Síntesis de éteres de Williamson: mecanismo SN2, elección de reactivos y preguntas JEE/NEET
Respuesta corta: un alcóxido o fenóxido ataca a un haluro de metilo o de alquilo primario en un solo paso SN2 y da un éter: R–O− + R′–X → R–O–R′ + X−. Pon el grupo voluminoso en el alcóxido; los haluros terciarios dan alquenos (E2) en su lugar.
¿Qué es la síntesis de éteres de Williamson?
La síntesis de Williamson es la forma más general de preparar éteres asimétricos. Las preguntas de examen casi siempre evalúan una idea: qué combinación de alcóxido y haluro funciona y cuál da un alqueno en su lugar.
La plantilla dibuja fenol → anisol en dos pasos. Ábrela en MolDraw para probar con etóxido o con otro haluro.
La reacción de un vistazo
| Nucleófilo | Alcóxido (a partir de ROH + Na o NaH) o fenóxido (a partir de ArOH + NaOH) |
|---|---|
| Electrófilo | Haluro o tosilato de metilo o de alquilo primario |
| Mecanismo | SN2 (ataque por la cara posterior, inversión) |
| Ejemplo | Fenol + NaOH y después CH3I → anisol |
| Falla con | Haluros terciarios (E2) y haluros de arilo (no hay SN2) |
Mecanismo paso a paso
- Formación del alcóxido. Los fenoles (pKa ≈ 10) se desprotonan con NaOH. Los alcoholes (pKa ≈ 16) necesitan sodio metálico o NaH.
- Ataque SN2. El oxígeno negativo ataca al carbono unido al halógeno por el lado opuesto y el haluro sale en el mismo paso. Un estereocentro en ese carbono se invierte.
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
- Fenol → anisol. NaOH y después CH3I (o sulfato de dimetilo).
- Etanol → éter dietílico. Na y después C2H5Br.
- Éter terc-butil metílico (MTBE). (CH3)3CO−Na+ + CH3Br funciona; CH3O− + (CH3)3CBr da 2-metilpropeno en su lugar.
- Intramolecular: epóxidos y THF. Una halohidrina en medio básico se cierra a epóxido; el 4-clorobutanol da tetrahidrofurano.
Preguntas de práctica para JEE y NEET
P1. La mejor forma de preparar el éter terc-butil metílico es:
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(CH3)3CONa + CH3Br: la SN2 necesita el haluro de metilo, sin impedimento estérico; el haluro terciario daría E2.
P2. Metóxido de sodio + bromuro de terc-butilo da principalmente:
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2-Metilpropeno: la base fuerte arranca un H en β (E2).
P3. El anisol se puede preparar a partir de:
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Fenóxido de sodio + CH3I: los haluros de arilo no dan SN2, así que el grupo arilo debe estar en el nucleófilo oxigenado.
P4. ¿Qué le ocurre a la configuración del (R)-2-bromobutano con etóxido en una reacción de Williamson?
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Se invierte: (S)-2-etoxibutano (con algo de eliminación). Ataque SN2 por la cara posterior.
Errores comunes
- Poner el grupo voluminoso en el haluro: debe estar en el alcóxido.
- Usar un haluro de arilo como electrófilo.
- Olvidar que los haluros secundarios dan mezclas de éter y alqueno.
- Usar NaOH para desprotonar un alcohol normal (no es lo bastante fuerte).
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
¿Por qué no se puede obtener éter di-terc-butílico por la síntesis de Williamson?
Todas las combinaciones necesitan un haluro terciario, que da eliminación (E2) con el alcóxido, fuertemente básico.
¿La síntesis de Williamson es SN1 o SN2?
SN2: un solo paso, ataque por la cara posterior e inversión de la configuración en el carbono atacado.
¿Qué disolventes son los mejores?
Los disolventes polares apróticos como DMF, DMSO o acetona aceleran el paso SN2.