Síntesis de Gabriel con ftalimida: mecanismo, limitaciones y preguntas de JEE/NEET
Respuesta corta: la ftalimida se desprotona con KOH (su N–H tiene un pKa ≈ 8,3), el anión se alquila con un haluro de alquilo primario (SN2) y la hidrazina (o la hidrólisis) libera la amina primaria. Como la N-alquilftalimida no puede volver a alquilarse, no se forma amina secundaria ni terciaria.
¿Qué es la síntesis de Gabriel con ftalimida?
El amoníaco y los haluros de alquilo dan una mezcla de aminas primarias, secundarias y terciarias y sales cuaternarias. La síntesis de Gabriel lo evita usando la ftalimida como un NH2 protegido que solo puede aceptar un grupo alquilo.
La plantilla dibuja la desprotonación, la alquilación SN2 y el primer ataque de la hidrazina. Ábrela para cambiar el bromuro de bencilo por otro haluro primario.
La reacción de un vistazo
| Material de partida | Ftalimida (benceno-1,2-dicarboximida) |
|---|---|
| Paso 1 | KOH (etanólico) → ftalimida potásica |
| Paso 2 | R–X (metilo, primario; SN2) → N-alquilftalimida |
| Paso 3 | N2H4 (Ing–Manske) o H3O+/OH− → R–NH2 |
| Da | Solo aminas alifáticas primarias puras |
Mecanismo paso a paso
- Desprotonación. El hidróxido arranca el protón N–H. El anión se estabiliza por deslocalización sobre los dos oxígenos carbonílicos, y por eso la ftalimida es ácida.
- N-alquilación (SN2). El nitrógeno de la imida ataca el carbono del haluro de alquilo por la parte posterior y desplaza el bromuro. La N-alquilftalimida formada ya no tiene N–H.
- Hidrazinólisis. La hidrazina ataca un carbonilo (adición–eliminación) y después el otro de forma intramolecular. Se expulsa la ftalhidrazida de seis miembros y se libera la amina primaria.
Cada paso de la plantilla está comprobado electrón a electrón: las flechas curvas dan exactamente las estructuras dibujadas. Ábrela en MolDraw para seguir las flechas paso a paso.
Ejemplos resueltos
- Bromuro de bencilo → bencilamina. El ejemplo de la plantilla.
- Bromuro de etilo → etilamina. Sirve cualquier haluro de metilo o primario.
- Bromoacetato de etilo → glicina. Las variantes Gabriel–malónico permiten obtener α-aminoácidos.
- No es posible: anilina, terc-butilamina. Los haluros de arilo no dan SN2; los haluros terciarios dan eliminación.
Preguntas de práctica para JEE y NEET
P1. ¿Qué amina no se puede preparar por la síntesis de Gabriel con ftalimida?
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Anilina: el clorobenceno no da SN2 con el anión ftalimida.
P2. ¿Por qué la ftalimida es ácida?
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El N–H está flanqueado por dos grupos C=O, así que la base conjugada está estabilizada por resonancia. pKa ≈ 8,3, de modo que el KOH la desprotona por completo.
P3. ¿Por qué la síntesis de Gabriel solo da aminas primarias?
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La N-alquilftalimida no tiene N–H y su nitrógeno no es nucleófilo, así que no puede producirse una segunda alquilación. A diferencia de NH3 + R–X.
P4. ¿Qué reactivo libera la amina en condiciones suaves?
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N2H4: la hidrazinólisis (Ing–Manske) da la amina y la ftalhidrazida.
Errores comunes
- Intentar obtener aminas aromáticas: la alquilación es SN2.
- Usar haluros secundarios o terciarios: los secundarios reaccionan mal y los terciarios dan eliminación.
- Olvidar el paso final de liberación (hidrazina o hidrólisis).
Edita este mecanismo en MolDraw
- Haz clic en Abrir en MolDraw. El editor se abre con la figura completa en el lienzo: la reacción global, cada paso numerado y los puntos clave.
- Todo son estructuras normales. Cambia un sustituyente, cambia el color de los átomos o mueve una flecha, y las flechas siguen unidas a sus átomos.
- Descárgala como PNG, SVG o PDF, o cópiala en tus apuntes o diapositivas.
- La misma figura está en el editor en Templates → Schemes → Name reactions.
Preguntas y respuestas
¿Cuál es el producto de la ftalimida potásica y un haluro de alquilo?
Una N-alquilftalimida, que da la amina primaria tras la hidrazinólisis o la hidrólisis.
¿Cuál es el subproducto de la hidrazinólisis?
La ftalhidrazida (2,3-dihidroftalazina-1,4-diona).
¿La síntesis de Gabriel es SN1 o SN2?
SN2: los haluros de metilo y primarios son los que mejor funcionan.