<br />
b)<br />
C<br />
H<br />
NaI<br />
N<br />
D<br />
1)<br />
CH 3 I<br />
2) Ag2O/H2O S<br />
a) CH SH b) c) CH SCH d) e)<br />
3<br />
3 3<br />
13.- Describa las características <strong>de</strong> los tioles y disulfuros así como su importancia biológica.<br />
14.- Escriba el producto principal <strong>de</strong> las siguientes reacciones.<br />
SNa<br />
Br Br N<br />
CH 3 SCH 3<br />
H 2<br />
S<br />
NH 2<br />
N<br />
H 2<br />
S<br />
H 2 O/NaOH<br />
a) + NaSH b) + A B<br />
c) + CH 3 I d) CH 3 I<br />
15.- Escriba la fórmula general <strong>de</strong> un monoéster, un diéster y un triéster <strong>de</strong> ácido fosfórico.<br />
16.- Escriba los productos <strong>de</strong> las siguientes reacciones e indique el nombre <strong>de</strong> cada sustancia.<br />
a) (C 6 H 5 )P +<br />
(C 6 H 5 O) 3 P:<br />
C 6 H 5 CH 2 Br<br />
b) + CH 3<br />
c) (C2H5O) 3P: + CH3 I<br />
17.- Escriba la fórmula <strong>de</strong>sarrollada <strong>de</strong>l trifosfato <strong>de</strong> a<strong>de</strong>nocina (ATP).<br />
I<br />
18.- Explique a que tipo <strong>de</strong> compuestos se les llama carbohidratos, y <strong>de</strong>scriba su importancia.<br />
19.- Los carbohidratos se clasifican como; monosacáridos, disacáridos y polisacáridos, explique la<br />
diferencia entre ellos y <strong>de</strong> un ejemplo <strong>de</strong> cada uno.<br />
20.- Dibuje la fórmula <strong>de</strong> la glucosa en proyección <strong>de</strong> Fischer y <strong>de</strong> Haworth.<br />
+<br />
NH 2
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 30<br />
21.- Asigne la configuración R o S a cada centro <strong>de</strong> quiralidad <strong>de</strong> los azúcares siguientes y diga en<br />
cada caso si es un azúcar D o L.<br />
CHO<br />
HO<br />
H<br />
a) b)<br />
HO<br />
H<br />
CH 2 OH<br />
H<br />
HO<br />
H<br />
CHO CH 2 OH<br />
OH<br />
H<br />
OH<br />
CH 2 OH<br />
c)<br />
HO<br />
H<br />
O<br />
H<br />
OH<br />
CH 2 OH<br />
22.- Explique con fórmulas como se forman a partir <strong>de</strong> la D-glucosa <strong>de</strong> ca<strong>de</strong>na abierta la α-Dglucosa<br />
y la β-D-glucosa.<br />
23.- Escriba el producto <strong>de</strong> las siguientes reacciones <strong>de</strong> la glucosa.<br />
a)<br />
d)<br />
HO<br />
HO<br />
HO<br />
HO<br />
HO<br />
HO<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
OH<br />
OH<br />
(CH 3 CO) 2 O<br />
Piridina 0°C<br />
CH 3 OH, HCl<br />
HO<br />
b) HO<br />
O<br />
OH<br />
Ag2O CH -I 3<br />
c)<br />
HO<br />
OH<br />
e)<br />
HO<br />
HO<br />
HO<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
1) NaBH 4<br />
2) H 2 O<br />
24.- Dibuje la fórmula <strong>de</strong> la maltosa, la sacarosa, la lactosa y un fragmento <strong>de</strong> tres monómeros <strong>de</strong><br />
la celulosa y <strong>de</strong>l almidón.<br />
25.- Explique que son los lípidos y mencione su importancia estructural y fisiológica.<br />
26.- Diga cuál es la diferencia estructural y física <strong>de</strong> los aceites vegetales, los aceites minerales, las<br />
grasas animales y las grasas minerales.<br />
27.- Escriba una fórmula general o una específica <strong>de</strong> cada uno <strong>de</strong> los siguientes tipos <strong>de</strong> lípidos.<br />
a) triglicérido b) fosfolípido c) prostaglandina d) terpeno e) esteroi<strong>de</strong>s f) ceras<br />
28.- Describa cuál es la función principal <strong>de</strong> cada uno <strong>de</strong> los siguientes tipos <strong>de</strong> compuestos.<br />
a) fosfolípidos b) ceras c) prostaglandinas e) esteroi<strong>de</strong>s<br />
29.- Describa en que consiste la reacción <strong>de</strong> saponificación <strong>de</strong> los triglicéridos.<br />
30.- Explique que son los aminoácidos y <strong>de</strong>scriba cómo se forman a partir <strong>de</strong> estos las proteínas.<br />
HO<br />
HO<br />
f)<br />
HO<br />
HO<br />
HO<br />
HO<br />
O<br />
OH<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
OH<br />
HNO 3<br />
HCN
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 31<br />
31.- Déle el nombre a cada uno <strong>de</strong> los siguientes aminoácidos.<br />
O<br />
O<br />
O<br />
a) H2N OH<br />
b) H2N OH<br />
c) H2N OH<br />
CH2OH d)<br />
CH 3<br />
32.- Escriba los productos <strong>de</strong> las siguientes reacciones <strong>de</strong> preparación <strong>de</strong> aminoácidos.<br />
a)<br />
b)<br />
O<br />
CO 2 H<br />
ácido pirúvico<br />
O<br />
OH<br />
1)<br />
Br 2 , PBr 3<br />
2) H 2 O<br />
NH 3<br />
NaBH 4<br />
ácido 2.bromo-4-metilpentanoico<br />
33.- Escriba la fórmula <strong>de</strong> los siguientes aminoácidos.<br />
a) fenilalanina b) triptofano c) metionina d) ácido aspártico e) valina<br />
34.- Describa qué es el punto isoeléctrico.<br />
NH 3<br />
N<br />
H 2<br />
O<br />
CH 2 SH<br />
35.- Escriba la fórmula <strong>de</strong> los dos posibles aminoácidos que se forman por la unión <strong>de</strong> alanina y<br />
valina.<br />
Respuestas<br />
OH
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 32<br />
En esta sección se da la reapuesta o solución solamente <strong>de</strong> los ejercicios <strong>de</strong> mayor complejidad,<br />
pero se recomienda que el estudiante primero estudie lo visto y explicado por su profesor y<br />
posteriormente intente resolver los ejercicios.<br />
UNIDAD TEMÁTICA I<br />
2.- Esta teoría asumía que la materia orgánica sólo podía ser producida por los seres vivos, <strong>de</strong>bido<br />
a que los compuestos orgánicos tenían una “fuerza vital” que solo podía obtenerse a partir <strong>de</strong> los<br />
seres vivos. Base <strong>de</strong> esta asunción era la dificultad <strong>de</strong> obtener materia orgánica a partir <strong>de</strong><br />
precursores inorgánicos. Este <strong>de</strong>bate fue revolucionado cuando Friedrich Wöhler <strong>de</strong>scubrió<br />
acci<strong>de</strong>ntalmente en 1828 cómo se podía sintetizar la urea a partir <strong>de</strong> cianato <strong>de</strong> amonio, mostrando<br />
que la materia orgánica podía crearse <strong>de</strong> manera química.<br />
5.- Los compuestos iónicos son sólidos <strong>de</strong> alto punto <strong>de</strong> fusión, solubles en agua y disolventes<br />
polares, fundidos o en solución acuosa conducen la corriente eléctrica. Loa compuestos covalentes<br />
son gases, líquidos o sólidos <strong>de</strong> bajos punto <strong>de</strong> fusión, no conducen la corriente eléctrica.<br />
9.-<br />
O<br />
O O<br />
a)<br />
R OH<br />
b) R O R<br />
c)<br />
R X d) e)<br />
R O-R'<br />
O<br />
O<br />
f) R-CN g) h)<br />
R H<br />
i) R-OH j) R-O-R' R-NH<br />
R R'<br />
k)<br />
2<br />
l)<br />
11.-<br />
O<br />
m) R-X n) R R ñ) o)<br />
a) b) c) d) e) OH f)<br />
OH<br />
g)<br />
OH<br />
h)<br />
O<br />
i)<br />
O 2 N<br />
NH 2<br />
O<br />
j) k) l)<br />
O O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
R NH 2<br />
13.- a) metilbutilcetona b) 3,4-dimetilpentanol c) 1,3-dimetilciclopentano d) etilpropiléter<br />
e) pentilamina f) butanoato <strong>de</strong> metilo g) p-nitrotolueno h) N-metilbutanamida<br />
17.-<br />
sp 2<br />
O<br />
C<br />
H H<br />
formal<strong>de</strong>hido<br />
H C N<br />
sp<br />
ácido cianhídrico<br />
C<br />
H 3<br />
C C<br />
CH 3<br />
sp sp3 no polar<br />
2-butino<br />
20.- a) C6H7N b) C6H9NO2 c) C8H7N<br />
sp 3<br />
R-H<br />
O<br />
Cl
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 33<br />
23.- Los enlaces C–O son polares <strong>de</strong>bido a que el oxígeno es más electronegativo que el carbono,<br />
la molécula es lineal, esto es porque el carbono no tiene electrones libres y porque el carbono tiene<br />
hibridación “sp”, la geometría lineal permite que los electrones <strong>de</strong> los dos dobles enlaces se<br />
dispongan lo más lejos posible entre sí, por lo tanto la <strong>de</strong>nsidad electrónica en la molécula esta<br />
distribuida simétricamente y es no polar.<br />
25.- La resonancia es un fenómeno químico que consiste en que en una molécula hay al menos un<br />
par <strong>de</strong> electrones moviéndose entre tres o más átomos, también se le llama enlace <strong>de</strong>slocalizado<br />
para indicar que el par <strong>de</strong> electrones no se encuentran localizados solo entre dos átomos.<br />
26.-<br />
a)<br />
b)<br />
O<br />
O C O<br />
O C O<br />
O C<br />
O<br />
O<br />
+<br />
+<br />
+<br />
SH S H<br />
S H<br />
S H<br />
SH<br />
30.- a) R b) S c) R d) S<br />
32.- a) isómeros estructurales b) mismo compuesto c) isómeros estructurales<br />
d) diastereoisómeros e) mismo compuesto<br />
O<br />
UNIDAD TEMÁTICA II<br />
4.- b) 4-etil-3,7-dimetilnonano d) 4-metil-5-(1-etil)propilnonano f) 3-etil-6-secbutilnonano<br />
5.-<br />
a) b) c)<br />
9.-<br />
pentano 2-metilbutano 2,3-dimetilpropano<br />
a) b) c) d) e) f)<br />
CH 3
13.-<br />
iniciación : generación <strong>de</strong> radicales<br />
Br<br />
17.-<br />
a)<br />
Br<br />
Alquenos<br />
4.-<br />
H<br />
Cl<br />
hv<br />
2 Br °<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 34<br />
Propagación: reacción entre radical y molécula<br />
Br Br<br />
H<br />
Cl<br />
H2<br />
Pd<br />
polar<br />
cis 1,2-dicloroeteno<br />
H<br />
Br °<br />
terminación: reacción entre dos radicales<br />
° + H-Br<br />
°<br />
+ Br ° ó Br ° + Br ° Br<br />
b)<br />
° Br<br />
Cl Zn c) OH 1) H3O+/calor H<br />
Cl<br />
HCl<br />
Cl<br />
H<br />
tras 1,2-dicloroeteno<br />
no polar<br />
H<br />
H<br />
2)<br />
H 2 /Pd<br />
Cl<br />
Cl<br />
Br<br />
1,1-dicloroeteno<br />
7.- Los carbocationes son especies químicas que contienen un átomo <strong>de</strong> carbono con carga<br />
positiva, como resultado <strong>de</strong> la ruptura heterolitica <strong>de</strong> un enlace con un átomo más electronegativo<br />
el cual se lleva el electrón <strong>de</strong>l carbono <strong>de</strong>jándolo por tanto con un electrón menos y con una carga<br />
positiva.<br />
Los carbocationes se clasifican como primarios cuando el carbono que tiene la carga esta unido a<br />
dos hidrógenos y a un radical alquilico, los carbocationes secundarios y terciarios tienen<br />
respectivamente dos y tres sustituyentes alquilicos el carbono con carga. El or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> estabilidad es<br />
Terciarios > Secundario > Primario.<br />
10.- Porque el hidroxilo es muy mal grupo saliente y requiere protonarse con el medio ácido para<br />
trasformarse en un buen grupo saliente y salir como una molécula <strong>de</strong> agua.<br />
12 .-<br />
14.- a)<br />
a) b) c) d)<br />
OH H 2 O/H+<br />
16.- H X<br />
b)<br />
1) Br 2 /hv<br />
2) KOH/EtOH<br />
+<br />
c)<br />
X<br />
Cl<br />
KOH/EtOH<br />
H H<br />
X<br />
d)<br />
Br<br />
polar<br />
Br<br />
Br<br />
Zn<br />
HCl
2.-<br />
a)<br />
e)<br />
primario<br />
alilico<br />
Cl<br />
Cl<br />
Br<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 35<br />
b)<br />
UNIDAD TEMÁTICA III<br />
I Br<br />
secundario<br />
Br<br />
4.- Br<br />
a) b) c) d)<br />
6.-<br />
SN1<br />
SN2<br />
Nu<br />
X<br />
c)<br />
secundario<br />
f) I<br />
Cl g) h)<br />
X<br />
d)<br />
Br<br />
arilico<br />
terciario arilico secundario<br />
+<br />
Nu<br />
Cl<br />
Br<br />
e) f)<br />
+<br />
Nu y Nu +<br />
Nu Nu<br />
9.- a) SN1 b) SN1 c) SN2 d) SN2 e) SN1 f) SN2<br />
11.-<br />
13.-<br />
a)<br />
O<br />
ONa<br />
b)<br />
NH 2<br />
e) NaCN f) 1) Mg/éter 2) H2O g) HC CNa h) NaOH<br />
HO<br />
Br<br />
NaOH<br />
Br<br />
c) CH 3 CH 2 ONa d) KOH/EtOH<br />
O<br />
+ NaBr<br />
N<br />
O<br />
CH3 15.- a) b) c) MgBr<br />
d)<br />
SH<br />
CH 3<br />
Cl<br />
Cl
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 36<br />
UNIDAD TEMÁTICA IV<br />
2.- a) tolueno b) anilina c) fenol d) benzal<strong>de</strong>hído e) ácido benzoico f) ácido salicílico<br />
4.-<br />
8.-<br />
11.-<br />
Br 2<br />
CCl 4<br />
Br 2<br />
CCl 4<br />
O<br />
E +<br />
Br<br />
Br<br />
no hay reacción<br />
H C 3<br />
a) A=<br />
CH3 B=<br />
+<br />
E<br />
H<br />
CH 3<br />
Br CO H 2<br />
b) A= B=<br />
NO 2<br />
c) A= B=<br />
O<br />
UNIDAD TEMÁTICA V<br />
NH 2<br />
KMnO 4 OH<br />
KMnO 4<br />
H +<br />
C=<br />
C=<br />
O 2 N<br />
OH<br />
no hay reacción<br />
C=<br />
+<br />
N N<br />
4.- a) metanol b) etanol c) secbutanol d) ciclopentanol e) isobutanol f) 3-buten-2-ol g) terbutanol<br />
7.-<br />
H+<br />
+ H +<br />
Cl<br />
E<br />
CO 2 H<br />
R-O-H R-O R-O-H R-O-H 2<br />
ácido<br />
H +<br />
base<br />
+
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong><br />
OH<br />
37<br />
10.a)<br />
OH b)<br />
OH<br />
c) d) OH e) OH f)<br />
OH<br />
13.-<br />
OH<br />
a) b)<br />
HO Ph<br />
O<br />
OH<br />
c) d) e) f)<br />
OH<br />
15.-<br />
OH<br />
a) O<br />
HO<br />
b)<br />
HO<br />
c)<br />
10.-<br />
1.-<br />
3.-<br />
a)<br />
pantanal<br />
O<br />
O<br />
Éteres y Epóxidos<br />
b)<br />
O<br />
c)<br />
UNIDAD TEMÁTICA VI<br />
O<br />
O O O<br />
2-pentanona<br />
O<br />
HO<br />
2-metilbutanal 3-metilbutanal dimetilpropanal<br />
O<br />
O<br />
O<br />
ONa<br />
3-pentanona metilisopropilcetona<br />
O O Nu<br />
H<br />
HO Nu<br />
Nu<br />
+<br />
medio neutro<br />
medio ácido<br />
O<br />
H +<br />
+<br />
OH<br />
OH<br />
+<br />
estructuras resonantes<br />
Nu<br />
Br<br />
HO Nu
7.-<br />
8.-<br />
2.-<br />
a)<br />
O O<br />
H<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 38<br />
b)<br />
HO CN<br />
NOH<br />
HO<br />
e) Cl CCO H 3 2 + Cl CCH OH<br />
3 2 f) g) H<br />
h)<br />
O<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
HOCH 2 CH 2 OH<br />
H +<br />
O<br />
c)<br />
O<br />
O O<br />
1) LiAlH4 OH<br />
2) H2O/H+ O O<br />
Ácidos carboxílicos y <strong>de</strong>rivados<br />
O O<br />
OH<br />
d)<br />
H 2 O/H+<br />
R OH<br />
R X<br />
R O R<br />
R O-R' R NH2 ác. carbixílico halogenuro <strong>de</strong> ácido anhidrido <strong>de</strong> ácido éster amida<br />
3.-<br />
5.-<br />
6.-<br />
O<br />
H C OH<br />
3<br />
PM = 60 g/mol<br />
ác. acético<br />
OH<br />
PM = 60 g/mol<br />
propanol<br />
R<br />
O<br />
X<br />
O<br />
PM = 58 g/mol<br />
acetona<br />
O O O<br />
c)<br />
a) b)<br />
d)<br />
OH<br />
e) y f)<br />
O<br />
W<br />
O<br />
Nu<br />
OH<br />
W = Nu = -OH, -X, -OCOR, -OR<br />
O<br />
O<br />
O<br />
g) h) +<br />
ONa<br />
OH H OH i)<br />
O Nu<br />
W<br />
O<br />
Nu<br />
O<br />
O<br />
O<br />
ONa<br />
OH<br />
PM = 58 g/mol<br />
butano<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
ONa
10.-<br />
12 .-<br />
d)<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 39<br />
a)<br />
OH<br />
KMnO4 O<br />
OH b)<br />
Cl<br />
1) Mg/éter<br />
2) CO2 3) H O/H+ 2<br />
O<br />
OH<br />
c)<br />
y d)<br />
a)<br />
O<br />
KOH<br />
1) BH3 Br OH<br />
EtOH<br />
2) H2O2 /OH<br />
Cl<br />
cloruro <strong>de</strong> benzoilo<br />
N<br />
H<br />
O<br />
CH 3<br />
N-fenilacetamida<br />
b)<br />
e)<br />
C<br />
H 3<br />
O<br />
O<br />
NHCH 3<br />
N-metilacetamida<br />
OH<br />
ácido acético<br />
UNIDAD TEMÁTICA VII<br />
c)<br />
KMnO 4<br />
C<br />
H 3<br />
O O<br />
C<br />
H 3<br />
O<br />
O<br />
O<br />
anhidrido acético<br />
f)<br />
acetamida<br />
1.- En una molécula que no tiene resonancia todos los pares <strong>de</strong> electrones <strong>de</strong> enlace se encuentran<br />
localizados exclusivamente entre dos núcleos (átomos), La resonancia es un fenómeno químico<br />
que implica que en una molécula hay uno o mas pares <strong>de</strong> electrones que se encuentran<br />
moviéndose entre más <strong>de</strong> dos núcleos, al escribir las estructuras <strong>de</strong> Lewis <strong>de</strong> compuestos que<br />
tienen resonancia se escribe más <strong>de</strong> una fórmula, la diferencia entre las diferentes estructuras es<br />
solamente la posición <strong>de</strong> algunos pares <strong>de</strong> electrones, pero las dos o más fórmulas correspon<strong>de</strong>n al<br />
mismo compuesto.<br />
En cambio la tautomeria consiste en un equilibrio rápido entre dos compuestos diferentes, las<br />
estructuras <strong>de</strong> lewis son diferentes en el sentido <strong>de</strong> que hay átomos que cambian <strong>de</strong> posición, los<br />
tautomeros son estructuras <strong>de</strong> compuestos diferentes.<br />
3.-<br />
5.-<br />
O<br />
ceto<br />
O<br />
ceto<br />
H<br />
H<br />
H+<br />
enol<br />
OH<br />
ceto<br />
OH<br />
+<br />
OH OH<br />
H<br />
H<br />
OH<br />
O<br />
H<br />
enol ceto enol<br />
8.- Simplemente porque la cetona I si tiene hidrogeno α, en cambio la cetona II no tiene hidrogeno<br />
α, y se requiere la presencia <strong>de</strong> este tipo <strong>de</strong> hidrógenos para que se pueda dar la tautomeria.<br />
H<br />
OH<br />
CH 3<br />
NH 2<br />
OH<br />
H
10 .-<br />
12.-<br />
a)<br />
O<br />
H<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong><br />
O<br />
40<br />
O<br />
O<br />
ONa<br />
b) ONa<br />
c) ONa<br />
+<br />
O<br />
H<br />
OH<br />
etanol<br />
O O<br />
14.- a)<br />
O<br />
b)<br />
2.-<br />
NH 2<br />
UNIDAD TEMÁTICA VIII<br />
O<br />
H<br />
O O<br />
H O<br />
a) b) CH3NH2 c) N<br />
d)<br />
H<br />
primaria secundaria primaria<br />
primaria<br />
f) g) (CH3CH2 ) 3N h)<br />
N<br />
NH2 H<br />
secundaria terciaria primaria<br />
e)<br />
NH 2<br />
aromatica<br />
4.- Los grupos alquilo son electrodonadores es <strong>de</strong>cir, dan <strong>de</strong>nsidad electrónica la átono al que<br />
están unidos, por esta razón las aminas terciarias por tener tres radicales alquilo son más básicas<br />
que las secundarias y estas que las primarias, ya que el nitrógeno entre mayor <strong>de</strong>nsidad electrónica<br />
tenga tiene mayor capacidad para unirse a un protón, en cambio en las aminas aromáticas el par <strong>de</strong><br />
electrones <strong>de</strong>l nitrógeno esta <strong>de</strong>mostrado que entran en resonancia con el anillo y no están tan<br />
disponibles para atacar a un protón y por lo tanto son menos básicas que las aminas alquilitas.<br />
6.-<br />
9.-<br />
a)<br />
A=<br />
H<br />
O<br />
N<br />
S<br />
Cl<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
NK<br />
CH 3<br />
B=<br />
H<br />
O<br />
O<br />
O<br />
N<br />
S<br />
NH 2<br />
NCH 2 CH 3<br />
O<br />
O<br />
CH 3<br />
C=<br />
CH 3 CH 2 NH 2<br />
O<br />
NH 2<br />
S<br />
NH 2<br />
O<br />
NH 2
11.-<br />
14.-<br />
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 41<br />
a) b)<br />
a)<br />
SH b) A=<br />
+<br />
S<br />
c)<br />
S<br />
d) +<br />
S<br />
I<br />
NH 2<br />
NH 2<br />
21.- a) S, S, azúcar L b) R, S, R, azúcar D c) S, R azúcar D<br />
27.-<br />
O<br />
O<br />
O<br />
R<br />
O<br />
O O<br />
+<br />
O P OCH2CH2N(CH3 ) 3<br />
R O<br />
O<br />
R O<br />
O<br />
O R<br />
O R<br />
triglicérido (grasa o aceite)<br />
O<br />
O<br />
CH 3<br />
H<br />
CH 3<br />
fofolípido<br />
O<br />
esteroi<strong>de</strong><br />
cortisona<br />
O<br />
terpenos<br />
N(CH 3 ) 2<br />
+<br />
CH 2 =CH 2<br />
B=<br />
SH + N<br />
H<br />
O<br />
H<br />
H<br />
OH<br />
H OH<br />
Prostaglandina<br />
H 2<br />
O<br />
CH 3 (CH 2 ) 18 CO 2 (CH 2 )CH 3<br />
31.- a) glicina b) alanina c) serina d) cisteína<br />
35.-<br />
N<br />
H 2<br />
CH 3<br />
O<br />
alanina<br />
OH<br />
N<br />
H 2<br />
O<br />
valina<br />
OH<br />
N<br />
H 2<br />
CH 3<br />
O<br />
N<br />
H<br />
O<br />
OH<br />
N<br />
H 2<br />
cera<br />
O<br />
N<br />
H<br />
CH 3<br />
O<br />
O<br />
NH 2<br />
OH<br />
OH
Benito Rizo Zúñiga, <strong>Problemario</strong> <strong>de</strong> <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong> <strong>Aplicada</strong> 42<br />
BIBLIOGRAFÍA<br />
Fessen<strong>de</strong>n, R. J. y Fessen<strong>de</strong>n, J. S. <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong>. Grupo Editorial Iberoamérica. 1983.<br />
México. 1078 págs.<br />
McMurry, J. <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong>. Thomson 6a edición, México 2004, 1176 págs.<br />
Morrison, R. y Boyd, R. <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong>. 5ª. Addison-Wesley Iberoamericana. 1990. EUA. 1478<br />
págs.<br />
Pine, H. S.; Hendrickson, J. B.; Cram, D. J. y Hammond G. S. <strong>Química</strong> <strong>Orgánica</strong>. 4ª. Mc Graw-Hill.<br />
1980. México. 1088 págs.