Con la adición de bisulfito de aldehídos y cetonas, ¿por qué el azufre actúa como un centro nucleofílico en lugar de oxígeno aniónico?

La reacción de los compuestos de carbonilo con NaHSO3 procede en una solución acuosa que implica un ataque inicial sobre el carbono de carbonilo por el ion bisulfito nucleófilo.

Aunque los oxígenos están cargados negativamente y son bases más fuertes que el azufre, el azufre es un mejor nucleófilo cuando se comporta como nucleófilo.

El átomo de azufre del bisulfito tiene un par de electrones no compartidos localizados y “menos solvatados”.

[Recuerde que en el ion sulfito, la carga negativa de oxígeno está deslocalizada por resonancia y también más hidratada debido a la pequeña carga del átomo de oxígeno.]

Se ha propuesto el siguiente mecanismo para la reacción de adición de bisulfito de sodio a un aldehído o cetona .

Los productos de adición de bisulfito se forman a partir de aldehídos, pero la reacción con cetona se limita a metilcetonas y cetonas cíclicas tras el tratamiento con bisulfito de sodio.

* Todos los aldehídos forman los hidroxisulfonatos, pero no todas las cetonas reaccionan. La reacción es sensible a los efectos estéricos.

NOTA-El ion sulfito (SO32-) demuestra las diferencias entre bases y nucleófilos . El ion sulfito tiene un azufre central con tres átomos de oxígeno unidos a él. Cada átomo de oxígeno tiene una sola carga negativa formal, y el azufre tiene una carga positiva formal.

El azufre es más nucleófilo que los oxígenos, por lo que el ion sulfito reacciona con MeI para producir metilsulfonato, MeSO3Na.

En presencia de un ácido, el ion sulfito actúa como base. Los oxígenos del ion sulfito son más básicos que el azufre, por lo que uno de los oxígenos reaccionará con un protón en el ácido para formar el ion sulfito de hidrógeno.

Química orgánica, parte 2 de 3

La reacción de compuestos de carbonilo con NaHSO₃ forma productos de adición de bisulfito, que en el tratamiento con ácidos minerales diluidos, producen compuestos de carbonilo con alta pureza. Por lo tanto, esta reacción se usa para purificar compuestos de carbonilo.

En esta reacción, se deben considerar dos cosas. Principalmente, el ion SO₃² tiene dos oxígeno cargado negativamente. La carga de oxígeno se deslocaliza y, por lo tanto, se estabiliza. En segundo lugar, debido al menor tamaño del ión óxido, se hidrata fácilmente. Por lo tanto, el par de electrones en oxígeno no está disponible para donación tan fácilmente. Por lo tanto, el azufre, junto con el par de electrones, tiende a atacar al carbono carbonílico para formar aniones intermedios, que posteriormente protonaron para formar un producto de adición.

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