REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS DEPARATAMENTO DE QUÍMICA ESTUDIOS DE BÁSICOS SECTORIALES LABORATORIODE ORGÁNICA II SÍNTESIS DEL CICLOHEXENO A PARTIR DE LA CICLOHEXANONA. Integrantes: Paz Delcys C.I. 20.579.492 Yasmeni Quevedo C.I. 19.937.433 Maracaibo, octubre de 2012 1 El borohidruro de sodio (NaBH4) y el hidruro doble de litio y aluminio (LiAlH4) son los reactivos más comunes para reducir un aldehído o una cetona a los alcoholes correspondientes. Por esta razón una de las reacciones más comunes de estos compuestos es la adición nucleofílica.2 . la cual implica la adición de un nucleófilo al carbono electrofílico del grupo carbonilo. dos electrones del doble enlace carbonooxígeno deben desplazarse hacia el átomo de oxígeno electronegativo. Por último se logró comprobar la presencia del ciclohexeno mediante la prueba de Baeyer. Estos reactivos son llamados hidruros complejos debido a que no tienen una estructura simple como la del hidruro de sodio (NaH) y la del hidruro de litio (LiH) aunque también se caracterizan por su capacidad de donar un ión hidruro (H−).2ciclohexanodiol.1. INTRODUCCIÓN El doble enlace C=O de un aldehído o una cetona se encuentra polarizado debido a la elevada electronegatividad del oxigeno respecto del átomo de carbono. para ello se generó el alcohol correspondiente por medio de una reducción con borohidruro de sodio y posteriormente se deshidrato el alcohol utilizando ácido sulfúrico como catalizador. la cual arrojo resultados positivos al formarse un precipitado café correspondiente al MnO2 y la obtención del 1.RESUMEN Se obtuvo ciclohexeno a partir de la ciclohexanona.66% para la primera reacción y un 80% para la síntesis del alqueno. Puesto que el nucleófilo utiliza su par de electrones para formar el nuevo enlace con el carbono. donde pueden ser estabilizados como un anión alcóxido. Obteniendo así como resultados un rendimiento de 66. Esto se consigue mediante la destilación del alqueno.2 Para impulsar el equilibrio hacia la derecha es necesario eliminar el alqueno o el agua a medida que se van formando. Por ejemplo. De la hidrólisis de estos alcóxidos resulta la formación del alcohol correspondiente.2 Cuando los alcoholes se calientan en presencia de cantidades catalíticas de ácidos experimentan una reacción de deshidratación que los convierte en alquenos. Debido a que el boro tiene cuatro hidruros que puede donar. se inicia con la transferencia de un ion hidruro al carbono electrofílico del enlace C=O para generar el anión alcóxido que se estabiliza con el borano producido. más volátil que el alcohol porque no puede formar puentes de hidrógeno. el ciclohexeno se obtiene a partir del ciclohexanol mediante calentamiento en presencia de H3PO4 o de H2SO4 en un sistema de destilación.3 . Como el ciclohexeno es más volátil que el ciclohexanol se va eliminando de la mezcla de reacción y de este modo el equilibrio del proceso se va desplazando hacia la derecha. Esta reacción es un equilibrio entre los reactivos (el alcohol de partida) y los productos (el alqueno y el agua).El mecanismo mediante el cual el borohidruro de sodio reduce un compuesto carbonílico (aldehído ó cetona) a un alcohol. esta etapa se repite otras tres veces hasta que el boro ha transferido sus cuatro hidrógenos. o mediante la adición de un agente deshidratante que elimine el agua a medida que ésta se va generando. sintetizar ciclohexeno a partir de ciclohexanol.5 ml. Terminada la adición. por medio de un embudo de adición.Se procedió a añadir la solución de borohidruro de sodio a la primera.Por lo general. agitando suavemente la mezcla de reacción. La protonación del grupo hidroxilo lo convierte en un buen grupo saliente y la eliminación de agua en el alcohol protonado genera un carbocatión. Posteriormente se hidrolizó la mezcla con unos 5 ml de ácido acético. se adicionó dos gotas de ácido sulfúrico concentrado y perlas de ebullición.5 g. y dos veces más con la misma cantidad de agua. de NaBH4 en 6 ml de metanol durante 10 minutos. que pierde un protón para dar lugar al alqueno. utilizando ácido sulfúrico como catalizador. 4 Obtención del ciclohexeno (por reflujo) En el balón de destilación se colocó 1 ml de ciclohexanol (el cual fue el obtenido de la experiencia anterior). realizar una reducción de la cetona ciclohexanona para así obtener el ciclohexanol y mediante la reacción de deshidratación antes descrita.3 El objeto de esta práctica es. Por último se secó la fase clorofórmica con sulfato de sodio anhidro y se evaporo el disolvente. dos veces. de ciclohexanona disuelta en 6 ml de metanol y 0. se lavo con 5 ml de metanol y se dejó reposar la mezcla de reacción a temperatura ambiente durante 30 min. PARTE EXPERIMENTAL Obtención del ciclohexanol Se enfrío 1. Se hicieron dos extracciones con 10 ml de cloroformo cada una y se lavo la fase orgánica con 5 ml de NaHCO3 al 10 %. si la reacción se lleva a cabo en medio ácido el proceso sigue un mecanismo E1. . el cual se logra estabilizar con el borano producido. y se seco con sulfato de sodio anhídrido. utilizando como agente reductor el borohidruro de sodio solubilizado en metanol. agitando constantemente por 5 min aproximadamente. por medio de la transferencia de un ion hidruro al carbono electrofílico del enlace C=O para generar el anión alcóxido. se procedió a la separación de la fase acuosa y orgánica.5 DISCUSIONES Obtención del ciclohexanol Para la obtención del ciclohexanol se procedió a la reducción de la cetona cíclica (ciclohexanona). Nota: la fase orgánica obtenida se seco totalmente y por ello se volvió a disolver en cloroformo. recubierta de fibra de vidrio. una vez termina la reacción. esta se vertió en un embudo de separación una suspensión y se le agrego cloroformo. . lavando esta última con bicarbonato de sodio al 10 %. para poder formar el alcohol las moléculas de iones alcóxidos se hidrolizaron con ácido acético. Luego de enfriar un poco la mezcla de reacción. el borohidruro de sodio reduce un compuesto carbonílico a un alcohol. Como se puede observar a en el mecanismo planteado. y se destilo para obtener el ciclohexeno.Se adapto el resto del equipo y se procedió a calentar por 15 min el sistema con una plancha.5 PRUEBA DE INSATURACIÓN: Reacción con KMnO4: En un tubo de ensayo se colocó disolución de permanganato de potasio (acidulada a pH 2 ó 3) y luego se adicionó una porción de ciclohexeno. Obtención del ciclohexeno La obtención de ciclohexeno se realizó por medio de la técnica de deshidratación utilizando como catalizante el ácido sulfúrico. se procedió a una destilación simple. debido a que la diferencias entre sus puntos de ebullición es apreciable. hasta lograr obtener un color marrón-rojizo al terminar el calentamiento mediante reflujo. esta etapa se repite otras tres veces hasta que el boro ha transferido sus cuatro hidrógenos. para el ciclohexanol y cloroformo. De la hidrólisis de estos alcóxidos resulta la formación del alcohol correspondiente. infiriendo así que el proceso y experiencia descrita arroja resultados favorables. En la destilación se obtuvo la primera gota de destilado a los 52 ºC. ya tenida la fase orgánica (cloroformo + ciclohexanol). obteniendo así un porcentaje de rendimiento de un 66. en este caso el ciclohexanol. por medio de la adición de cloroformo. una vez terminado el proceso de separación o purificación se lograron recolectar 1ml de ciclohexanol. como el cloroformo presentaba el menos punto de ebullición fue el primero en destilar. respectivamente.66 %. conforme se iba adicionando este último al alcohol la solución se torno de color amarillo. Como se puede apreciar en el mecanismo propuesto. al presentar estos un valor de 161 y 61 ºC.2 Una vez obtenido el alcohol se procedió a separarlo de la fase acuosa.Debido a que el boro tiene cuatro hidruros que puede donar. esta reacción se da por vía . lo cual se pudo deber a que el cloroformo separo la fase acuosa “agua” de la orgánica “ciclohexeno” . al no haber presencia de agua. . ya que la diferencia entre sus puntos de ebullición era apreciable. Debido a lo descrito anteriormente el sólido obtenido se disolvió nuevamente en cloroformo. se filtro y descarto el sulfato anhídrido. concluyendo así con la purificación del alqueno mediante una destilación simple. la perdida de agua del alcohol protonado da lugar a un carbocatión. ionización unimolecular para formar un carbocatión. pero la protonación por el catalizador ácido lo convierte en un buen grupo saliente (H2O). al presentar unos valores de 84 y 61 ºC para el ciclohexeno. 6 Se sabe que el grupo hidroxilo del alcohol es un grupo saliente pobre (OH-). debido a que el estado de transición limitante de la velocidad de reacción. implica a una sola molécula en lugar de una colisión entre dos moléculas. y esta se lavo con bicarbonato de sodio . es decir eliminación unimolecular. se procedió a separar la fase orgánica mediante la adición de cloroformo. por lo cual cualquier base débil como el agua o el HSO4.6 Una vez obtenido el (ciclohexeno + agua). con lo cual al solo tener el alqueno el sulfato anhídrido lo absorbió totalmente . por último se procedió a secar el producto con sulfato de sodio anhídrido .cloroformo respectivamente.E1. este es un ácido muy fuerte. pero por defecto este se seco totalmente . El paso lento de una reacción E1 es el mismo que en la SN1. En el segundo paso. para eliminar el ácido restante .pueden abstraerle protón en el paso final para formar el alqueno correspondiente. Obteniendo una recuperación de 20 ml de cloroformo y como producto de alqueno 0.8 ml. una vez efectuada esta. infiriendo así que el método utilizado es muy eficiente y arroja buenos resultados. con lo cual se obtuvo un rendimiento de 80 %. Para asegurarse que el reactivo obtenido fuera el ciclohexeno se procedió a realizar la prueba de Baeyer. que en este caso la reacción nos dio como producto: Ciclohexanodiol1.2(ciclohexenglicol) y dióxido de manganeso que se observó en un precipitado café oscuro como se puede observar en las imágenes de los resultados (figura 1). según la reacción propuesta por Wingrove: 7 donde el permanganato de potasio acuoso que es un oxidante al reaccionar con un alqueno produce un producto en el cuál se adicionan dos grupos oxidrilos al doble enlace formando dioles (di-alcoholes). la cual consistía en hacer reaccionar parte del producto con una solución de permanganato de potasio. esta reacción fue de óxido-reducción en la cual el manganeso(VII) pasa a Manganeso (IV). se logró comprobar la presencia de ciclohexeno al desaparecer el color purpura de la solución de permanganato y formarse un precipitado de color café oscuro perteneciente al dióxido de manganeso.7 . Según L. Cristol.Figura 1. Smith y S.J.8 . MnO4-1. Obtención del ciclohexeno y prueba de Baeyer. empleando el permanganato de potasio. y el intermediario cíclico resultante es hidrolizado por la base diluida o agua para producir el glicol y el dióxido de manganeso. como se observa en el mecanismo propuesto a continuación.O. el mecanismo comúnmente aceptado involucra la adición del ion permanganato tetraédrico al enlace doble. dando así la adición cis. La geometría del ion permanganato requiere que su adición ocurra de modo que ambos oxígenos estén en el mismo lado del doble enlace. produciendo el ion manganato MnO4-2 [que contiene manganeso (VI)] este ion inestable se descompone para producir un ion permanganato y un dióxido de manganeso. es oxidado por el ion permanganato. A medida que se forma el ion manganeso (V). La reacción de hidrólisis solo involucra a los enlaces manganesooxigeno y no a los enlaces carbono-oxigeno. CONCLUSIONES Se logró obtener el ciclohexeno a partir de una síntesis de reducción de la ciclohexanona y posteriormente de una deshidratación del alcohol obtenido (ciclohexanol). y el precipitado café del dióxido de Se comprobó la obtención de ciclohexanol indirectamente. ya que para obtener este último era necesario tener en primer lugar el alcohol. Editorial reverté. 4. L. 2º edición.. “Química Orgánica” ed. para así por deshidratación formar el doble enlace y perder la molécula de agua respectiva. ED. Química Orgánica. México. Quimica Orgánica. L. T. G. Organic Chemistry. México D. 7. Morrison y Boyd. al comprobar la presencia de ciclohexeno. Química Orgánica. 8.scribd. H. 5ta Edición. 5ta. 1992.F.1970-1972. Smith y S. Se obtuvieron buenos rendimientos tanto para la obtención del alcohol a partir de la cetona cíclica .com/doc/68707098/Practicas-organica#page=2 [consulta: 17 de octubre 2012] 5. Cristol. utilizando como reactivo catalizador el ácido sulfúrico.Química orgánica.Estados Unidos. dando un porcentaje de 66.112/organica/lab2/81. Streitwieser y C. Pearson. Wingrove. John Wiley & Sons. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Guía de laboratorio (preparación de ciclohexeno) disponible en: http://132.J. ya que se formo el diol correspondiente manganeso.66 para el primero y un 80 para este último. Edición. . W. como para el alqueno derivado del alcohol . Heathcock.A. méxico . 2. Interamericana.O. S.1979. México.htm [consulta: 17 de octubre 2012] 6. 5ª. México. Ed.248. 2004. 1998. Graham Solomons. 3.103. A. 1999. Oxford. Se comprobó la presencia u obtención de ciclohexeno al realizar la prueba de instauración de baeyer. Guía de laboratorio (preparación de ciclohexanol) disponible en: http://www. Wade.
Report "Ciclohexeno Sintesis a Partir de Ciclohexanona.proyecto de Organica2."