Isomerización Z-E

...

Condiciones o requisitos:

- Presencia de H+ y Cl- que actuaron como electrófilo y nucleófilo respectivamente.

- Tanto el E+ como el Nµ- tienen una estructura molecular pequeña, permitiéndoles mayor movilidad para realizar sus funciones.

- la concentración de HCl en la solución (35% aprox) aseguro la disociación en medio acuoso de H+ y Cl- suficientes como para realizar el proceso de interconversión del isómero.

- disponibilidad de electrones en el Nµ-, este es, una ubicación localizada del electrón que se comparte en el nucleófilo.

En el tubo N° 2 no se obtuvo formación de sólidos, por tanto, se descartó la presencia de ácido fumárico. Aunque el H+ puede desempeñar correctamente sus funciones

electrofilicas, el -OSO3H resultante no cumple con las condiciones óptimas para rescatar ese H+. Primero, su estructura es bastante grande, lo que implicaría un alto consumo de energía para su movilidad, segundo, el H2SO4 utilizado está muy concentrado, lo que indica que una mínima cantidad se encontraba disociado en el medio acuoso y por ende, la disponibilidad tanto de H+ como de -OSO3H era mínimo. Finalmente, la estructura del H2SO4 no permite que la carga negativa (e-) se encuentre localizada sino, por el contrario,

en constante resonancia a través de toda la molécula.

En el tubo N° 3, el Cl- resultante, como se mencionó en el primer análisis, es un nucleófilo apto, pero el NH4+ obtenido presenta una estructura molecular medianamente grande, lo que dificulta su movilidad haciendo necesario un gasto de energía, esto implico que este experimento no se diera la interconversión.

En el cuarto tubo se obtuvieron dos posibles electrófilos y dos posibles Nucleófilos (numeral 3.1). El H+ y el Cl-, que ya se estudiaron, permitieron la interconversión del ácido maléico a ácido fumárico en cierta medida, pues la formación sólidos fue muy poca y no se pudo confirmar la presencia de este acido por la mínima cantidad de solido formado.

Esta función no la desempeñaron el NH4+ y el -OSO3 H por las razones expuestas anteriormente.

Finalmente, la reacción entre el ácido maléico y el agua no dio paso a la formación de ácido fumárico debido a la constante de disociación del agua tan baja que impidió que las moléculas de agua aportaran H+ y OH- para llevar a cabo todo el proceso.

Del filtrado del primer tubo se determinó la presencia de ácido fumárico a través de la prueba del punto de fusión, ya que resistió más de 190°C sin fundirse, temperatura que ninguno de los otros posibles ácidos presentes hubieran soportado.

Preguntas propuestas

- ¿En cuál(es) tubo(s) se dio la isomerización Z-E?

Sólo en el tubo 1 se dio la isomerización Z-E.

- Describa el mecanismo de la reacción de isomerización.

De los 4 mecanismos propuestos por la guía por los cuales se logra la interconversión, solo la adición electrofilica y electrofilica conjugado se acomodan a las condiciones experimentales de la práctica. De estos dos, se encuentra el que se da con mayores facilidades es el electrofilico conjugado.

- Explicar la escogencia de este mecanismo y la razón por la cual, estos reactivos y las condiciones de reacción permiten esta isomerización.

La diferencia de estos dos mecanismos se encontró en el punto donde actúa el electrófilo, provocando que la carencia de carga en uno de los carbonos tenga que ser suplida por el electrón de doble enlace en el oxígeno y en otro carbono para la adición electrofilica y electrofilico conjugado respectivamente. En el primer caso, la electronegatividad del oxígeno dificulta la permanente resonancia de los

electrones en la molécula, provocando la inestabilidad de la misma. En el segundo

caso, la igualdad de electronegatividades de los carbonos permite una mayor facilidad en la resonancia de los electrones obteniéndose una mayor estabilidad de la molécula.

- ¿A qué se debe la diferencia en los puntos de fusión entre el ácido fumárico y maléico?

Bibliografía

- Cardona, W. & Amarís R. (s.f.) Manual de prácticas de fundamentos de química orgánica. UdeA, p. 35-39.

- Wade, G. (2004). Química ogánica (5ed). Madrid: Pearson educación, S.A.

- Griffin, R. (1975). Química orgánica moderna (1ed.). Bogotá: Reverté, S.A.

- McMurry, J. (2008). Química Orgánica (7ed.). México: Cengage Learning, S.A.