Manual Laboratorio Química Orgánica II

Universidad de GuanajuatoDepartamento de Química Laboratorio de Química Orgánica II QUI - 20306 Basado en el Manual de la Dra. Florina Lourdes Vilchez Aguado Ciclo: Agosto - Diciembre 2013 INSTRUCTOR: M.C. Bárbara Urbina Zárate e-mail: [email protected] 1 Descripción y objetivo.- Proveer de las habilidades necesarias para diseñar, visualizar y ejecutar experimentos de síntesis orgánica. Adquirir experiencia en el desarrollo experimental de diferentes tipos de reacciones orgánicas y mecanismos. Uso de literatura química. Guía – Sacar una fotocopia de éste Manual de Laboratorio de Química Orgánica. Lineamientos Generales 1. Hay un Límite de tolerancia de 10 min de la hora de entrada (retraso de más de 10 min, sin razón justificable, son 2.5 puntos menos en el reporte correspondiente. 2. Cada sesión de laboratorio comienza con un examen individual de conocimientos básicos sobre la práctica a desarrollar (objetivos, tipo de reacción, cuidados, un problema de cálculo de rendimiento de la reacción, etc.), que dura 10 min por lo cual, es importante imprimir y contestar a mano el cuestionario que viene al final de cada experimento en el Manual, ya que es una preparación y requisito para el examen y debe entregarse al llegar al laboratorio. 3. Después sigue la exposición oral del experimento por equipos (15 min) e incluye: objetivos, una breve introducción (resumen de lo más importante de la teoría), mecanismo de reacción, la tabla de reactivos y productos (más importantes) con su toxicidad, resumen del procedimiento a seguir, avisos de seguridad, etc. (más adelante hay un formato para la exposición de las prácticas). Son apoyo a los estudiantes para el éxito de su experimentación. 4. Durante cada sesión de laboratorio el instructor revisara la bitácora con el experimento del día que deberá contener: Introducción (objetivos, teoría de la síntesis, tabla de reactivos y productos, diagrama del aparato), resumen del procedimiento, ecuación química, cálculos previos, masa teórica y las observaciones escritas durante el procedimiento y firmara de visto bueno. 5. El reporte total de la práctica es semanal y se entregará en copias una semana después del día que se realizó el experimento. El reporte estará escrito a mano, con tinta, en hojas de libreta numeradas, asignadas únicamente para la bitácora de este curso. Todos los reportes se califican en una escala de 100. Para escribir tus reportes consulta la guía proporcionada más adelante en éste manual. 6. El trabajo experimental es en equipo de dos personas máximo. Ambos deben estar presentes durante el experimento completo. Si alguno falta, o no asiste al experimento completo, es experimento perdido sólo para el compañero ausente. 7. FALTAS. Un experimento perdido no justificado se promediará con una calificación de 5 y aunque no se haya asistido, el alumno deberá entregar el reporte de la práctica total la siguiente semana aunque no haya realizado el experimento. Un segundo experimento perdido se promediará con una calificación de 0 y deberá entregar el reporte. Un tercer experimento perdido automáticamente dará una calificación reprobatoria. Faltar al experimento del proyecto final se calificará con 0. Es necesario dejar limpio tu lugar de trabajo después de cada experimento. Materiales - Deberán tenerse en la gaveta para la segunda semana de clases.  Bitácora (carpeta cocida de ralla o cuadrícula grande, tamaño carta numeradas exclusiva para este laboratorio ) 2           Lentes de seguridad (código Z87 que protegen de partículas o sólidos proyectados, salpicaduras de líquidos, de frente y lateralmente). Guantes de plástico Bata de laboratorio (algodón) Recipiente de aluminio de aprox. 250 ó 300 ml Recipiente de plástico de aprox. 250 ó 300 ml Agitador magnético pequeño (1 x 0.5 cm aprox.) 2 jeringas de plástico (3 y 5 ml) Marcador de tinta permanente, tijeras, franela o jerga Detergente, jabón para manos, fibras, toallas de papel y papel aluminio. Marcar, con plumón o sobre masking tape, el material de laboratorio. LISTA DE MATERIAL 1 Vaso de precipitados de 50 ml 1 Vaso de precipitados de 100 ml 2 Vasos de precipitados de 150 ml 2 Matraz Erlenmeyer de 50 ml 2 Matraz Erlenmeyer de 100 ml 1 Matraz Kitazato de125 ml 1 Embudo Buchner (pequeño que se adapte al Kitazato) 1 Probeta graduada de 10 ml 1 Vidrio de reloj de diámetro pequeño (65 mm) 1 Vidrio de reloj de diámetro más grande (150 mm) 1 Pizeta de plástico chica 1 Agitador Magnético pequeño (1 x 0.5 cm aprox.) (Tipo barra) 1 Embudo de talle corto 5 cm de diámetro 2 Pipetas graduadas de 5 ml 2 Pipetas graduadas de 1 ml 2 Pinzas de 3 dedos 1 Pinza para tubo de ensaye 10 Tubos de ensaye de 15 ml 1 Gradilla 1 Mechero Bunsen con manguera de látex 1 Equipo Quickfit completo 1 Termómetro (400 oC) 2 Mangueras de látex para refrigerante 1 Espátula pequeña 1 Varilla de vidrio mediana con punta achatada para agitación MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO En el laboratorio se deben tomar precauciones de seguridad por la presencia de humos o vapores, disolventes, sustancias inflamables y materiales tóxicos. 1. Es obligatorio el uso de bata y lentes de seguridad. 3 2. Identificar el lugar de los extinguidores, regadera, lavaojos y demás recursos de seguridad que existan en el laboratorio. 3. Prohibido fumar e ingerir alimentos y bebidas dentro del laboratorio. 4. No usar sandalias, faldas cortas o pantalones cortos en el laboratorio. 5. No usar lentes de contacto. 6. En cada experimento a realizar, el alumno deberá informarse de las medidas de seguridad sobre el manejo y toxicidad de los reactivos. (En manuales, catálogos de reactivos, o en sus hojas de seguridad (Material Safety Data Sheet - MSDS) en Internet. 7. Algunas sustancias químicas son irritantes (sólidos, líquidos y gas) a la piel y mucosas, debe evitarse el contacto directo de productos en manos y cara; y la inhalación directa de gases. Para hacer la inhalación es conveniente formar una ligera corriente de aire con la mano sobre la boca de los recipientes hacia la nariz. 8. Alergias a ciertos químicos deberán ser reportadas al maestro responsable. 9. Los reactivos líquidos deben manejarse vertiendo una pequeña cantidad en un vaso de precipitados utilizando pipetas y espátulas (en caso de sólidos) limpias y secas. Los remanentes de reactivos utilizados no deben regresarse a los envases originales. 10. No succionar un líquido en pipeta con la boca (inclusive agua), sino utilizar una perilla de hule o jeringa con un tubo látex en la punta adaptada al cuello de la pipeta. 11. Al efectuar una reacción química en tubo de ensayo cuidar que la boca del tubo no se dirija hacia un compañero o hacia sí mismo, ya que puede haber proyecciones. 12. Un accidente (por pequeño que sea) debe comunicarse de inmediato al maestro responsable. 13. Trabajar con disolventes orgánicos volátiles e inflamables en lugares ventilados y lejos de una flama. Los recipientes que los contienen deben mantenerse cerrados, en lugares frescos y secos. 14. Queda prohibida la visita de personas ajenas a la práctica que se realiza. 15. Cualquier quemadura con ácido, base o fuego, requiere que se ponga la parte afectada bajo el chorro de agua fría durante por lo menos 15 minutos. 16. Un comportamiento indisciplinado con bromas pesadas y travesuras en el laboratorio puede provocar accidentes. Se espera que los estudiantes se comporten con actitud juiciosa y madura. Criterio de evaluación del curso:      Reportes entregados puntualmente y completos Desempeño en el laboratorio Exámenes semanales Presentación de la Bitácora Promedio total de las prácticas 08.0 % 25.0 % 30.0 % 10.0 % 27.0 % 4 Cada quién crea su propia calificación en base a su propio esfuerzo FORMATO PARA LA ELABORACIÓN DEL REPORTE EXPERIMENTAL Con esta guía se logra reportar tus datos experimentales en un formato científico. Recomendaciones importantes de los reportes experimentales:           Los reportes semanales se entregan en copias, es el registro ordenado del experimento completo realizado en tu bitácora. Escribe tu reporte de manera que si alguien repitiera el experimento que realizaste, lo reproduzca fácilmente siguiendo tus notas. Escribe únicamente con tinta, a mano y letra legible. Escribe en tiempo pasado usando voz pasiva 3ª persona. Usa encabezados para cada sección. Escribe tus observaciones durante el experimento, para evitar olvidar detalles importantes. Si te equivocas dibuja una línea atravesando el texto equivocado, así: ejemplo No escribas información en hojas sueltas, usa siempre tu bitácora. Muestra todos tus cálculos, aun los más sencillos. Los reportes son individuales. Si tienes alguna duda pregunta a tu instructor, evitarás así duplicar un error y disminuir tu calificación. La calidad de un reporte no depende de la cantidad de páginas escritas, sino de la información sustancial y claridad del material presentado . Hay dos clases de reportes experimentales, dependiendo si se refieren a experimentos que involucran operaciones físicas o técnicas experimentales y aquellos que consisten en preparaciones o síntesis químicas.  REPORTES DE TECNICAS EXPERIMENTALES Se refieren al trabajo de laboratorio cuyo objetivo principal es aprender, demostrar o realizar una operación física que no cambia la naturaleza química de las sustancias involucradas. Estas operaciones se utilizan generalmente al realizar una síntesis y pueden ser de dos tipos: 1. Técnicas de purificación o separaciones. Son operaciones diseñadas para separar una sustancia pura de una mezcla. Ejemplos: cristalización, extracción, destilación. 5 8. 9. Descripción de las secciones del reporte:  HOJA DE PRESENTACIÓN: No.0 puntos INTRODUCCION * 12. En una síntesis en multietapas. ocurre en una sola etapa. 7. Técnicas de caracterización.5 MATERIALES Y REACTIVOS * 10 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL * 10 OBSERVACIONES 10. Estos involucran una transformación química o reacción. 4.5 ECUACIÓN QUÍMICA Y CÁLCULOS PREVIOS* 18. El formato general para los reportes se muestra enseguida. El cuestionario de cada práctica (punto 10) lo imprimes directamente de este manual. 4 y 6 del reporte SON INDIVIDUALES y deben ser completados antes de llegar al laboratorio y se revisará la bitácora para firmarse de visto bueno en cada sesión. densidad. Los puntos (*): 1. los materiales de inicio se combinan y se forma un producto que es separado.0 REFERENCIAS 2. 3. La práctica completa se entregara en copias a la semana siguiente. produciendo el resultado final del experimento. Se espera que incluyas cada uno de los siguientes puntos al escribir el reporte en tu bitácora. El valor del reporte es de 100 puntos distribuidos de la siguiente manera: HOJA DE PRESENTACIÓN OBJETIVOS 2. el producto de la primera etapa se usa como el material de inicio en una segunda etapa. 2. 10. Ejemplos: determinación de constantes físicas: punto de fusión.  REPORTES DE PREPARACIONES O SINTESIS QUÍMICAS Se refieren a experimentos cuyo objetivo principal es preparar una sustancia pura a partir de materiales iniciales específicos. de práctica y título del experimento 6 . tienen un 10 % en la calificación final. purificado y caracterizado. punto de ebullición.0 CUESTIONARIO * 2. El caso más simple.0 100 puntos 1. 6. Los reportes entregados puntualmente. y lo contestas a mano (obligatorio) y lo entregas al llegar al laboratorio. es una preparación para el examen inicial.0 RESULTADOS 18. hasta obtener el producto final. 5. 2. y así sucesivamente.2. técnicas instrumentales de análisis (Espectroscopia IR).0 DISCUSIÓN y CONCLUSIONES 15. 3. Son operaciones diseñadas para obtener información usada para identificar una sustancia. (1 punto)..  El objetivo experimental es: la purificación de una sustancia mediante cristalización y probar su pureza por la determinación de su punto de fusión. INTRODUCCION (12. En el mecanismo de reacción. una descripción teórica de la reacción que ocurre y su mecanismo de reacción en pasos resumidos. 3b. la página web de la 7 . Incluir el producto principal obtenido. Solamente dibujar el Aparato principal del experimento (indicando su nombre) ejem. Pueden ser objetivos de aprendizaje o experimentales. indicar con flechas el movimiento de los electrones en cada etapa.0 puntos). En una tabla poner los reactivos más importantes de la reacción con sus constates físicas. 3ª. referir la página. etc. Aparato de reflujo. filtración al vacío. toxicidad y precauciones de manejo. Si ya lo empleó anteriormente. MATERIALES Y REACTIVOS.5 puntos) Es un resumen sustancial de la síntesis experimental obtenida de una búsqueda bibliográfica personal del tema. (10 puntos). 2. Ejemplo de un mecanismo de reacción: La reacción entre bromuro de sodio y H2SO4 genera ácido bromhídrico (HBr). OBJETIVO (s) del experimento 2.0 punto). La etapa (1) es una transferencia de un protón para producir el alcohol protonado con un buen grupo saliente (agua). Material utilizado (1. que abarque 1½ ó 2 páginas de tu bitácora. Ejemplo: en un experimento de cristalización  El objetivo de aprendizaje es: ilustrar la técnica de cristalización y que el alumno realice las etapas involucradas en la técnica. En la etapa (2) el ion bromuro actúa como nucleófilo para desplazar el agua y formar el producto de sustitución. (9 puntos). Dar la fuente de información de donde se obtuvieron los datos ejm. El dibujo no debe ser necesariamente artístico. 3. Reactivos utilizados.  Nombre del alumno y número de su equipo de trabajo La fecha en que fue realizado y fecha en que fue entregado 1. Extienda los cristales sobre un trozo de papel filtro o vidrio de reloj y seque con aire seco por 10 min. aprox. 3. 98% quemaduras en piel. tracto respiratorio. vías respiratorias. (+) 1.f. Médico. ojos. (oC) -89. Afecta de sodio sist. Crónica: depresión. Estruct P. provocar vómito. Ejemplo: Tabla de constantes físicas Sustancia Toxicidad y precauciónes 1-Butanol CH3(CH2)3OH Flamable. Anote la masa y el punto de fusión del producto obtenido. 6.03 -112 100 1. Separa el precipitado por filtración a vacío y lave con poco de agua fría. tano – ojos. (g/mol 74.84 Muy corrosivo.5 g de glicina en un matraz de 20 ml (+) 2 ml de agua y caliente hasta disolver. 7. 0. ojos. (10 puntos). psicosis. Lavar zona con agua. (10 puntos). no provocar vómito. Méd 1Bromobu CH3(CH2)3Br 137. 4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. beber abundante agua. Daños en sulfúrico pulmones y riñones. 2. Nervioso. Fuente: Catálogo Aldrich. Lavar y tomar abundante agua 15 min. Lavar abundante agua. piel. Es un resumen de las etapas que describan el experimento.8 p. higroscópico.9 ---Irritante. irrita ojos.81 4. Siempre consultar una hoja de seguridad antes de manejar sustancias peligrosas. 5.12 p. muerte. dificultad de respirar. Ejemplo: PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1.276 Flamable. Enfríe en un baño de agua-hielo 10 min. 5 Dens (g/ml 0. irritante de piel. shock circulatorio.e (oC) 117. Médico Bromuro NaBr 102. aprox. 2003-2004 y hoja de seguridad (MSDS). ceguera. 8 . Lavar 104 abundante agua.M. no provocar vómito.hoja de seguridad o MSDS (Material Safety Data Sheet).08 --1. tos. irritabilidad. Esto se debe realizar con anterioridad a la sesión de laboratorio para entender el experimento y mejorar tu eficiencia en el laboratorio. Médic Ácido H2SO4 98.5 ml de anhídrido acético y agite la mezcla 5 min. ). No se trata de repetir el procedimiento. 2.M). Trata de dar una explicación del o los factores que originaron el cambio. 3. cambios de estado. La solución se mantuvo translúcida. la glicina se disolvió en 20 seg. 4. Cuando la mezcla de reacción se enfrió lentamente en baño de hielo.14 g de sólido. 7. OBSERVACIONES Cuando la mezcla de glicina/agua se calentó. Después de filtrar y secar el producto. se obtuvieron 0. El punto de fusión registrado fue de p. producción de gas. apariencia del producto obtenido (color. forma y color de los cristales. cantidades de masa utilizadas en gramos y en moles de cada reactivo. Ejemplo: 1.fus.5. tiempos de reacción. 6. 5.5 puntos) Anota durante el experimento todos los cambios que observes (cambios de color. densidad (para líquidos). Algunos cristales se pasaron a través del papel filtro indicando perdida del producto. 9 . OBSERVACIONES (10. estado. ECUACIÓN QUÍMICA Y CÁLCULOS PREVIOS (18 puntos) Es la ecuación química principal (no el mecanismo de reacción) y se escribe debajo de cada reactivo y producto su: peso molecular (P.=205-207º El producto sólido posiblemente aun estaba húmedo. Aprox. se formaron lentamente cristales blancos con forma de aguja. 6. etc. Así todos los datos están ordenados y se ve fácilmente cual es el reactivo limitante (RL) para calcular el rendimiento del producto obtenido. 12 g/mol = 0.03 gr/mol =0. por lo tanto el reactivo limitante es el que está presente con la cantidad molar más pequeña. Esta parte incluye: punto de fusión y % rendimiento del producto principal obtenido. RESULTADOS (18 puntos) El reporte de resultados en forma de tabla es mejor pues se organizan bien los datos y se pueden ver los resultados con mayor claridad. etc.185 g / 74. el RL.0025 moles. 7.46 g /98.  Cálculo del por ciento de rendimiento de la reacción (% R) % R = (masa experimental / masa teórica) x (100) 10 .46 g  Cálculo de moles de las masas de los reactivos: Moles (η) = m (g) / PM (g/mol) η de 1-butanol = 0.00469 moles No todos los reactivos tienen cantidades equimolares (de igual número de moles). la masa teórica del producto esperado.0025 moles x 137.08 = 0.0025 moles de 1-butanol.25 ml = 0.00292 moles η de H2SO4 = 0..25 ml m = 1.  Cálculo de la masa teórica: El reactivo limitante en esta reacción es el 1-butanol.342 g de masa teórica (cantidad esperada sí la reacción es completada en un 100%)  Masa teórica de 1-bromobutano = 0.84 g/ml x 0.90 g/mol = 0. La ecuación balanceada muestra que se obtiene un mol de 1-bromobutano por cada mol de 1-butanol usado. m = δ x V δ H2SO4= 1.342 g NOTA: poner en todos los cálculos las unidades. ó 0.Debajo de esta tabla. Ya que iniciamos con 0.84 g/ml V H2SO4=0. poner los cálculos más simples que se escribieron en la misma tabla como los moles de reactivos. CÁLCULOS PREVIOS Ejemplo: Cálculos de masa de reactivos usados:  Cálculo de la masa (m) de H2SO4 a partir del volumen (V) medido: Densidad (δ) = m / V . entonces el rendimiento teórico es también de 0.0025 moles η de NaBr = 300 g /102. piensa en las posibles fuentes de error. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES (15 puntos) Se trata de interpretar todos los datos experimentales y observaciones obtenidos. Los errores humanos son los que suceden por falta de habilidad o a la interpretación subjetiva de resultados. Incluye las fuentes de error. si por ejemplo el resultado del punto de fusión del producto obtenido no está en el rango esperado reportado en la literatura ¿cuál es una razón probable de esto? Si el rango del punto de fusión es pequeño o grande ¿qué significa esto? ¿Cuál fue el rendimiento de la reacción en el caso de síntesis o de recuperación en el caso de purificación? ¿Por qué hubo perdidas o porque excede el 100%? Interpreta los resultados que tengas. REFERENCIAS (2.72 % Rendimiento experimental = cantidad de moles o masa de producto obtenida en el experimento Rendimiento teórico = cantidad de moles o masa calculados en función del reactivo limitante NOTA: si en la práctica no se obtiene el producto principal. si no. o en alguna etapa de neutralización.300 g de 1-bromobutano. si se produjo algún gas que se describa en el mecanismo o en la reacción general.342) x (100) = 87. ¿ Se logrós el objetivo del experimento?. se deberá hacer una búsqueda bibliográfica para explicar los probables motivos de este resultado. Si la explicación es suficientemente buena. que pueden ser de dos tipos: error humano y error sistemático. 8. la práctica estará justificada.300 / 0.Si de masa experimental se hubieran obtenido 0. 9. Los errores sistemáticos son los inherentes a un experimento en particular que pueden ser detectados y corregidos (ejemplo: cuando se utilizan instrumentos que necesitan calibración). Ejemplo: 11 . De tus observaciones puedes decir si en tu reacción se formo algún intermediario (si observaste algún cambio de color que indicara esto).0 puntos) Anota tu bibliografía como la que encuentras en libros y artículos científicos. Una buena forma de iniciar la escritura de tus conclusiones es repasar desde el principio tu reporte. estos errores no pueden ser eliminados pero pueden ser reducidos con la experiencia y con más cuidado al realizar los experimentos. el porciento de rendimiento de la reacción es: % R = (0. OBJETIVOS. Título del artículo en cursivas. volumen. ESTE TAMBIEN DEBERA LLEGAR A LAS 8:00 P. QUE NO PIPETEEN CON LA BOCA. 4.M.Artículo: Apellido del autor(s) seguido de las iniciales de su nombre (s). página. 10. PASOS RESUMIDOS DEL PROCEDIMIENTO Y PRECAUCIONES. negritas o subrayado. CUESTIONARIO (2. TABLA GRANDE DE REACTIVOS. 2. PUEDEN SACAR LA PRÁCTICA DEL MANUAL QUE LES ENVIÉ (COMPLETAR CON CONCEPTOS QUE INVESTIGUEN EN LIBROS DE ORGÁNICA).HABRÁ UN EQUIPO AUXILIAR PARA APOYAR AL EQUIPO EXPOSITOR DE LA PRÁCTICA. Se entrega al llegar al laboratorio. NEGRILLAS. negritas o subrayado. ETC. año. CONTIENE: # Y NOMBRE DEL EXPERIMENTO.EL EQUIPO EXPOSITOR DE LA PRÁCTICA DEBERA LLEGAR AL LABORATORIO A LAS 8:00 P. LO PASAN A POWER POINT EN LETRA GRANDE TAMAÑO 20-24. MECANISMO DE REACCIÓN. RESUMEN DE LO MÁS IMPORTANTE DE LA TEORÍA. LA PRESENTACIÓN SERÁ CON VOZ CLARA Y FUERTE PARA QUE TODOS OIGAN. Título del libro en cursivas. página (s) consultadas. HACEN UN RESUMEN DE LO MÁS IMPORTANTE. 3. SACAN COPIA EN ACETATOS Y LO PRESENTAN (15 min)... FORMATO PARA EXPOSICION DE PRÁCTICAS.M. RECOGERAN LAS COPIAS DE LAS PRACTICAS. editorial. Libro: Apellido del autor (s) seguido de las iniciales de su nombre (s). TAMBIEN AYUDARA EN LA SEGURIDAD DE LOS ALUMNOS: QUE USEN SUS GOOGLES. PRODUCTOS Y TOXICIDAD. 1. 12 . El cuestionario de cada práctica lo puedes imprimir directamente de este manual y contestarlo a mano y lo entregas al llegar al laboratorio. Y AYUDARA A MONTAR LOS APARATOS A USARSE EN EL TIEMPO DE 10 MIN DE TOLERANCIA. SUPERVISARAN LA LIMPIEZA DEL LABORATORIO AL TERMINAR. año de la edición. nombre de la revista.0 puntos). numero de edición. seguridad en el lab.4-Dinitrofenilhidrazina Sustitución Nucleofílica 6. Síntesis de Ácido Sulfanílico Efecto directriz de substituyentes. Síntesis de Dibenzalacetona 9. Reacciones Colorantes azo de copulación o acoplamiento Síntesis d 2. Síntesis de p-Yodoanilina Efecto directriz de substituyentes. Síntesis del Ácido Acetil Salicílico. Entrega de material Entrega de la bitácora y examen final (sólo para reprobados) 13 . Criterios de Evaluación. Condensación Benzoínica Oxidación de la Benzoína Agosto 21 Agosto 28 Septiembre 4 Septiembre 11 Septiembre 18 Septiembre 25 Octubre 2 Octubre 9 Octubre 16 Octubre 23 Octubre 30 Noviembre 6 8. PRÁCTICA FINAL: diseño de síntesis. 2. Aromática (SNA) 7. Síntesis de Benzoína 10. SEA 4. Formato de reportes 1. Síntesis de Nitrobenceno Sustitución Electrofílica Aromática (SEA) 3. Síntesis de sales de Diazonio. SEA 5. Síntesis de Ácido Bencílico Transposición Bencílica 12.Diciembre 2013 Fecha Agosto 7 Agosto 14 Experimento Tipo de reacción Formación de Equipos y preparación de materiales (sacar material del almacén). Entrega del programa Introducción al curso. Diazotación. Reacción entre un ácido carboxílico y un anhídrido Condensación Aldol cruzada Reacción de aldehídos. Síntesis de Bencilo Noviembre 13 Noviembre 20 Noviembre 27 Diciembre ¿? 11.Programa de experimentos Agosto . Reacciones de los compuestos Identificación de de aromáticos y sus características grupos funcionales en un compuesto orgánico. separación o identificación de compuesto PENDIENTE No hay laboratorio preparación de exposición Exposición de la práctica final y entrega de este reporte. en primer término las características físicas y químicas del compuesto desconocido deben ser determinadas exactamente. Los compuestos orgánicos son tan numerosos y de tal variedad que el problema de la identificación es enorme. UV y RMN). pero estos espectros deben ser complementados con otra información como: estado físico. Tal tarea se logra lo más eficientemente. la solución de este problema tiene dos partes. se puede lograr la identificación de un compuesto desconocido determinando sólo algunas de sus características físicas y químicas. La interpretación del espectro infrarrojo del compuesto desconocido. Frecuentemente. En este experimento se aplicaran las pruebas de identificación. solubilidad y pruebas para grupos funcionales. Algunas veces es posible establecer la estructura de un compuesto basándose solo en sus espectros (IR. y estas técnicas se complementan. También se aplicarán las pruebas a un compuesto desconocido para identificar los respectivos grupos funcionales presentes. Por otro lado. De cualquier manera. también proporciona información significativa sobre su identidad. provee la confirmación final de la estructura. Fundamento teórico La identificación estructural de compuestos orgánicos es un problema común en química orgánica. a menudo. Así. a menos que sea abordado de una manera sistemática y lógica. y en segundo término se debe buscar en la literatura la descripción del un compuesto que tenga las mismas características observadas para el compuesto desconocido. generalmente. la tarea de alcanzar la identificación final de la estructura de un compuesto puede simplificarse grandemente y el consumo de tiempo y material puede reducirse significativamente. Con la selección cuidadosa y sistemática de métodos físicos y químicos apropiados. es necesario obtener otra información sobre las propiedades de la muestra. a diferentes compuestos orgánicos de estructura conocida para conocer la respuesta que se obtiene con cada grupo funcional. es identificado comparando sus características físicas y químicas con las de compuestos conocidos hasta que se encuentra un compuesto conocido que tenga características idénticas. Un compuesto desconocido. antes de realizar un análisis espectral.Experimento #1 ANALISIS FUNCIONAL ORGANICO Objetivo Que el alumno conozca las principales reacciones de grupos funcionales para su aplicación en la identificación de los mismos en un compuesto orgánico. Se 14 . Las técnicas químicas y espectroscópicas permiten solucionar este problema. la combinación de datos físicos con observaciones químicas también actúa de una manera sinérgica. la conversión del compuesto desconocido a un derivado sólido de punto de fusión conocido. con una integración sistemática de métodos físicos y químicos. De la misma manera como las diversas formas de espectroscopia nos equipan de información de una manera sinérgica. basadas en las propiedades químicas de los grupos funcionales. constantes físicas. amarillo a naranja-rojo.INSATURACIONES MUESTRAS: ciclohexeno. Reactivo: Solución 2 .5 ml de CCL4.4-DINITROFENILHIDRAZINA (2.. Mezclar bien la solución y dejarla reposar por 15 minutos. La solución de color rojo-naranja se enfría a temperatura ambiente antes de usarse. Procedimiento: Disolver 0.2 ml ó 20 mg de la muestra problema en 0.. agitando. 3.2 ml de muestra líquida o 20 mg de sólido en 0. completar a 200 ml con agua destilada. Una prueba positiva para alcoholes primarios y secundarios es la formación de una suspensión opaca color verde o azul en dos segundos.reportaran los resultados anotando claramente todas las observaciones que justifiquen sus resultados sobre la identidad del compuesto desconocido. Se mezcla perfectamente la solución y se filtra. adicionar gota a gota y agitando la solución de Bromo. 4. a 20 ml de agua y 70 ml de etanol al 95 %.0 ml del reactivo de 2.ALDEHIDOS. Reactivo: Se vierte lentamente.. 2. a una solución de 0. MUESTRAS: etanol. 2.2 ml de muestra líquida o 20 mg de sólido en 0. secundarios y terciarios. si hay decoloración de la solución indica la presencia de instauraciones. una suspensión de 25 g de anhídrido crómico en 25 ml de ácido sulfúrico concentrado. MUESTRAS: benzofenona y benzaldehido Reactivo: Disolver 3 g de 2.4-DNFH).. aceite y benceno. 2-propanol y terbutanol.5 ml de acetona y adicionar una gota de reactivo de anhídrido crómico y observe el resultado en 2 segundos.4-DNFH. Los alcoholes terciarios no dan reacción apreciable en 2 segundos y la solución permanece de color anaranjado. 15 . REACCION POSITIVA: Formación de un precipitado cristalino de 2. Observar la coloración. Reactivo: Añadir 2 g de bisulfito de sodio y 2 ml de HCl conc. ANHIDRIDO CROMICO. Procedimiento: Disolver 0.ALCOHOLES. Para diferenciar aldehidos de cetonas a) REACTIVO DE SCHIFF.1 g fucsina (clorhidrato de p-rosa-anilina) en 100 ml de agua. Reactivo útil para diferenciar alcoholes primarios. Procedimiento: Disolver 0. en 75 ml de agua. Entonces. Procedimiento experimental 1. añadir esta solución. agitando con precaución.5 % de Bromo en CCl4.ALDEHIDOS Y CETONAS. Reactivo útil para identificar aldehídos y cetonas.4-DNFH en 15 ml de ácido sulfúrico concentrado.5 ml de etanol al 95% y añadir esta solución a 1.4dinitrofenilhidrazona de color característico. La reacción es para aminas primarias y secundarias. 16 . a). Enfriar la solución y adicionar 1. Procedimiento: Añada 2 gotas del compuesto halogenado a 0.0 ml de ácido clorhídrico y una gota de cloruro férrico. En esta reacción se forma una amida. 6. agregar 0. Añada 2 gotas de ácido nítrico 5% y observe si se disuelve el precipitado.2 ml de reactivo de Schiff y añadir una o dos gotas de muestra. RESULTADO: Si la sustancia original fue un haluro de ácido. Observe la formación de un precipitado de haluro de plata y anote su color. Reactivos: Clorhidrato de hidroxilamina 1. mientras que las cetonas no (a excepción de la acetona que da coloración). RESULTADOS: Los aldehídos dan coloración morada o violeta. las sales de plata de los ácidos orgánicos son solubles en ácido nítrico diluido.. siga adicionando gota a gota hasta que el color observado invada toda la solución. AMINAS MUESTRAS: anilina.CLORUROS DE ACIDO. PRUEBA DEL ACIDO HIDROXAMICO. acetato de etilo. 5. poner 0. Compuestos halogenados REACTIVO: solución al 2% de nitrato de plata en etanol.Procedimiento: En un tubo de ensayo. hidróxido de sodio 6M. una amida o un anhídrido. 7. un ester. ESTERES. Agitar suavemente el tubo y observar el color desarrollado en 3 ó 4 minutos. Los haluros de plata son insolubles. Adicionar 0. Si no persiste el color producido con una gota de cloruro férrico. Procedimiento: A 20 mg ó 0.5 ml de la muestra agregar gota a gota 0. Investigue y reporte: todas las reacciones básicas (no el mecanismo de reacción) correspondientes a las pruebas aplicadas. 1. las terciarias no reaccionan. que aparece como un precipitado (o turbidez) blanco o amarillo.0 M diluido en etanol al 95%. ácido clorhídrico 2M y solución acuosa de cloruro férrico al 10 %. El examen estará basado en conceptos básicos de la introducción y algunas de las pruebas de identificación de grupos funcionales más comunes.2 ml de la muestra.5 ml de solución etanólica de nitrato de plata. difenilamina a) Prueba del cloruro de acetilo o anhídrido acético A 0.2 ml de hidróxido de sodio 6M.5 ml del reactivo. AMIDAS Y ANHDRIDOS MUESTRAS: anhídrido acético. calentar suavemente la mezcla por 2 minutos y luego calentarla a ebullición por unos segundos. ftalimida.5 ml de solución de clorhidrato de hidroxilamina. se observará una coloración violeta o rojo vino. Reactivo útil para la identificación de haluros de ácido. Reporte los resultados de las muestras problema en una tabla con todas las observaciones correspondientes. anhídridos y esteres. si no se separa ningún sólido neutralizar con bicarbonato de sodio y observar. Observe el color producido. ponga énfasis en la discusión de resultados y en la conclusión ¿ qué probables grupos funcionales contiene en base a sus resultados obtenidos ? 2. Aromátic. Este reacciona con un nucleófilo para completar la reacción. la secuencia es llamada Adición Electrofílica. en el cual un protón del anillo aromático es reemplazado por un grupo nitro. generalmente es nitrado a 50 oC con una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico concentrados. debido a la resonancia en el anillo. cuya formación es promovida por la acción del ácido sulfúrico concentrado sobre el ácido nítrico: 17 . los electrones del sistema π está n menos disponibles para reacciones de adición. El benceno. (SEA) Sustitución Electrofílica La nitración del benceno es un ejemplo de una reacción de SEA. esto significa que los compuestos aromáticos reaccionan solo con reactivos fuertemente electrofílicos. Se sabe que estas reacciones ocurren cuando se hace reaccionar un sustrato aromático con un reactivo electrofílico adecuado.Experimento #2 “Síntesis de Nitrobenceno”. ya que una adición significaría una perdida de la estabilidad que la resonancia le imprime. el electrófilo es NO2+ (ion nitronio). Nucleófilo Electrófilo Ciclohexeno Ataque de un alqueno sobre el electrófilo H+ Carbocatión Adición de HX intermediario Los compuestos aromáticos también pueden reaccionar con electrófilos. generalmente a temperaturas elevadas. se forma un intermediario deficiente de electrones. En la reacción de un alqueno (compuesto rico en electrones debido a un exceso de electrones en el sistema π) con un reactivo electrofílico. En la práctica. sin embargo. Al finalizar la adición del benceno continúe la agitación hasta que cese la reacción exotérmica y en este momento adapte a una de las bocas del matraz pera. Adapte en una de las bocas el embudo de separación con 15 ml de H2SO4 conc. a 60 oC durante 45 min. es conveniente que durante el calentamiento se mantenga la agitación. poco a poco con agitación constante.. probablemente HSO4.Ácido nítrico ion nitronio El ion nitronio es suficientemente electrófilo para adicionarse al anillo bencénico. Muchas reacciones similares que pueden ocurrir con un electrófilo adecuado son llamadas de sustitución electrofílica aromática. Mantenga la temperatura de la mezcla sulfonítrica entre 20–30 oC. Procedimiento Coloque en el matraz pera de dos bocas. Retire el baño de hielo y adicione lentamente con agitación vigorosa 10 ml de benceno. Lo que sucede es que la aromaticidad es recuperada al ocurrir la eliminación de un protón el cual se une a una base. Al término de la adición sustituya el embudo de separación por el porta termómetro con termómetro. cuide que la temperatura de la reacción no se eleve a mas de 50 oC (si es necesario enfríe con un baño de hielo). para asegurar el contacto entre las dos fases inmiscibles. Sumerja el matraz en un baño de agua caliente y mantenga la temperatura de la mezcla de reacción. 12 ml de HNO3 conc. interrumpiendo temporalmente la resonancia del anillo: El intermediario formado primero es estabilizado por resonancia y no reacciona rápidamente con el nucleófilo. un porta termómetro con termómetro y en la otra un refrigerante de agua en posición de reflujo. Sumerja el matraz en un baño de hielo e inicie la adición de H2SO4. El hidrógeno que sale del anillo es reemplazado por el grupo nitro. 18 . como ocurriría con el carbocatión formado de la reacción del ciclohexeno con un electrófilo. El nitrobenceno se irá al fondo. En caso de que al final de los lavados del nitrobenceno con solución de NaOH al 10%. Debido a que el benceno es poco soluble en la mezcla sulfonítrica se requiere agitación vigorosa. Colecte la fracción que destila entre 192-197 oC. Agregue el benceno en porciones de 1 ml. Transfiéralo por decantación a una bola de destilación de 25 ml. 3. de esta depende el éxito de la reacción. Caliente a baño Maria hasta que se aclare el nitrobenceno. Elimine el sulfato de sodio o cloruro de calcio anhidro por decantación o filtración. 4. Precauciones: 1. Regrese el nitrobenceno al embudo de separación y adicione un volumen igual (al del nitrobenceno) de agua fría. otra vez. retire el baño de agua caliente y transfiera la mezcla de reacción en 100 ml de agua fría contenida en un vaso de precipitados. ventile para reducir la presión. Decante la mayor cantidad de fase acuosa posible y transfiera el liquido residual a un embudo de separación. la fase acuosa. utilice el refrigerante de aire. Deje que se separen las fases y separe el nitrobenceno. eb. Adicione cloruro de calcio anhidro y agite hasta que el liquido este claro. 19 . agite vigorosamente. Separe el nitrobenceno en un matraz pequeño y seco. Agita la mezcla vigorosamente. Mida el volumen. Adapte al matraz bola al equipo necesario para destilar el nitrobenceno. Separe la fase de nitrobenceno y deseche la fase acuosa. 2. desechando. Regrese el nitrobenceno al embudo y lave con un volumen igual de solución de carbonato de sodio 10%. El nitrobenceno tiene un p. calcule el rendimiento del producto obtenido. Repita el lavado con solución de carbonato de sodio (si es necesario) hasta que no se observe producción de dióxido de carbono. este quedara básico. El termómetro debe estar en contacto con la mezcla de la reacción. 5. lave con agua hasta pH = 7.Al cumplir el tiempo de calentamiento. de 210-211 oC. ¿Por qué es importante adicionar la mezcla de ácidos sulfúrico y nítrico lentamente en un periodo de 15 min. Explique la formación del ion nitrónio a partir de la preparación de la mezcla sulfonítrica 4.Cuestionario #2 “ Síntesis de Nitrobenceno”. benzoato de metilo. ¿Qué sucedería si se eleva la temperatura de reacción a 120 oC? 7. Indique el producto formado mediante la nitración de los siguientes compuestos: tolueno.? 5. 1. 20 . ¿Porque es importante controlar la temperatura de la mezcla de reacción? 6. En la mezcla acuosa de nitrobenceno ¿A qué fase pertenece la fase del fondo? 10. ¿Qué tipo de reacción ocurre al reaccionar un alqueno con un electrófilo y cual al reaccionar un compuesto aromático con un electrófilo? 2. ¿Cómo se detiene la reacción? 8. Sustitución Electrofílica Aromática. ácido benzoico. ¿Qué precauciones se deben tener al utilizar ácidos sulfúrico y nítrico? 3. ¿Para qué se adiciona el sulfato de sodio o cloruro de calcio anhidro? 9. cloro benceno. Permite observar el efecto activante del grupo amino en el anillo aromático al reaccionar con un halógeno poco reactivo. 2) El intermediario sigma pierde un protón recuperando la aromaticidad del anillo. En la anilina el grupo amino es un activador del anillo aromático. facilita el ataque debido a su polarizabilidad.Experimento #3 Síntesis de p-Yodoanilina. por lo que su velocidad de reacción es superior a la del benceno y orientara hacia las posiciones orto y para en la sustitución electrofílica aromática. Debido a las propiedades ácidas de este último. el cual reacciona con el orbital sp3 de la amina para formar el yoduro de p-yodoanilina. La molécula de yodo aunque es neutra. 21 . Solo se observa el ataque en la posición para debido a que la molécula de yodo permite una interacción estérica con la amina. Eliminación de yoduro de hidrógeno. Mecanismo: 1) Ataque del anillo aromático al electrófilo. El yodo es el electrófilo y es atacado por el anillo aromático. Obtención de halogenados de arilo Es una sustitución electrofílica aromática. impidiendo un acercamiento en las posiciones orto. Después de la reacción de adición se forma el intermediario sigma. el nucleófilo para producir el intermediario sigma con carga positiva (carbocatión). reacciona con el bicarbonato liberando CO2 y p-yodoanilina. el cual pierde un protón para recuperar la aromaticidad. 22 . Manteniendo el volumen constante y disolución completa. Determine el % Rendimiento. 1. Filtre en caliente por gravedad (precaliente el embudo en la estufa para evitar que la solución cristalice).Procedimiento. Coloque el filtrado en baño de hielo hasta que precipite el producto. Agite vigorosa y constantemente. Mantenga la agitación 20 minutos una vez terminada la adición y la temperatura 12-15 oC. 10 ml agua destilada y 0. puesto que el producto se oxida con el aire. revele con luz ultravioleta. Coloque el producto en un matraz Erlenmeyer y agregue 20 ml de éter de petróleo o hexano. Enfríe a temperatura ambiente y adicione 0.6 ml anilina. Enfríe en un baño de hielo.05 g carbón activado. f. reportado = 62-63 oC) Realice cromatografía en capa fina: Disuelva una pequeña cantidad del sólido obtenido en etanol. La p-yodoanilina se separa como un sólido oscuro. Realice la filtración lo más rápidamente posible y evite que circule aire a través de los cristales por un tiempo prolongado. Determine el punto de fusión del sólido obtenido (p. Calentar la mezcla a ebullición.0 g bicarbonato de sodio.5 ml de disolvente. Añada el yodo en pequeñas porciones de manera que la adición dure 15 min. Lave el residuo con 2. hierva en baño María 5 min. manteniendo la temperatura 12-15 oC. aplique la muestra en una cromatoplaca y eluya con acetato de etilo-hexano (1:1). Mezclar en vaso de precipitado. Filtre a vacío lavando con el disolvente frío. (Se observa la formación de una emulsión café oscuro) Enfríe a temperatura ambiente y deje reposar 10 min. Filtre el producto crudo a vacío y lave con agua destilada. Pese 1. 23 .4 g yodo metálico en un vaso pequeño y tápelo con un vidrio de reloj. La reacción es completa con la formación de un sólido oscuro y cuando el desprendimiento de dióxido de carbono haya cesado. ¿Qué tipo de sustituyentes se obtienen en esta reacción de halogenación de la anilina? Dibuja sus estructuras. 3. 4. ¿Por qué en esta reacción no se aplica energía (calentamiento)? 5. ¿Cuál es la función del bicarbonato de sodio? 6.Cuestionario # 3 Síntesis de p-Yodoanilina 1. ¿Cuáles son las propiedades físicas y usos de la p-Yodoanilina? 24 . ¿Cómo se forma éste electrófilo teniendo en cuenta que la molécula de yodo es neutra? Escribe la reacción. 2. Identifica el electrófilo en la reacción de Sustitución Electrofílica Aromática que se lleva a cabo en este experimento. Además. La orientación de un grupo entrante es también una función del sustituyente que ya este presente en el compuesto. Estos grupos se conocen como desactivadores para una segunda sustitución. activan al anillo donándole su par de electrones. se genera un carbocatión que presenta una estructura intermediaria en la que. 25 . el átomo unido al anillo atrae los electrones del anillo por efecto inductivo. esta estructura intermediaria del carbocatión.Experimento # 4 Síntesis de Ácido Sulfanílico. la segunda substitución es "mas favorecida" en la posición meta. y es precisamente la posición meta la menos desfavorecida. cuando el segundo sustituyente entra en la posición orto o para. Cuando el átomo del grupo unido al anillo no presenta electrones libres. Orientación y activación de sustituyentes. Los halógenos son un grupo especial ya que. En estos casos. Es por ello que los grupos activadores favorecen preferencialmente una segunda substitución en las posiciones orto y para. En estos casos. unidos al anillo aromático. haciéndolo menos susceptible a un ataque electrofílico. el grupo unido al anillo (el primer sustituyente) puede ayudar a compartir o acomodar esa carga positiva generada. estable y de baja energía. Introducción. no se presenta en una substitución en meta. Los grupos que presentan átomos. que tienen pares de electrones libres. disminuyendo la densidad electrónica del mismo. son orientadores orto-para. Esta estructura presenta una menor energía y una mayor estabilidad que las otras estructuras resonantes del carbocatión. siendo desactivadores. La reactividad de un anillo aromático está sujeta a la influencia de los grupos enlazados al mismo. Estos grupos se conocen como activadores. Sulfonación de la Anilina Es probable que la sulfonación de la anilina proceda por un mecanismo totalmente diferente al que sigue la sustitución aromática usualmente. 26 . seguida de una deshidratación de la sal. El producto principal de esta reacción es el ácido p-aminobencensulfónico. la obtención del isómero para está determinada más que por la rapidez relativa de formación. formándose de esta manera el ácido fenilsulfámico. conocido como ácido sulfanílico. por la posición de un equilibrio. Posteriormente. Lo anterior se debe a que. como se haría normalmente. El mecanismo procede inicialmente con una reacción ácido-base. Las propiedades del ácido sulfanílico no corresponden a las de un compuesto con un grupo amino ni a las de uno con un grupo sulfónico. Enseguida se lleva a cabo la hidrólisis del ácido sulfámico para dar como resultado la formación del ácido sulfanílico. basándose en la rapidez de formación relativa de cada isómero. producido por la presencia de ambos grupos en la misma molécula. este sufre una sulfonación a través de una reacción de sustitución electrofílica aromática. En este caso no es posible discutir la orientación. Esto se debe a que se trata de un ion dipolar o switterion. al parecer. Mecanismo. Calcular el rendimiento del crudo. para favorecer la cristalización. Recristalizar de agua empleando carbón activado. Colocar el producto en el frasco que te indicará tu instructor. Filtrar al vacío. (Si el contenido del matraz bola fuese muy viscoso. Colocar una barra magnética para agitación. Agitar manualmente con suavidad. Calentar la mezcla en baño de arena. Adapte el termómetro en la boca lateral del matraz (asegúrese que el bulbo quede sumergido en la mezcla de reacción). el refrigerante de agua. caliente a baño María hasta que la mezcla se haga fluida y fácil de verterse sobre hielo). Seque el producto y calcule el rendimiento del producto purificado. y en la otra boca. hasta una T del baño de máximo 170-180 °C. añadir 8 ml de ácido sulfúrico concentrado. Dejar reposar hasta que la cristalización sea completa. Dejar secar y pesar. Colocar el matraz en un baño de agua fría.Procedimiento. Enfriar el líquido y filtrar lavando con agua fría. Colocar 2 ml de anilina en un matraz de dos bocas. Filtrar en caliente. 27 . Deje enfriar la mezcla de reacción hasta 50-60 oC y viértala lentamente y con agitación sobre 50 g de una mezcla de hielo-agua. Mantener a esa T durante aproximadamente 1:30 hrs. Terminada la adición. en fracciones muy pequeñas. Con mucho cuidado. con guantes y lentes de seguridad haga la siguiente operación en la campana. dejar reposar. Defina el concepto de “zwitterion” 2. Orientación y activación de sustituyentes. Que sucede al verter la mezcla de reacción sobre hielo-agua 5. ¿Qué tipo de mecanismo sigue esta reacción de sulfonación? 3. Describa la importancia y usos del ácido sulfanílico 28 . 1. La síntesis del ácido sulfanílico se realiza en un medio fuertemente ácido que ocasiona la: a) Formación de una sal b) Protonación del grupo amino c) Oxidación del grupo amino d) Desactivación del grupo amino 4.Cuestionario #4 Síntesis de Ácido Sulfanílico. ¿Por que el ácido sulfanílico posee un punto de fusión tan alto? a) b) c) d) e) Por tratarse de un compuesto iónico Por ser una base débil Por tener un sustituyente en posición para Por ser insoluble en agua y solventes orgánicos Por ser soluble en NaOH acuoso 6. en las que el nitrógeno permanece en la molécula La copulación de sales de diazonio con fenoles y aminas aromáticas genera azocompuestos. Este reactivo inestable se forma en presencia de la amina por acción de un ácido mineral sobre nitrito de sodio. Reacciones de copulación o acoplamiento. aún a la temperatura de un baño de hielo. 3. quedando en su lugar en el anillo otro grupo Copulación o acoplamiento. en las que se pierde el nitrógeno en forma de N2. Diazoación.Experimento #5 Síntesis de sales de Diazonio. 2. la solución debe estar alcalina o ligeramente ácida. Puesto que éstas descomponen lentamente. HNO2. Diazotación. Colorantes azo. El gran número de reacciones que dan las sales de diazonio se pueden agrupar en dos tipos:   Remplazo. 29 . se forma una sal de diazonio. Preparación de una disolución de algún compuesto amino-aromático en un ácido diluido o de una sustancia fenólica en un álcali diluido. Anaranjado de metilo y Naranja II. Cuando una amina aromática primaria. Mezclado de las soluciones anteriores con lo que tiene lugar la formación del colorante en una reacción que se denomina copulación. La obtención de un colorante diazoico consta de las operaciones siguientes: 1. una vez preparadas. disuelta o suspendida en un ácido mineral acuoso frío se trata con nitrito de sodio. Naranja de metilo Naranja II Introducción Cada tipo de amina genera un producto diferente al reaccionar con el ácido nitroso. se emplean sus soluciones de inmediato. Para que tenga lugar esa reacción. los cuales son de enorme importancia para la industria de los colorantes. de una sustancia aromática que contenga un grupo amino primario. el cual. 30 . se propone existe un equilibrio tautomérico y la protonación de uno de los isómeros. Mecanismo de reacción Anaranjado de metilo El mecanismo de reacción para la formación de la sal de diazonio del ácido sulfanílico. se disuelve dimetilanilina en ácido clorhídrico diluido (fase 2). se comienza por la diazotación del ácido sulfanílico (fase 1). se lleva a cabo a través del ataque del grupo amino sobre el electrófilo nitrosonio formado al reaccionar dos moléculas de ácido nitroso entre sí. Posteriormente. al perder agua. y finalmente se mezclan ambas soluciones para que tenga lugar la copulación (fase 3). conduce a la formación de la sal de diazonio correspondiente.Para la obtención del anaranjado de metilo. N-dimetilanilina.Esta sal. conlleva a la formación del anaranjado de metilo. 31 . mediante una reacción de sustitución electrofílica aromática con la N. agregue 5 ml de agua y enfríe la mezcla hasta tener una temperatura de 0-5 °C. Manteniendo la temperatura abajo de 5°C agregue gota a gota y con agitación constante la solución de nitrito de sodio a la solución de la amina y el ácido sulfanílico. una solución de sosa al 10% hasta tener un pH = 10. Lave con agua helada y seque el producto en el desecador o en la estufa para posteriormente pesarlo.35 g de nitrito de sodio disueltos en 2. La mezcla adquiere una coloración rojo vino obscuro. Si fuese necesario. retire el recipiente en el momento en que se inicia la ebullición. Caliente la mezcla de reacción con agitación constante. Una vez terminada la adición agite la mezcla hasta que tome la temperatura ambiente. 0. prepare una solución de 0.5 ml de agua. Enfríe en hielo. coloque 1 g de ácido Sulfanílico. induzca la cristalización y filtre.6 ml de dimetilanilina y 0. El anaranjado de metilo precipita como sal sódica. En otro vaso de precipitados de 125 ml.Naranja II Procedimiento Síntesis del colorante anaranjado de metilo En un vaso de precipitados de 125 ml.5 ml de ácido clorhídrico concentrado. Agregue gota a gota y agitando. Síntesis del colorante Naranja II Procedimiento para obtener el colorante Naranja II 32 . preparada anteriormente. la solución de la sal de diazonio sobre la solución alcalina de beta-naftol (lave inmediatamente el vaso que contenía la sal de diazonio. algodón. Corte un trozo de tela de 2 x 6 cm de: lana.25 g de colorante. 33 .25 g para la prueba de tinción y entregue el resto. remueva las muestras de tela. enfrié la solución a 5 º y adicione lentamente y con agitación constante. adicione muy lentamente y con agitación vigorosa. 2. hierva el baño durante 15 minutos. 2.2 g de nitrito de sodio 3.5 g de ácido sulfanílico en 1 ml de solución de NaOH al 10 %. colecte el colorante por filtración y lávelo con pequeñas porciones de agua helada 10. 0. lávelas bien con una pequeña cantidad de jabón. agregue a esta solución 0. 2. adicione 1 g de cloruro de sódio sólido 9. adicionando 2. eleve lentamente la temperatura de baño hasta alcanzar la temperatura de ebullición. Incluya en su reporte las muestras tratadas (teñidas) y las muestras originales. deje reposar la mezcla durante 15 a 20 minutos 8. Disuelva en un vaso de precipitados de 125 ml. 2. disuelva en otro vaso de precipitados de 125 ml. retire las muestras de tela y adicione al agua 0. introduzca nuevamente las muestras de tela.5 ml de solución de ácido clorhídrico al 16% .4 g de beta-naftol en 5 ml de solución fría de NaOH al 8 % 6.25 ml de ácido acético glacial.1. Pruebas de tinción Teñido de fibras 1. deje secar el producto y péselo. enjuáguelas y déjelas secar.5 ml de sulfato de sodio al 15 % y 0. 3. Separe 0.5 g de hielo picado y rodeando el vaso de hielo. remójelas en 200 ml de agua a 50º durante 10 minutos. 4. 5. enfrie la solución a 0-5º C. 0. pues seca es explosiva) 7. 4. 34 . Describa las reacciones que pueden efectuar las sales de diazonio. de los compuestos azo 5. ¿Qué es un colorante? 9. El ácido nitroso es un ácido débil e inestable. Escriba un ejemplo de cada una. ¿Cómo se clasifican las reacciones que dan sales de diazonio?______________________________y___________________________. 3.Cuestionatio #5 Síntesis de sales de Diazonio. reacciona con todas las aminas. Describa la reacción de Griess utilizada para la determinación de nitritos. ¿Cómo se prepara? 2. Describa la importancia y uso de los compuestos AZO. 1. ¿Cómo evita que se descompongan las sales de diazonio? 8. gran importancia como 6. Escribe la formula general _______________________________. Los compuestos azo tienen ______________________________. 7. Mecanismo de reacción El mecanismo de la SNA puede ser descrito como un proceso de Adición-Eliminación. Sustitución Nucleofílica Aromática (SNA) La sustitución de un halógeno por un nucleófilo en un halogenuro de arilo que no tiene grupos electro atractores como sustituyentes es muy difícil. el cual normalmente es un halógeno. Sin embargo cuando hay grupos electro atractores. la sustitución nucleofílica toma lugar con relativa facilidad.4 Dinitrofenilanilina. Esta reacción “no” es una Sustitución Nucleofílica Bimolecular (SN2) donde el nucleófilo entra a 180° con respecto al grupo saliente en un proceso concertado.Experimento # 6 Obtención de 2. Este cambio de reactividad del anillo aromático es debido a que los grupos nitro además de que hacen menos rico en electrones al anillo.4 Dinitrofenilhidrazina y 2. estabilizan la carga negativa por efecto inductivo (con el nitrógeno cargado positivamente) y por efecto de resonancia (con un doble enlace C=N). lo que le dificulta reaccionar con reactivos que también son ricos en electrones. donde primero se adiciona el nucleófilo y en una segunda etapa se elimina el grupo saliente. El anillo aromático como ya sabemos es un sistema rico en electrones. especialmente grupos nitro en posición orto o para al halógeno. 35 . 4dinitroclorobenceno y 0. el grupo nitro. 10 mL de etanol. Cuando este anión es estabilizado por la presencia de uno o varios grupos electroatractores fuertes. recristalice su producto con etanol y determine el rendimiento. caliente la mezcla (sin que hierva) por 10 min.7 mL de hidrato de hidracina. El precipitado se lava en el mismo filtro con 3 mL de alcohol tibio 40-50ºC. 200 °C) Coloque en un matraz Erlenmeyer de 50 mL. 2. Procedimiento En un matraz Erlenmeyer de 50 mL disuelva 0. Al terminar la adición. se logra alcanzar la Ea necesaria para que la reacción proceda a una velocidad razonable.El mecanismo general de SNA en haluros de arilo nitrosustituidos consiste en un mecanismo que se realiza en dos pasos: adición – eliminación. siendo el paso de la adición del nucleófilo el paso determinante de la velocidad (paso lento).4-dinitroclorobenceno en 5 mL de etanol de 96º tibio (40-50oC). Enfríe y filtre al vacío.5 ml de 2. Determine punto de fusión. 0.5 mL de anilina sin dejar de agitar. 159 °C) 36 . por ejemplo. en posiciones orto y/o para con respecto al grupo saliente. Seque al vacío y calcule rendimiento.f.4dinitrofenilanilina (p.4dinitrofenilhidrazina (p. 2. (sin llegar a ebullición) con agitación constante. Con agitación constante agregue gota a gota 0. Filtre al vacío el sólido formado.f.5 g de 2. La adición del nucleófilo al haluro de arilo es seguida de la eliminación del haluro como grupo saliente. Caliente la mezcla de reacción en baño maría durante 15 min. ya que el carácter aromático del anillo debe ser sacrificado para formar un anión ciclohexadienilo intermediario. 37 . En matraz de 50 ml: colocar 3 g de ácido salicílico. Añadir lentamente 15 ml de agua destilada (decolorando con una pizca de C activado si es 38 . se emplea por lo general la combinación con un cloruro o un anhídrido de ácido.. Si el sólido no aparece o precipita un aceite. hasta que los cristales se disuelvan. Colocar el producto en un erlenmeyer de 100 ml y añada de 8 a 10 ml de etanol. se rasca la pared interior con una varilla de vidrio. 2. 1. 6.. cloruros de ácido o anhídridos. Procedimiento Precauciones: Por lo irritante y lacrimógeno del anhídrido acético.Se recristaliza. Calentar suavemente el matraz en baño maría.Vierta la mezcla sobre 30 ml de agua con hielo y meta en un baño de hielo. 3.Filtre al vacío lavando los cristales con una pequeña cantidad de agua helada. se toma el matraz con una mano y sin sacarlo del baño de hielo. deje reposar 30 minutos con lo que comienza a cristalizar. realizar la práctica en la vitrina. que requiere condiciones más drásticas (adición de un ácido mineral) para llevarlo a reacción completa. 4. Esterificación de un fenol (acetilación) SINTESIS DE ACIDO ACETIL SALICILICO (ASPIRINA) Fundamento Los esteres se preparan generalmente por la reacción de alcoholes o fenoles con ácidos.Refluje la mezcla a baño maría de (70-80° C) durante 40 a 60 min. 6 ml de anhídrido acético y de 6 a 8 gotas de ácido fosfórico al 85 %. Esta reacción es reversible y generalmente alcanza el equilibrio cuando aún quedan cantidades apreciables de los reactantes.Experimento 7 REACCIÓN EN EL SUSTITUYENTE 2. La reacción directa de alcoholes y fenoles con ácidos carboxílicos involucra un equilibrio.... En el laboratorio. Secar y pesar el producto en un trozo de papel de filtro. 8. El punto de fusión de la aspirina secada al aire debe ser 138-140°C. Al enfriarse la disolución. rásquese la pared interior del matraz con una varilla de vidrio o siémbrese la disolución con unos pocos cristales de aspirina para iniciar la cristalización. calcular el rendimiento y comprobar el punto de fusión. lave el sólido con 2 porciones de 3 ml de agua destilada fría.necesario) y seguir calentando hasta ebullición. deben aparecer cristales. esta disolución se filtra con un embudo cónico (caliente) y el filtrado se deja reposar.En caliente.... 9. previamente pesado. Se separa el vaso de la parrilla y se enfría poco. Si no es así. 7.Enfriar la mezcla en un baño de hielo para asegurarse de que ha cristalizado todo el producto y filtre a vacío. 39 . Proceso industrial para la obtención de aspirina 4. Breve monografía de la aspirina ( mínimo ½ hoja). Reacciones de los esteres dando un ejemplo 2. Usos de los esteres 3.Cuestionario #7 Investigue y reporte: 1. 40 . extrayendo un hidrógeno a formando el carbanión estabilizado por resonancia como el ión enolato (3) y agua. la acetona (2). la única posibilidad es que la cetona reaccione con el benzaldehído. De la misma manera las cetonas no reaccionan fácilmente consigo mismas en presencia de una base acuosa. Esta reacción es un ejemplo de una condensación Aldol cruzada donde el intermediario sufre deshidratación para producir una cetona estabilizada por resonancia. El benzaldehído reacciona con una cetona en la presencia de una base para dar una cetona . catalizada con hidróxido de sodio. c) Adicionar al final el compuesto carbonílico con hidrógenos a para que haya una concentración muy baja del compuesto carbonílico iónizable. La condensación Aldol cruzada de este tipo procede con gran rendimiento porque el benzaldehído no puede reaccionar consigo mismo mediante la condensación Aldol debido a que no tiene -hidrogeno. Mecanismo de reacción. Sin embargo. Se puede obtener un sólo producto si se siguen las siguientes condiciones: a) Uno de los reactivos no debe tener hidrógenos a. Esta reacción no siempre es factible. debido a que se efectúa con dos compuestos carbonilos diferentes (aldehído y cetona). La reacción que se lleva a cabo es una condensación aldólica cruzada. Condensación Aldol. -insaturada.Experimento # 8 Síntesis de la Dibenzalacetona. puesto que puede resultar una mezcla de cuatro productos si ambos tienen hidrógeno en α. La síntesis de dibenzalacetona involucra la condensación de dos moléculas de benzaldehído con una de acetona. Reacción de Claisen-Schmidt. 41 . b) Mezclar este reactivo con el catalizador. de modo que no puedan autocondensarse. El mecanismo ocurre gracias a la base presente en el medio de reacción (sosa). cuyo ión hidróxido ataca al compuesto carbonílico con hidrógenos a. ataca nucleofílicamente al grupo carbonilo de una molécula de benzaldehído (1). 42 . el cual es una base fuerte que reacciona con el agua para producir la β -hidroxicetona (5) y regenerando el ión hidróxido. formando un ión alcóxido (4). La β-hidroxicetona (5) reacciona con el ión hidróxido para formar el enolato (6). que es la base conjugada del compuesto (5). a través del carbanión.Posteriormente el anión enolato (3). se ve favorecida gracias a que la doble ligadura que se genera está conjugada con el grupo carbonilo y el anillo de benceno.El enolato (6). al grupo carbonilo se genere el carbanión estabilizado por resonancia como el enolato (8). 43 . Esta reacción de eliminación. elimina con facilidad el ión hidróxido para formar la monobenzalacetona (7). El enolato (8) reacciona a través del carbanión con la segunda molécula de benzaldehído (1) para generar el alcóxido (9). La monobenzalacetona (7) reacciona nuevamente con el ión hidróxido para que al perder otro hidrógeno del carbono en la posición a. al pasar al tautómero ceto. se forme la base conjugada (11) y agua. para generar la β-hidroxicetona (10) y regenerándose el ión hidróxido. al ser una base más fuerte que el ión hidróxido. para que a través de otra reacción ácido-base.E l alcóxido (9) toma con facilidad un protón del agua. para formar la dibenzalacetona (12). se lleva a cabo la eliminación del ión hidróxido. 44 . La base conjugada (11) es estable porque se encuentra en resonancia con el enolato y al pasar del tautómero enolato al tautómero ceto. Revele con I2 o luz UV. Recristalización.El isómero que se obtiene de la dibenzalacetona (12) es el trans-trans. use (de ser necesario) un baño de agua fría o tibia según el caso. 45 . Continúe agitando la mezcla de reacción durante 15 min mas. Enseguida agregue poco apoco y con agitación 1.5 ml de benzaldehído y 0. 300). 12. El color que presenta la dibenzalacetona (12) es el resultado de un largo sistema π conjugado.5 ml de agua y 10 ml de etanol. Si al recristalizar la solución. Recristalizar el producto con etanol. 330 nm. por ser el menos impedido estéricamente y por lo tanto el más estable. Filtre el precipitado.5 ml de acetona. Procedimiento. esta se torna color rojo-naranja. Reacción. es debido a que el pH es ligeramente alcalino. Si desea comprobar la pureza realice una ccf. Separación del producto. mantenga la temperatura de la mezcla de reacción a 20-25 oC. ε = 34. el cual puede absorber en la parte visible del espectro electromagnético (Imáx. utilizando como disolvente acetona o acetato de etilo y como eluente hexano-acetato de etilo. por lo que debe agregar ácido clorhídrico (1:1). lave con agua fría hasta que las aguas de lavado tengan pH 7. Pese el producto puro y calcule el rendimiento. En un matraz Erlenmeyer de 100 ml coloque 1. Agite la mezcla con la microespátula hasta que solidifique o hasta que este turbia. Determine el punto de fusión del producto purificado y compárelo con el reportado.13 g de hidróxido de sodio. hasta pH 7. Este carbanión (B) es protonado por el solvente agua/etanol para producir el producto (C). para dar el ion alcóxido (B). dibuja esta etapa 46 . da el nombre de C. dibuja las dos estructuras de este ión enolato ↔ ____________________________________ (D) Este ión elimina fácilmente el ion hidróxido para formar la monobenzalacetona (E). El producto C sufre desprotonación con la fase para producir el ión D. 3.Cuestionario #8 Síntesis de la Dibenzalacetona. Escribe la estructura del ión intermediario (A) formado cuando la acetona (pKa = 20) es tratada con una base fuerte: ↔ (A) 2. 1. El nucleófilo (A) una vez formado ataca a una molécula de benzaldehído. Da la estructura del ión B . El alcóxido (G) se protona con el solvente para formar la β -hidroxiacetona la cual sufre una deshidratación catalizada por la base para producir el enolato (H) HOH/NaOH __________________________ (H) ___________________________ (I) 7.___________________ (D) ____________________ (E) 4. dibuja las dos estructuras de este ión enolato (F) ↔ ___________________________________ (F) 5. Al pasar del tautomero enol al tautomero ceto de (H) se lleva a cabo la eliminación del ion hidróxido para dar el producto final (I). Dibuja la estructura de (G). hay una fuerza impulsora importante que conduce a la reacción a la formación de (I). Aunque este tipo de deshidratación no es muy común. Esta fuerza impulsora es la formación de un sistema _________________muy estable el cual puede absorber en la parte visible del espectro electromagnético. El producto (E) reacciona nuevamente con el ión hidróxido para perder otro protón del carbono α al grupo carbonilo para producir el carbanión estabilizado por resonancia. Aldehído + (F) ___________________________ (G) 6. El ión enolato reacciona con la segunda molécula de benzaldehído para formar el alcóxido (G). 47 . Los aldehídos aromáticos en presencia del catalizador. Estas especies pueden ser estabilizadas entonces por la perdida de un ion cianuro para formar la alfa hidroxiacetona 48 . Esta reacción es irreversible y aun cuando de le llama condensación de la benzoína. permitiendo así la formación del anión (o intermediario) 3. El ion cianuro es un catalizador especifico para la reacción con aldehídos aromáticos y puede funcionar porque:    Es un buen nucleófilo Estabiliza el carbanión intermediario Es un buen grupo saliente Reacción General Mecanismo 1. El efecto del grupo CN es que aumenta la acidez del hidrógeno alfa. Condensación benzoica. El ion cianuro ataca una molécula del aldehído aromático para formar la base conjugada de una cianohidrina 2. El carbanión generado ataca una segunda molécula del aldehído aromático para producir una cianohidrina sustituida 4. dimerizan para formar la alfa-hidroxiacetona correspondiente. realmente no lo es ya que no se produce ni agua ni alcohol (pequeña molécula que se produce generalmente en una condensación). ion cianuro.Experimento #9 Síntesis de la Benzoína. para dar el intermediario (3). Este carbanión se forma por la estabilización que le dan los grupos fenilo y ciano. como un catalizador) dando lugar a la benzoína (6). ocurre una inversión en la reactividad del átomo de carbono de lo que era originalmente el grupo carbonilo del aldehído. 49 . con las moléculas del disolvente prótico polar que es el alcohol. como el ión etóxido. a partir del cual se regenera el grupo carbonilo a través de una reacción de eliminación del ión cianuro (que efectivamente actúa. Sobre el alcóxido (2) se establece un equilibrio ácido-base. ahora se convierte en un centro nucleofílico. por lo que se establece un nuevo equilibrio ácido-base. poseen aproximadamente el mismo valor de pKa (16-17) y en consecuencia las bases conjugadas tienen la misma fuerza básica. intramolecularmente. efectuándose la formación de un enlace C-C mediante una adición nucleofilica. para generar el intermediario (5).La primera etapa de la condensación consiste en el ataque nucleofílico del ión cianuro sobre el átomo de carbono del grupo carbonilo del benzaldehído (1) para formar el alcóxido (2). el carbanión del intermediario (3). para formar el intermediario (4) el cual presenta dentro de su estructura un grupo alcóxido y un alcohol. ya que en lugar de ser un centro electrofílico. al regenerarse. En este momento. El carbanión (3) ataca al carbono del grupo carbonilo (centro electrofilico) de una segunda molécula de benzaldehído (1) en el paso determinante de la velocidad de la reacción. Este equilibrio es posible ya que tanto el alcóxido (2). Determine el punto de fusión y calcule el rendimiento. Lave con 1. Purificar el producto por recristalización de etanol. Verificar pureza por cromatografía en capa fina. Disolvente: acetona o acetato de etilo Eluente: acetato de etilo Revelador I2 o luz UV 50 . filtre y seque al vacío. Puro) 134-135 oC Nota: Las flechas simbolizan movimiento de electrones Procedimiento En un matraz redondo de 50 ml disolver 0. enfríe en baño de hielo y filtre al vacío el precipitado formado. Dejar enfriar a temperatura ambiente. Adicionar un agitador magnético. Calentar a ebullición durante 30 min.8 ml de agua y adicionar una solución de 2 ml de benzaldehído en 4 ml de etanol. en baño de agua.25 g de cianuro de sodio en 1.Benzoína Punto de fusión (Prod.5 ml de etanol frío y posteriormente lavar con abundante agua fría. Mezcle ambas soluciones y coloque el matraz en posición de reflujo. Vierta el contenido del matraz a un vaso de precipitados. Dibuja la estructura del intermediario que determina la velocidad de la reacción esta reacción 5. ¿Cual es la etapa determinante de la reacción? Escribe dicha etapa 51 . ¿ Que tratamiento se debe dar a los residuos líquidos que contienen cianuro antes de desecharlos en el drenaje? 4. ¿Que catalizador se utilizó en esta reacción y como actúa? 2. Condensación benzoica. ¿Que disolvente prótico. En que momento ocurre una inversión de la reactividad del átomo de carbono. En la primera etapa de la reacción ocurre el ataque nucleofílico del ion__________ sobre el carbono electrofílico del grupo carbonilo para formar el alcóxido. ¿Por qué es venenoso el cianuro en el organismo? 6. polar es el utilizado en esta reacción? 8. dibuja la estructura de este alcóxido. ¿Que características debe tener un aldehído para que pueda sufrir una reacción de condensación? 3. 7. que de ser un centro electrofílico pasa a ser un centro nucleofílico 9.Cuestionario #9 Sintesis de la Benzoína. 1. Donde el ión cúprico (Cu II) oxida la benzoína a bencilo formando mediante su reducción el ión cuproso (Cu I) al mismo tiempo. En este experimento se prepara la α-dicetona. para formar el intermediario (2). un endiol. que en esta segunda reacción redox se reduce a nitrito de amonio y finalmente se descompone en nitrógeno y agua. La reacción de oxidación de la benzoína (1) se inicia a través de una tautomería cetoenólica. Las α-hidroxiacetonas se oxidan a las dicetonas correspondientes al hacerlas reaccionar con el acetato cúprico empleado en cantidades catalíticas. Mecanismo de reacción. mediante la oxidación de una αhidroxicetona. la que se facilita al hacer reaccionar el compuesto (1) con el ácido acético glacial. Oxidación de benzoína (aldehídos y cetonas) usando sales cúpricas en cantidades catalíticas. el cual a través de la reacción redox es reducido a acetato cuproso. benzoína. Esta oxidación puede realizarse fácilmente con agentes oxidantes (reactivo de Fehling: complejo de tartrato cúprico alcalino) o con ácido nítrico. bencilo. Esta oxidación se realizará con Cu(II) en presencia de nitrato de amonio. el cual a través de una reacción de eliminación da lugar al intermediario (3). 52 .Experimento #10 Síntesis de Bencilo. El acetato cuproso formado es reoxidado a acetato cúprico por medio del nitrato de amonio. desplazándose un ión acetato para formar el intermeidaro (4). Sobre el intermediario (5) se lleva a cabo una reacción redox intramolecular. que a través de la reación ácido-base da lugar al cuprato (5) y ácido acético. el que es bastante estable y. a través de la cual el cobre se reduce al pasar de cúprico(II) a cuproso (I) y además se genera el radical (6).El endiol (3) reacciona con el acetato cúprico. por resonancia pasa a la estructura (7). 53 . para formar el intermediario (9). la otra molécula de acetato cúprico reacciona con el ácido acético para dar acetato y el acetato cúprico protonado (8) Finalmente el intermediario (7) cede un electrón al intermediario (8). el cual es la benzoína protonada.A través de un equilibrio ácido-base. El carbocatión que se genera (9) es estabilizado por resonancia para dar el intermediario (10). en una segunda reacción redox. 54 . el acetato cuproso y ácido acético. la benzoína protonada (10) reacciona con el agua para formar el bencilo (11) y el ión hidronio.En un último equilibrio ácido-base. para formar el producto de oxidación. el nitrito de amonio el cual se descompone en nitrógeno gas y en dióxido de nitrógeno. 55 . (11) El acetato cúprico se regenera a través de una reacción redox entre los dos equivalentes del acetato cuproso y el nitrato de amonio. el acetato cúprico. y el producto de reducción. (tip: involucra la reducción del nitrato a nitrito). Secar y pesar. Calentar la mezcla a reflujo durante una hora. filtrar el precipitado obtenido lavando con abundante agua helada. Revelador: I2 o luz UV. Si es necesario recristalice con etanol. 7. Adicionar 25 mg de acetato de cobre (II). La Benzoína. Muestre el mecanismo mediante el cual se forma el nitrógeno. 4. 3. Obtener el porcentaje de rendimiento experimental 8. 56 . Eluente: acetato de etilo o cloruro de metileno. Realice CCD. 2. 5. 6. 1. Enfriar.25 g de nitrato de amonio y 2.5 ml de ácido acético al 80%.Procedimiento para el Bencilo. Oxidación de benzoína 1. Un compuesto que contienen un sistema pi de electrones altamente conjugado absorbe energía en la región visible del espectro electromagnético. Disolvente de las muestras Benzoína y Bencilo: acetona o acetato de etilo o cloruro de metileno. adaptado para reflujo. Determine el punto de fusión. 1.5 g de benzoina. 2. 7. Cuestionario #10 Síntesis de Bencilo. 9. que posee tanto un alcohol secundario y una cetona puede ser oxidada a una __________________ es decir al compuesto llamado ____________ . Discute porque tu producto es un compuesto colorido. ¿ Por qué el cianuro permite la pérdida del hidrógeno aldehídico? 3. Colocar en un matraz de 50 ml. haciendo que el compuesto sea colorido. 4. Mecanismo de la reacción. Reacción de cetonas. seguida de una eliminación con transposición. se favorece la salida del anión fenilo. da lugar al carboxilato (4). En esta reacción se ilustra una reacción de adición nucleofílica. formándose nuevamente el grupo carbonilo con hibridación (SP2).Experimento #11 Síntesis del Ácido Bencílico. El alcóxido (3). La reacción inicia a través de la adición nucleofílica del ión hidróxido de la potasa sobre el átomo de carbono de uno de los grupos carbonilo del bencilo (1). El grupo fenilo migra. a través de una reacción ácido-base con el disolvente prótico polar (el alcohol). Transposición Bencílica. dando lugar al intermediario (3). adicionándose nucleofílicamente al segundo grupo carbonilo adyacente de la molécula de bencilo. 57 . En este experimento se prepara el ácido bencílico causando un reacomodo del bencilo. Cuando se regenera sobre el alcóxido (2) la hibridación original del átomo de carbono del grupo carbonilo (sp2 con ángulos de valencia de 120°). originando el desplazamiento de un par electrónico de la unión carbono-oxígeno formando el intermediario (2). debido a que en la misma molécula de bencilo se está llevando a cabo una reacción de óxido-reducción en la que un grupo carbonilo se oxida hasta ácido y el otro se reduce hasta alcohol. 58 .Cuando la sal de potasio del ácido bencílico (4) se trata con ácido clorhídrico. En la trasposición bencílica migra un grupo arilo y en la reacción de Cannizzaro un hidrógeno ambos con su par de electrones. Si comparamos esta reacción con la de Cannizzaro vamos a observar que la trasposición bencílica es una reacción de Cannizzaro interna. precipita el ácido bencílico (5). Explique por que es necesario acidular con ácido clorhídrico 6. Reacción de cetonas. Cuándo la solución de la reacción es de color violeta ¿qué impureza está presente en el bencilo que se utilizó? 59 .5 ml de agua. ¿Que tipos de reacciones son clasificadas como de transposición? 2. someta a ebullición durante 3 a 5 min con agitación. Coloque el condensador en posición de reflujo y caliente la mezcla en baño de agua durante 30 min. Transposición bencílica.8 ml de etanol en un matraz esmerilado de 50 ml y agregue una solución de 1. Transfiera el residuo a un vaso de precipitados y adicione 15 ml de agua caliente.25 g de bencilo en 3. 1. Filtre el sólido formado y lave con agua helada. ¿Por qué se debe destilar el exceso de etanol? 3.25 g de hidróxido de potasio en 2. Destile el etanol directamente a 80 oC. El producto crudo se purifica por recristalización de agua caliente. Calcule el rendimiento y determine punto de fusión. ¿Qué sustancia se disuelve en agua caliente? 4. Filtre y lave el precipitado con otros 5 ml de agua caliente y coléctelos con el filtrado anterior. Cuestionario #11 Síntesis del Ácido Bencílico. Acidule el filtrado con ácido clorhídrico hasta pH = 2 enfriando en baño de hielo.Procedimiento Disuelva en 1. ¿Qué producto quedo en el papel filtro? 5.