SolucionesPreparación
1. ¿Por qué no como un alcohol?
Explica por qué el fenol no se puede obtener calentando bromobenceno con NaOH acuoso a 100 °C, mientras que el 1-bromobutano da 1-butanol en esas condiciones.
El carbono sp2 del anillo no admite el ataque por detrás que exige la SN2 (el anillo lo impide) y el catión arilo es demasiado inestable para una SN1. Además, el enlace C–Br del bromobenceno es más fuerte por la conjugación con el anillo. Solo en condiciones muy enérgicas (proceso Dow, vía bencino) o con grupos nitro en orto/para (SNAr) se sustituye el halógeno.
2. El proceso del cumeno
Escribe las tres etapas del proceso del cumeno e indica qué subproducto se obtiene y por qué es importante.
- Benceno + propeno (catalizador ácido) → cumeno.
- Cumeno + O2 (aire), reacción radicalaria → hidroperóxido de cumeno.
- Hidroperóxido + H3O+ → fenol + acetona (transposición de Hock).
El subproducto es la acetona, un disolvente y materia prima muy demandada; su venta contribuye a la rentabilidad del proceso.
3. A partir de una amina
¿Cómo prepararías 4-metilfenol (p-cresol) a partir de 4-metilanilina (p-toluidina)?
Diazotación con NaNO2 y H2SO4 acuoso a 0–5 °C, que da la sal de 4-metilbencenodiazonio, y calentamiento de la disolución acuosa: se desprende N2 y se forma 4-metilfenol.
4. Síntesis desde el benceno
Propón una síntesis del 3-bromofenol a partir del benceno. Pista: el OH dirige a orto y para; elige un grupo que dirija a meta y que luego pueda transformarse en OH.
- Nitración (HNO3, H2SO4) → nitrobenceno.
- Bromación (Br2, FeBr3): el NO2 dirige a meta → 1-bromo-3-nitrobenceno.
- Reducción del NO2 (Sn o Fe, HCl) → 3-bromoanilina.
- Diazotación (NaNO2, H2SO4, 0–5 °C) e hidrólisis con agua caliente → 3-bromofenol.
5. ¿Cuál reacciona más fácilmente?
Ordena según su facilidad de hidrólisis con NaOH acuoso: clorobenceno, 1-cloro-4-nitrobenceno y 1-cloro-2,4-dinitrobenceno.
Clorobenceno < 1-cloro-4-nitrobenceno < 1-cloro-2,4-dinitrobenceno. Cada grupo nitro en orto o para estabiliza por resonancia la carga negativa del complejo de Meisenheimer y facilita la SNAr; el clorobenceno solo reacciona en las condiciones del proceso Dow.