Q7.14. Reacciones pericíclicas y polímeros
Las reacciones pericíclicas muestran la lógica orbital de procesos concertados, mientras los polímeros conectan mecanismos orgánicos con materiales de gran escala.
Objetivos de aprendizaje
- Describir cicloadiciones, electrocilizaciones y sigmatrópicas a nivel introductorio.
- Explicar Diels-Alder como reacción concertada.
- Distinguir polimerización por adición y condensación.
- Relacionar estructura polimérica con propiedades.
Mapa del capítulo
Pericíclicas
Las reacciones pericíclicas ocurren de manera concertada a través de un ciclo de electrones reorganizados. No pasan por carbocationes o radicales clásicos aislables. Su viabilidad depende de simetría orbital, número de electrones y condiciones térmicas o fotoquímicas. En un curso introductorio, el objetivo es reconocer que la geometría orbital decide qué producto es permitido.
Diels-Alder
La Diels-Alder es una cicloadición [4+2] entre un dieno conjugado en conformación s-cis y un dienófilo. Forma un ciclohexeno con dos enlaces sigma nuevos y un enlace pi restante. Dienos ricos en electrones y dienófilos pobres en electrones reaccionan mejor. La reacción es estereoespecífica: la geometría del dienófilo se conserva en el producto.
Polimerización por adición
Alquenos pueden polimerizar por mecanismos radicalarios, catiónicos, aniónicos o coordinativos. En polimerización radicalaria hay iniciación, propagación y terminación. Etileno da polietileno, estireno da poliestireno, cloruro de vinilo da PVC. Sustituyentes controlan estabilidad del centro activo y propiedades del material.
Polímeros por condensación y propiedades
Poliésteres, poliamidas y policarbonatos se forman por reacciones entre monómeros bifuncionales, a menudo liberando moléculas pequeñas o por apertura de anillos. La temperatura de transición vítrea, cristalinidad, rigidez y elasticidad dependen de masa molar, tacticidad, fuerzas intermoleculares, ramificación y flexibilidad de cadena. La química molecular se ve en el comportamiento macroscópico.
Ejemplo trabajado de lectura química
La reacción entre buta-1,3-dieno y anhídrido maleico es una Diels-Alder típica: el dienófilo activado por carbonilos reacciona con el dieno s-cis y conserva la relación cis de sus sustituyentes.
Errores frecuentes y cómo evitarlos
| Error | Corrección conceptual |
|---|---|
| Buscar intermediarios iónicos en toda pericíclica | Muchas son concertadas y gobernadas por simetría orbital. |
| Olvidar conformación s-cis | Sin esa geometría, Diels-Alder no alinea orbitales. |
| Pensar que polímero solo depende del monómero | Arquitectura, masa molar y tacticidad cambian propiedades. |
Autoevaluación
- Explica la exigencia s-cis en Diels-Alder.
- Distingue polímero de adición y condensación.
- Relaciona ramificación con propiedades del polietileno.