SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA NITRACIÓN DE LA ANILINA ANILINA Carol Montaño, Suajil Bermúdez
Laboratorio de Química Orgánica II. Facultad Experimental Experimental de Ciencias y Tecnología. Tecnología. Uniersidad de Carabobo. !aguanagua" #ene$uela. #ene$uela. Revisado por: %ro&. 'os( )ustamante
RESUMEN El objetivo es realizar la síntesis de la p-nitroanilina mediante la nitración de la anilina, llevándose a cabo cabo la sust sustit ituci ución ón elec electr trofí ofíli lica ca aromá aromáti tica ca.. La anil anilin inaa fue fue mezcl mezclada ada con con anhí anhídri drido do acét acétic icoo obteniéndose de esta manera la acetanilida, luego a partir de acetanilida comercial se preparó la p-nitroacetanilida realizando una sulfonación s ulfonación con ácido sulfrico sulfr ico ! ácido nítrico concentrado, concen trado, debido al largo tiempo de almacenamiento "ue tuvo la p-nitroacetanilida en solución ésta no se obtuvo de manera eficiente para continuar la síntesis ! llegar a la p-nitroanilina, pudo haber ocurrido una o#idación del reactivo de partida "ue es la p-nitroacetanilida. El punto de fusión ! rendimiento de la acetanilida es $%%&-%%'( )* ! +,/ respectivamente.
ABSTRACT 0he goal is the s!nthesis of p-nitroaniline b! nitration of aniline, carr!ing out the electrophilic aromatic substitution. 1niline 2as mi#ed 2ith acetic anh!dride thereb! obtaining acetanilide, then from commercial acetanilide 2as prepared p- nitroacetanilide performing a sulfonation 2ith sulfuric acid and concentrated nitric acid, due to the long storage time had the p- nitroacetanilide in this solution 2as not obtained efficientl! to continue the s!nthesis and reach the p- nitroaniline 2a!, o#idation starting reagent is p- nitroacetanilide ma! have occurred. 0he melting point and performance is acetanilide $%%&-%%'( )* and +./ respectivel!.
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Nitrai%# de &a A#i&i#a' FAC(T)UC INTRODUCCIÓN La sustitución de un átomo de hidrógeno sobre el ncleo aromático por el grupo nitro se conoce como nitración aromática. La nitración se origina ordinariamente tratando el compuesto aromático con una mezcla de ácido nítrico ! ácido sulfrico concentrado. El agente nitrante es el ion nitronio cargado positivamente $34&(5 6%7. Los compuestos aromáticos nitrados presentan interés por su empleo como e#plosivos ! por"ue pueden ser transformados por reducción a las aminas primarias correspondientes, las cuales son a su vez sustancias de partida para la preparación de muchos colorantes 6%7. En nuestro caso el anillo aromático de la anilina está mu! activado $rico en densidad electrónica( debido a la capacidad "ue tiene el par de electrones del nitrógeno para deslocalizarse a través del sistema pi $efecto 58( 6&7. Es por esta razón "ue la anilina e#perimenta reacciones de sustitución electrofílica con mucha facilidad pudiendo dar lugar a productos de polisustitución en las posiciones orto ! para, por lo "ue no se puede llevar a cabo la reacción de nitración de la anilina sin un paso de protección del grupo amino. 1demás, debido al carácter básico de este grupo tendría lugar una reacción ácido-base con los reactivos "ue se utilizan en la nitración 6&7. 0ransformando la anilina en una amida $ej.9 acetanilida( el grupo amino "ueda protegido. 1sí se evita "ue tengan lugar reacciones de tipo acido-base ! se disminu!e la reactividad del sistema. La razón es "ue en las amidas ha! una estructura resonante resultante de la deslocalización del par de electrones del nitrógeno en el doble enlace * 4 de la amida, haciendo al par de electrones menos accesible al anillo aromático. :na ventaja adicional de la formación de amidas es "ue el ma!or tama;o del grupo amida favorece la sustitución en la
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posición + frente a la posición &, por estar esta ltima más impedida 6&7. En la presente práctica en primer lugar se procedió a proteger al grupo amino $acetanilida(, ! luego se realizó la nitración $pnitroacetanilida(.
METODOLO*ÍA Reati+o, - materia&e,.
&<4+ $c(, >34' concentrado $/, d ? %,+&( ! etanol. 1dvertencia9 La anilina es mu! tó#ica, por lo "ue es conveniente utilizarla siempre en la campana. Los ácidos concentrados producen importantes "uemaduras. @ebe evitarse en todo momento el contacto con la piel ! la ropa. /roedimie#to. En la preparación de la acetanilida en un matraz provisto de imán se introdujo la anilina ! el anhídrido acético manteniendo la mezcla de reacción en agitación a temperatura ambiente durante % minutos $reacción e#otérmica(. 0ranscurrido este tiempo el matraz estuvo frío ! la mezcla de reacción se dilu!ó con = mL de agua. El producto se separó mediante e#tracción ! se anotó el punto de fusión ! el peso obtenido cu!o valor se observa en la tabla % ! &. Tab&a N0$. Aunto de fusión de la acetanilida recristalizada Reati+o 1cetanilida
/u#to de 1u,i%# 2T34T5 0C %%&-%%'
Tab&a N06. Basa de 1cetanilida obtenida en la síntesis Reati+o 1cetanilida
Ma,a 2m 3 78777$5! %,=%&+
Nitrai%# de &a A#i&i#a' FAC(T)UC /re9arai%# de 9)#itroaeta#i&ida
Tab&a N0:. Aunto de fusión del producto obtenido Reati+o @esconocido
/u#to de 1u,i%# 2T34T5 0C +D-=
Tab&a N0;. Basa del producto obtenido Reati+o
Ma,a 2m ± 78777$5!
@esconocido
%,'=
RESULTADOS ( DISCUSIÓN Laboratorio de Químia Or!"#ia II
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En la síntesis de la acetanilida se obtuvo un rendimiento de +,/ La nitración de la acetanilida es una reacción de sustitución electrofílica aromática $
Luego de haber obtenido la acetanilida, se sintetizó posteriormente la p-nitroacetanilida esta reacción es e#otérmica ! se observó el burbujeo de la acetanilida cuando ésta reaccionó con el ácido sulfrico.
Nitrai%# de &a A#i&i#a' FAC(T)UC @ebido a las características ! colores no esperados del sólido, del cual se obtuvo los gramos e#presados en la 0abla 3)+ se dedujo "ue no resultó satisfactoria la síntesis de la p-nitroacetanilida, se pudo deber a posibles razones, !a "ue no se conoció con e#actitud el o la causante de este hecho. En la siguiente reacción se observa una forma de identificación de la p-nitroacetanilida en donde mediante hidró#ido de sodio ocurre la formación de p-nitroanilina ! el acetato de sodio sin embargo esta toma el estado sólido pues es insoluble en agua6+79
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El punto de fusión de la acetanilida reportado e#perimentalmente fue de $%%&-%%'( )*, lo "ue significa "ue se obtuvo un compuesto puro, puesto "ue el intervalo de fusión es de % )*, !a "ue el punto de fusión reportado en la bibliografía 6=7 es de %%+,' )*.
A/
masaexperimental masateórica
F% /8endimiento ? Bediante esto también se pudo corroborar "ue el sólido obtenido no era pnitroacetanilida.
1,5124 g 3,709 g
F%
/8endimiento ? +,/
@e igual forma, pudo haber ocurrido una polinitración, la cual ocurre por no controlar la temperatura para evitar la formación de derivados poli nitrados, así como productos de o#idación por acción del ácido nítrico. CONCLUSIONES
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Bediante una sustitución electrofílica aromática a partir de anilina se obtuvo la acetanilida con un porcentaje de rendimiento de +,=/. Bediante la acetanilida se procedió a obtener la p-nitroacetanilida pero debido al largo tiempo de almacenamiento "ue tuvo la solución ésta no se obtuvo de manera eficiente para continuar la síntesis ! llegar a la p-nitroanilina. 4tra causa de no poder obtener la pnitroacetanilida ! a su vez la p-nitroanilina pudo haber sido por"ue ocurrió una polinitración, la cual ocurre por no controlar la temperatura.
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REFERENCIAS BIBLIO*RÁFICAS 6%7
Nitrai%# de &a A#i&i#a' FAC(T)UC 6+7 J.
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