UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA UNIDAD AZCAPOTZALCO
PRÁCTICA 8: ANÁLISIS CUALITATIVO DE AMINAS.
REPORTE DE PRÁCTICA LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II
PROFR.DR.CORTEZANO ARELLANO ARELLANO OMAR AYUDANTE: ANA CRISTINA
EQUIPO 1 AGUILAR GONZALEZ LUIS FAITH ARCE AGUILERA FERNANDO REYES RIVERA JORGE ANTONIO VALENCIA ALEN CIA GASPAR ALVARO ALVARO
GRUPO: CCB01
!"0!"01#
PRÁCTICA 8: ANÁLISIS CUALITATIVO DE AMINAS. OBJETIVO GENERAL. Con base en los resultados de la prueba de Hinsberg y del análisis por infrarrojo, clasificar correctamente las muestras problema de aminas de fórmula y estructura desconocida.
INTRODUCCION. Las aminas son compuestos orgánicos derivados del amoniaco (NH3, y son producto de la sustitución de los !idrógenos "ue componen al amoniaco por grupos al"uilo o arilo. Las aminas se clasifican de acuerdo al n#mero de sustituyentes unidos al nitrógeno en aminas primarias, aminas secundarias y terciarias. Las aminas aminas son compuest compuestos os incolor incoloros os "ue se o$idan o$idan con facilid facilidad ad lo "ue permite permite "ue se encuentren como compuestos coloreados. Los primeros miembros de esta serie son gases con olor similar al amon%aco. & medida "ue aumenta el n#mero de átomos de carbono en la mol'cula, el olor se !ace similar al del pescado. Las aminas aromáticas son muy tó$icas se absorben a trav's de la piel. Las aminas se comportan como bases. Cuando una amina se disuelve en agua, acepta un protón formando un ión al"uilamonio.
La reacción de Hinsberg es una prueba "u%mica para "u%mica para la detección de aminas de aminas.. )n reactivo "ue contiene una solución acuosa de !idró$ido de sodio y sodio y cloruro cloruro de bencensulfonilo es bencensulfonilo es agregado a un sustrato. )na amina primaria formará una sal sulfonamida soluble, "ue precipita despu's de la adición adición de ácido clor!%dric clor!%drico o diluid diluido. o. )na amina amina secund secundari aria, a, en la misma misma reacci reacción, ón, formar formará á directamente una sulfonamida insoluble. )na amina terciaria no reaccionará con el cloruro de bencensulfonilo, sino "ue seguirá insoluble. *espu's de agregar ácido diluido, la amina insoluble se convertirá en una sal de amonio soluble. amonio soluble. *e esta forma, la reacción puede distinguir entre los tres tipos de amina.
PROPIEDADES PROPIEDADES FISICAS, QUIMICAS Y TOXICOLOGICAS TOXICOLOGICAS
HE$ANO %C&H1'(. +. -/C - /C +.0 1-/C. 2 4.11 gr5ml. 6olubilidad7 8nsoluble en agua9 (4,44:1g5ml, soluble en la mayor%a de disolventes orgánicos y muy soluble en alco!ol. alco!ol. +; <1.=: g5mol. 8n!alación7 Causa tos y cansancio a concentraciones bajas. & concentraciones altas, tiene efecto narcótico provocando adormecimiento, confusión mental e inconciencia. +uede presentarse tambi'n, congestión de los pulmones, lo "ue provoca dificultad para respirar. Contacto con ojos7 Causa irritación y enrojecimiento. ACETATO DE ETILO %C'H8O( +. <3.1/C <3 .1/C +.0 ::.=/C. 2 <-: >g5m 3. 6olubilidad7 +oco soluble en agua, pero muy miscible en 'ter y cloroformo. +;7 <<.=4 g5mol. 8n!alación7 ?os, ?os, v'rtigo, somnolencia, dolor de cabe@a, náusea, jadeo, dolor de garganta, p'rdida de conocimiento, debilidad. Contacto con ojos7 )na e$posición prolongada causa el oscurecimiento de las córneas. 8ngestión7 *olor abdominal, v'rtigo, náusea, dolor de garganta, debilidad. ETANOL %CH&O( +. ==A/C +.0 :g5m 3. +;7 A1.4: g5mol. g5mol . 6olubilidad7 ;iscible con agua en todas proporciones, 'ter, metanol, cloroformo y acetona. 8n!alación7 )na in!alación prolongada de concentraciones altas (mayores a 444 ppm produce irritación de ojos y tracto respiratorio superior, nauseas, vomito, dolor de cabe@a. Contacto con ojos7 6e presenta irritación solo en concentraciones mayores a 444=4444 ppm. CLORURO DE BENCENOSULFONILO %C &H)C*OS( +. =/C +.0 B4/C B4 /C 2 =.3< g5cm 3 a B4/C. +;7 =:1.1B g5mol. 6olubilidad7 ;iscible con agua a B4/C, soluble en muc!os disolventes orgánicos (acetona, 'ter, metanol, metanol, completamente me@clable en !idrocarburos clorados. 8n!alación7 0$tremadamente destructivo para los tejidos de las membranas mucosas y las v%as respiratorias superiores. Contacto con ojos7 uerte efecto caustico. HIDRO$IDO DE POTASIO %+OH(. +. 314/C +.0 =,3B4/C 2 B,4A4 >g5m 3. +;7 1.=41 g5mol. 6olubilidad7 6oluble en agua ==- g en =44 g de agua, soluble en glicerol y alco!ol. 8n!alación7 Corrosivo, sensación de "uema@ón, tos, dificultad respiratoria. Contacto con ojos7 Corrosivo, enrojecimiento, dolor, visión borrosa, "uemaduras profundas graves.
ÁCIDO CLORHÍDRICO %HC*(. +. B1/C B1 /C +.0 Ag5m 3. +;7 <1.=A g5mol. 6olubilidad7 44 g5L (alco!ol -, muy soluble en agua, glicerina, diversos glicoles y cloroformo. 6olubilidad muc!o menor en disolventes apolares como benceno y !eptano. +rovoca "uemaduras por todas las v%as de e$posición. PIRROLIDINA %C'H,N(. +. 13/C 13 /C +.0 <:/C 2 <1 >g5m 3. +;7 :=.=B g5mol. 6olubilidad7 6oluble en etanol y 'ter, además de ser miscible en agua, ligeramente soluble en cloroformo y benceno. 6ustancia to$ica si se in!ala o se ingiere.
MATERIAL- EQUIPO Y SUSTANCIAS.
M/2*.
R3/2456.
Dradilla con seis tubos de ensayo de=4 ml. ?res vasos de precipitados de 4 ml. ?apón de !ule del n#mero uno. +in@as de disección. ?iras indicadoras de pH. Cristali@ador c!ico. Condensador recto. ?ubo de tres v%as. ¶to de punto de fusión. fusión.
He$ano. &cetato de etilo. 0tanol. Cloruro de bencenosulfonilo. Hidró$ido de potasio en pastillas. Ecido clor!%drico concentrado.
DIAGRAMA DE FLUJO %DESARROLLO E$PERIMENTAL(. ?omar tres muestras de aminas desconocidas.
?apar el tubo con un tapón de !ule y agitar la me@cla durante tres minutos.
*ejar enfriar la me@cla y verificar "ue su pH sea mayor a siete, sino, ajustar el pH con la solución de FGH B;.
6i la me@cla de la prueba de Hinsberg forma una sola fase, acidificar a pH igual a cuatro, esperando la formación de un aceite o de un precipitado.
*educir a "u' tipo de amina corresponde la muestra.
*eterminar a estas muestras el punto de fusión y la solubilidad en agua a pH ácido y neutro.
Colocar en el mismo tubo = mg. de una de las muestras muestras problema y cuatro gotas de cloruro de bencenosulfonilo.
6i la me@cla llega a formar dos fases, se recomienda separar por decantación o filtración.
0$aminar el l%"uido de manera visual.
epetir el procedimiento con las muestras restantes.
Colocar en un tubo de ensayo = ml. de !idró$ido de potasio B ;.
)na ve@ separado, se prueba su solubilidad del precipitado a solución acuosa de HCl 4.1 ; y se determina de "ue amina se trata.
0l l%"uido separado por decantación o filtración se acidifica a pH apro$imadamente cuatro y se deja en reposo durante cinco minutos.
Gbtener los espectros de infrarrojo de cada muestra.
*educir el tipo de amina más probable con base en el análisis visual de los espectros de infrarrojo.
OBSERVACIONES.
;uestra =. ?rietanolamina. &l agregarle un mililitro de FGH B; y cuatro gotas de cloruro de bencenosulfonilo a la siguiente muestra, se tapó el tubo de ensayo y se agitó, se sintió "ue el tubo tubo se come comen@ n@ab aba a a calen calenta tarr, por por lo "ue "ue la se piensa "ue la reacción fue e$ot'rmica, al dejar de agitar, se midió el pH de la solución y 'ste era de ==, por lo "ue ya no se basificó basificó con FGH y se observó observó la formación formación de una sola fase y por lo tanto la solución pasó a una acidificación a p! igual a A, donde se utili@ó HCl 4.1 ;, donde de un pH inicial de == se pasó a - y posteriormente se siguió agregando HCl 4.1 ; y se observó "ue el pH no bajaba, se decidió utili@ar HCl concentrado y bajó a un pH igual a = y despu's fue agregado un poco de FGH para "ue el pH "uedara finalmente en A, en donde al dejar pasar cierto tiempo, se observó "ue no se !ab%a formado ni un precipitado ni un aceite.
;uestra B. +ipera@ina. Cuando se le agregó a la presente muestra problema FGH B; y cuatro gotas de cloruro de bencenosulf bencenosulfonilo onilo y se agitó, se presenció presenció "ue 'sta se calent calentó, ó, la reacci reacción ón ocurri ocurrida da fue e$ot'r e$ot'rmic mica, a, al dejar dejar enfria enfriarr la solución se observó la formación de dos fases (precipitado5agua, al leer el pH de la solución, 'ste fue de doce, por lo "ue ya no fe necesario basificar la solución, las fases fueron separadas por decantación y una ve@ separado, se probó la solubilidad del precipitado en solución acuosa con HCl 4.1 ;. y se observó al agitar "ue el precipitado fue insoluble. 0l l%"uido separado por decantación se fue acidificando !asta un pH igual a cuatro cuatro con HCl 4.1 ;. y al dejarlo dejarlo en reposo, reposo, se observó observó "ue se !ab%a formado un nuevo precip precipita itado do pe"ueI pe"ueIo o en donde donde se utili@ utili@aro aron n apro$i apro$imad madame amente nte dos ml. de HCl para para acidificar.
;uestra 3. +irrolidina. 0n el tubo de ensayo ensayo en donde se colocó = mg. de pirrolidina, pirrolidina, = ml. de FGH B;. y cuatro gotas de cloruro de bencenosulfonilo al me@clar y agitar durante unos minutos, se observó "ue la me@cla no se calentó demasiado (casi nada durante 'sta reacción, al medir su pH presentó inicialmente doce, por lo "ue ya no fue nece necesa sari rio o basi basififica carl rla a mas, mas, y al dejar dejar enfr enfria iarr a temp temper erat atur ura a ambiente, se observó la formación de dos fases (aceite5agua, por lo "ue fue necesario separarlas por decantación y aplicarle al aceite la prueba de solubilidad en solución acuosa de HCl 4.1 ; en donde se observó "ue el aceite se convirtió en un precipitado blanco, el cual no se disolvió en dic!a solución ácida. &l acidificar el l%"uido separado de la decantación con HCl por goteo !asta obtener un pH igual a cuatro cuatro y dejándolo en reposo unos minutos, se observó la formación formación de un nuevo precipitado el cuál tampoco fue disuelto.
RESULTADOS. A7*2626 9 * ;6/ <5=* 1: T2/75*27 ?eóricamente se trata de una amina terciaria "ue al reaccionar con un !alogenuro de acilo, en te caso particular de la práctica con un cloruro de bencenosulfonilo y al agregar como base !idró$ido de potasio, para "ue reaccione con el cloruro de !idrogeno producido (+rueba de Hinsberg esto no reaccionará. 0$perimentalmente, se observó "ue al reali@ar esta prueba, se forma un asola fase, debido a "ue al no reaccionar esto o formar productos debido a "ue la amina terciaria no puede perder un protón, revierte a los compuestos de partida, se notó "ue e l pH era de una solución básica debido a la presencia del nitrógeno básico. 6e acidificó la solución con la esperan@a "ue en medio ácido se observara la formación de un precipitado y esto no ocurrió. Como el precipitado nos indica la formación de una amida y a"u% no e$istió eso, e$perimentalmente se llega a "ue se trata de una amina terciaria. 0l espectro de infrarrojo de dic!a muestra = es el siguiente7
C-N
O-H
C-H
GH 3A44314 ?ensión fuerte y amplia. CG =44==4 ?ensión fuerte.
C-O
CN =434=B34 ?ensión media. CH B<4B-14 ?ensión fuerte. 0n el presente espectro tambi'n se puede confirmar "ue se trata de una amina terciaria ya "ue se observa una tensión de CN pero no una tensión "ue corresponda al enlace NH el cuál se deber%a notar entre 3344344 cm =, y en 'ste intervalo no se observa una tensión "ue corresponda a 'ste enlace. 0n el presente espectro se puede notar claramente la presencia del enlace GH y CG "ue corresponden a los enlaces presentes a la trietanolamina.
A7*2626 9 * ;6/ <5=* : P2<>27. ?eóricamente, evaluando su estructura se trata de una amina secundaria "ue al !acerla reaccionar con un !alogenuro de acilo y al agregarle una base para "ue reaccione con el cloruro de !idrógeno producido de la reacción, se esperar%a tener como producto una amida secundaria. 0$perimentalmente, se notó "ue la amina problema si reaccionó con cloruro de bencenosulfonilo y con !idró$ido de potasio, debido a "ue se observó "ue la reacción fue e$ot'rmica cuando se tapó y se comen@ó a agitar la pipera@ina, formando dos fases9 se notó "ue el pH de la solución era b ásico debido a la presencia del nitrógeno básico, al separar el precipitado formado el cuál se pensaba "ue era de la amida formada, le fue probada su solubilidad en solución acuosa de HCl 4.1 ; donde se observó "ue no fue disuelto el precipitado. 0$perimentalmente se llega a la conclusión "ue se trata de una amina secundaria. 0l espectro de infrarrojo de dic!a muestra B es el siguiente7
C-N
N-H
C-H
NH 3344344 ?ensión media. CN =434=B34 ?ensión media. CH B<4B-14 ?ensión fuerte. 0n el siguiente espectro se puede observar "ue las tensiones "ue se observan corresponden a enlaces "ue se presentan en cual"uier amina secundaria, ya "ue se observa una tensión "ue corresponde al enlace NH y otra "ue corresponde al enlace CH. +or lo tanto, el espectro tambi'n pertenece a una amina secundaria.
A7*2626 9 * ;6/ <5=* !: P25*2927. ?eóricamente, evaluando la estructura molecular de la presente muestra se observa claramente "ue se trata a una amina secundaria y esto se esperar%a "ue se notara e$perimentalmente con las pruebas "ue se le !icieron, "ue al reali@arle la prueba de Hinsberg, es decir, !acerla reaccionar con un !alogenuro de acilo y agregándole una base reaccionará formando dos fases en el vaso de precipitado o tubo de ensayo, debido a "ue es una de las caracter%sticas de las aminas primarias y secundarias comparando con las terciarias. 0$pe 0$peri rime ment ntal alme ment nte, e, se obse observ rvó ó "ue "ue la amin amina a prob proble lema ma si reac reacci cion onó ó con con clor clorur uro o de bencenosulfonilo e !idró$ido de potasio, donde al agitar y dejar enfriar a temperatura ambiente, ya "ue el tubo se calentó un poco, se observó la formación de dos fases (aceite5agua debido a "ue al reali@ar 'sta reacción se obtiene la formación de una amida y agua, a la fase aceitosa se le aplicó la prueba de solubilidad en HCl 4.1 ; y se observó "ue la amida formada (aceite no fue disuelta. 0l espectro de infrarrojo de dic!a muestra 3 es el siguiente7
C-N N-H
C-H
NH 3344344 ?ensión media. CN =434=B34 ?ensión media. CH B<4B-14 ?ensión fuerte. 0l siguiente espectro es el formado al anali@ar la pirrolidina, evaluando las tensiones "ue se observan, se presentan dos muy importantes "ue corresponden a los enlaces los cuáles son caracter%stica de una amina secundaria, un enlace NH entre 3344 y 344 cm = y el otro enlace CN entre =434 y =B34 cm =. +or lo tanto, en el espectro tambi'n se puede observar "ue la muestra es una amina secundaria.
CONCLUSIONES. 6e pudo cumplir el objetivo de la presente práctica ya "ue a partir del análisis de las muestras problema seleccionadas con el reactivo de Hinsberg "ue es !acer reaccionar una amina con un !alogenuro de acilo, en este caso el cloruro de bencenosulfonilo y una base como el !idró$ido de potasio, en aminas primarias y secundarias la reacción genera una amida y agua, esto pudi'ndose notar cuando en el tubo de ensayo se observaron la formación de dos fases, una de ellas representando a la amida (precipitado o aceite y la otra la fase acuosa9 y en el otro caso despu's de la prueba de Hinsberg se observó una sola fase se tiene "ue !ubo ninguna reacción debido a "ue teóricamente esta amina no puede perder un protón y esto es caracter%stica de las aminas terciarias. ;ás a#n, se pudo identificar bien el tipo de aminas estudiadas debido a "ue con el análisis análisis y la lectura de las tensiones presentada presentada en el espectro espectro infrarrojo, infrarrojo, se puede observar observar "ue tipo de enlaces se presentan en cada muestra y poder a partir de a!% determinar de "ue tipo de amina se está !ablando. A?;2* G57>*> L;26 F2/@. &l reali@ar las pruebas correspondientes a cada una de nuestras muestras problema pudimos determinar "u' tipo de amina correspond%a a cada tubo d e ensaye. 0n el tubo B y tubo 3 ten%amos una amina secundaria ya "ue al anali@ar los espectros de infrarrojo, las tensiones observadas en cada una de estas graficas correspond%a efectivamente a una amina secundaria. 0n el tubo = no se mostró reacción alguna, se acidifico la muestra esperando obtener un precipitado o una separación de fases, lo cual no ocurrió, con esto pudimos concluir "ue la muestra contenida en el tubo = (?rietanolamina correspond%a a una amina terciaria, ya "ue estas no reaccionan a ning#n reactivo de los utili@ados en la reali@ación de la práctica. A3 A?;2* F7795. 0l Gbjetivo de esta práctica se llevó a cabo con '$ito, ya "ue se pudo clasificar las aminas9 por ejemplo la primera muestra fue una amina terciaria, ya "ue estas no reaccionan y por ello no se pudo llevar acabo la acidificación y por lo tanto su clasificación correspond%a a una amina terciaria. +or otro lado la muestra dos y tres se obtuvo la clasificación correspondiente y fue la de aminas secundarias para ambas muestras. La prueba de infrarrojo tambi'n nos arrojó un resultado con óptimas condiciones ya "ue de tal forma y estructura era nuestros espectros correspondientes. R6 R24 J5? A7/5725. 0n esta práctica podemos concluir "ue el análisis cualitativo de aminas fue cumplido de manera satisfactoria ya "ue a pesar de saber las muestras problema, se reali@aron las pruebas "ue comprobar%an la e$istencia de aminas en nuestras muestras, completando nuestro análisis con el espectro de infrarrojo pudimos confirmarlo y as% poder identificar cual"uier amina ya sea primario,
secundario o terciario. inalmente el objetivo se cumplió correctamente seg#n el manual de laboratorio al finali@ar esta práctica. V*732 V*732 G6< Á*45.
BIBLIOGRAFÍA
*urst H.*., Do>el D., JKu%mica orgánica e$perimentalJ, evert', arcelona, =-<. Carey, rancis &. =---. Ku%mica Grgánica. ;c. DraMHill 8nteramericana, 3 0dición, p. <:-<<4. ;'$ico. ;c ;urry, ;urry, O. B44<. Ku%mica Grgánica. ?!omson +araninfo, : 0dición, p. <4:. ;'$ico. ;orrison, . ?., ?., oyd, . N. =--4. Ku%mica Grgánica. +earson &ddison Pesley, Pesley, 0dición, p. --:--<. ;'$ico. essenden, . O.9 esenden, O. 6. Ku%mica organica Ba ed.9 Drupo editorial iberoam'rica, 6. &. de C. Q.7;'$ico, .7;'$ico, =-
