Ejercicio resuelto de Orgánica · Química · País Vasco · 2025

BLOQUE E (Consta de dos cuestiones, debes responder a 1 de ellas)
E2. Escribir las reacciones y formular y nombrar todas las especies químicas.

a) El alqueno A se puede obtener a partir de la deshidratación del butan-1-ol. Identificarlo. (0,50)
b) La reacción entre A y HBr da lugar a dos productos orgánicos. Señalar cuál de ellos es claramente mayoritario. (0,50)
c) Indicar la fórmula semidesarrollada de dos isómeros constitucionales de A e indicar el tipo de isomería que los relaciona. (0,50)

$\textbf{a) El alqueno A se puede obtener a partir de la deshidratación del butan-1-ol. Identificarlo. (0,50)}$

La deshidratación de un alcohol es una eliminación: se pierde el grupo hidroxilo de un carbono junto con un hidrógeno del carbono contiguo, y entre esos dos carbonos queda un doble enlace. Se escribe primero el alcohol de partida.

$\text{butan-1-ol}:\ \mathrm{CH_3}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{OH}$

El hidroxilo está en el carbono 1, así que el hidrógeno debe salir del carbono 2, único vecino, y el doble enlace se forma entre C1 y C2:

$\mathrm{CH_3}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{OH}\ \xrightarrow{\ \mathrm{H_2SO_4},\ \Delta\ }\ \mathrm{CH_3}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH}{=}\mathrm{CH_2}+\mathrm{H_2O}$

$\text{A}:\ \mathrm{CH_2}{=}\mathrm{CH}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_3}\Rightarrow \mathrm{C_4H_8}$

El alqueno A es el but-1-eno. La reacción es una deshidratación intramolecular, catalizada por ácido sulfúrico concentrado y en caliente, y el agua es el otro producto.

$\textbf{b) La reacción entre A y HBr da lugar a dos productos orgánicos. Señalar cuál de ellos es claramente mayoritario. (0,50)}$

La adición de un haluro de hidrógeno a un alqueno rompe el doble enlace y reparte el hidrógeno y el bromo entre los dos carbonos que lo formaban. Al no ser simétrico el doble enlace del but-1-eno, hay dos formas de hacer ese reparto y por eso se obtienen dos productos.

$\mathrm{CH_2}{=}\mathrm{CH}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_3}+\mathrm{HBr}\rightarrow \mathrm{CH_3}-\mathrm{CHBr}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_3}$

$\mathrm{CH_2}{=}\mathrm{CH}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_3}+\mathrm{HBr}\rightarrow \mathrm{CH_2Br}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_3}$

Producto	Fórmula semidesarrollada	Proporción 2-bromobutano	$\mathrm{CH_3}-\mathrm{CHBr}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_3}$	mayoritario 1-bromobutano	$\mathrm{CH_2Br}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_3}$	minoritario

Por la regla de Markovnikov el hidrógeno se une al carbono del doble enlace que ya tiene más hidrógenos, que aquí es el carbono 1, y el bromo va al carbono 2. La razón es que la adición empieza por la entrada del protón, y de las dos posibilidades el sistema elige la que genera el carbocatión más estable: uniendo el hidrógeno al carbono 1 queda un carbocatión secundario, estabilizado por dos cadenas vecinas, mientras que la otra vía daría un carbocatión primario, mucho menos estable.

$\mathrm{CH_3}-\overset{+}{\mathrm{C}}\mathrm{H}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_3}\ \text{(secundario, más estable)}$

El producto claramente mayoritario es el 2-bromobutano, de acuerdo con la regla de Markovnikov.

$\textbf{c) Indicar la fórmula semidesarrollada de dos isómeros constitucionales de A e indicar el tipo de isomería que los relaciona. (0,50)}$

Dos isómeros constitucionales tienen la misma fórmula molecular pero difieren en el orden en que se enlazan los átomos. Se parte de la fórmula molecular de A y se buscan estructuras distintas que la conserven.

$\text{A}\ (\text{but-1-eno}):\ \mathrm{C_4H_8}$

La primera posibilidad es mantener la cadena de cuatro carbonos y el doble enlace, pero cambiándolo de sitio:

$\text{but-2-eno}:\ \mathrm{CH_3}-\mathrm{CH}{=}\mathrm{CH}-\mathrm{CH_3}\Rightarrow \mathrm{C_4H_8}$

La segunda es reorganizar el esqueleto carbonado, pasando de una cadena lineal a una ramificada:

$\text{2-metilprop-1-eno}:\ \mathrm{CH_2}{=}\mathrm{C}(\mathrm{CH_3})-\mathrm{CH_3}\Rightarrow \mathrm{C_4H_8}$

Isómero	Fórmula semidesarrollada	Tipo de isomería con A but-2-eno	$\mathrm{CH_3}-\mathrm{CH}{=}\mathrm{CH}-\mathrm{CH_3}$	de posición 2-metilprop-1-eno	$\mathrm{CH_2}{=}\mathrm{C}(\mathrm{CH_3})-\mathrm{CH_3}$	de cadena o de esqueleto

Los tres compuestos responden a la fórmula $\mathrm{C_4H_8}$ y los tres son alquenos, de modo que no hay isomería de función entre ellos. Al but-2-eno lo relaciona con A una isomería de posición, porque solo cambia el lugar del doble enlace, y al 2-metilprop-1-eno una isomería de cadena, porque lo que cambia es la disposición del esqueleto carbonado.