1. MECANISMOS DE REACCIÓN, CARBOCATIONES,
NUCLEÓFILOS Y ELECTRÓFILOS.
Es importante recordar que un mecanismo de reacción se refiere a una serie de
pasos que sugieren de qué manera sucede una reacción pero que no
necesariamente se ha probado que así sea, sin embargo es nuestra forma de
valorar como procede una reacción y debe considerar todas las observaciones
experimentales relacionadas. Si aparece un nuevo dato que no sea consistente
con el mecanismo propuesto para determinada reacción entonces dicho
mecanismo debe ser cambiado, de tal forma que cumpla con los nuevos datos, si
los datos concuerdan con el mecanismo propuesto entonces ayudan a sostener lo
considerado.
Descripción del mecanismo de reacción de la reacción de alcoholes con
haluros de hídrogeno (ácidos haogenados).
En química orgánica cualquier compuesto que contenga en su molécula un grupo
-OH (hidroxilo u oxidrilo) es un alcohol. Un haluro de hidrógeno es cualquier
halógeno (F, Cl, Br, I) combinado con hidrógeno, por ejemplo: HCl, HI, HBr, HF.
Un carbocatión es una especie derivada de un grupo alquilo con carga positiva en
el carbono, es decir, le falta un par de electrones. Así también debes saber que la
terminación –onio- en un ión, indica que es un catión ( en este caso oxonio
indica que es un catión que involucra oxígeno).
En el mecanismo descrito en la figura el paso 1 es una reacción ácido- base de
Bronsted típica.
El paso 2 involucra la disociación de un ion alquiloxonio para producir una
molécula de agua y un carbocatión.
En el paso 3 el carbocatión reacciona con el ión cloruro para dar cloruro de tert-
butilo. Tanto el ión alquiloxonio como el carbocatión son intermediarios de
reacción. Estos no se pueden aislar ya que se forman en un paso y se consumen
en el siguiente durante el paso de reactivos a productos.

2. Fig. 1
Carbocationes.
Como lo mencionamos en clase, los carbocationes se pueden clasificar en
primarios, secundarios y terciarios según el número de carbonos unidos al átomo
de carbono que sostiene la carga positiva. Las propiedades de los carbocationes
están íntimamente relacionadas con su estructura, es importante mencionar que el
carbono que sostiene la carga positiva en un carbocatión tiene hibridación sp2
(fig
(CH3)3COH + HCl (CH3)3CCl + HOH
alcohol
tert-butílico
cloruro de
hidrógeno
Cloruro de
tert-butilo
agua
Reacción total:
Paso 1: protonación del alcohol tert-butílico para dar un ion oxonio:
(CH3)3C O
H
+ H Cl (CH3)3C O
H
H + Cl
alcohol
tert-butílico
cloruro de
hidrógeno
ion tert-butil oxonio
anión cloruro
Paso 2: Disociación del ión tert-butiloxonio para generar un carbocatión:
(CH3)3C O
H
H
ion tert-butil oxonio
(CH3)3C + O H
H
agua
carbocatión
tert-butilo
Paso 3: Captura del catión tert-butilo por el ion cloruro para generar cloruro de tert-butilo
(CH3)3C
carbocatión
tert-butilo
+ Cl
anión cloruro
(CH3)3C Cl
Cloruro de
tert-butilo

3. Fig. 2
2) por lo que los enlaces sigma que forman este carbono con los átomos unidos a
él (ya sea H o C) se encuentran en un solo plano y son orbitales híbridos sp2
mientras que el orbital p no hibridado se encuentra perpendicular al plano que
forman los 3 enlace sigma. Existe suficiente evidencia que muestra que los
carbocationes existen pero no debes olvidar que son relativamente inestables, es
decir son intermediarios reactivos. Un carbocatión (algunos de ellos) se
considera mas estable si se forma mas rápido. También se sabe que los grupos
alquilo unidos al carbón que sostiene la carga positiva lo estabilizan, de ahí que la
estabilidad de carbocationes sea la siguiente:
C
H
H
H
catión metilo
menos estable
< <<C
H
H
CH3
catión etilo
primario
catión isopropilo
secundario
catión tert-butilo
terciario
mas estable
C
CH3
H
CH3
C
CH3
CH3
CH3
incrementa la estabilidad de carbocationes
La carga positiva sobre el carbono y el orbital p vacío dan al carbocatión un
carácter fuertemente electrofílico, es un electrófilo (ama a los electrones, es
decir, reacciona con ellos para formar enlaces). Los nucleófilos tienen
características complementarias a las arriba mencionadas, por lo que son
entidades con pares de electrones ibres que pueden ceder para formar enlaces. El
paso 3 del mecanismo de reacción del alcohol tert-butílico con HCl es un ejemplo
de una reacción entre un electrófilo (el carbocatión) y un nucleófilo (el anión
cloruro). La interacción electrónica involucrada en la formación del enlace entre el

4. carbocatión y el anión cloruro se da entre un par de electrones sin compartir del
cloruro y el orbital p vacío del carbocatión.
Lewis definió a los ácidos como especies aceptoras de electrones y a las bases
como especies donadoras de electrones; desde esta perspectiva los
carbocationes son ácidos de Lewis. Incluso podemos decir que en general los
electrófilos son ácidos de Lewis y los nucleófilos son bases de Lewis.