OBJETIVOS: 1. Sintetizar Bromo acetanilida partir partir del bromo elemental. 2.
Determinar el punto de Fusión Experimental.
3. Calcular porcentaje de rendimiento.
INTRODUCCIÓN La acetanilida, es el reactivo de partida en esta síntesis, es un analgésico suave (reduce el dolor) y una leve antipirético(reduce la fiebre). Las propiedades antipiréticasde la acetanilida fueron descubiertos por accidente cuando una muestra, mal etiquetados y se piensa que el naftaleno, se administró a un paciente sin darse cuenta en 1886.
La Bromación de la anilina(aminobenceno) sufre de falta de control. El grupo dedonantes de electrones amino activa el anillo a tal grado que normalmente sólo se puede aislar tribromoanilina.
Sin embargo, si la anilina se convierte en la acetanilida, por ejemplo, mediante tratamiento con cloruro de acetilo o anhídrido acético, mono sustituciónes fácil de lograr debido a que el grupo acetamido [CCC (= O) CH 3] no se puede activar el anillo de benceno hacia el ataque electrofílico , así como el simple grupo amino hace.El grupo acetamido es menos eficaz en la donación de la densidad de electrones en el anillo de benceno, ya que el par de electrones en el átomo de nitrógeno se deslocaliza dotanto por
el
grupo
carbonilo
y
el
anillo
de
fenilo.
Hay que tener en cuenta, sin embargo, que el grupo acetamino sigue siendo un grupo de
activación.
Laboratorio de orgánica II: Bromación de acetanilida
MARCO TEORICO Sustitución electrofílica aromática: La reacción más importante de los compuestos aromáticos es la sustitución electrofílica aromática. Esto es, un electrófilo (E+) reacciona con un anillo aromático y sustituye uno de los hidrógenos. Mediante este tipo de reacción es posible anexar distintos sustituyentes al anillo aromático. Se le puede Halogenar (sustituir con halógeno: -F, -Cl, -I, -Br, -At), Nitrar (sustituir por un grupo nitro: -NO 2), Sulfonar (sustituir por un grupo ácido sulfonico SO3H), Alquilar (sustituir por un grupo alquilo: -R), etc. Todas estas reacciones pueden ser llevadas a cabo seleccionando los reactivos y condiciones apropiadas.
Halogenacion: a) Bromación de anillos aromáticos: Se hacen reaccionar los anillos aromáticos con bromo, con FeBr3 como catalizador dando como resultado bromobenceno , también se puede bromar la acetilanilida, que al contener este en su estructura el anillo aromático, del cual tendremos nuestro producto de sustitución. b) Cloración y Yodación: El cloro y el yodo pueden introducirse en el anillo aromático mediante una reacción electrofilica en las condiciones apropiadas. Los anillos aromáticos reaccionan en presencia de FeCl 3 como catalizador, para producir clorobencenos. El yodo por si mismo no reacciona con los anillos aromáticos y se necesita un promotor para que efectúe adecuadamente la reacción. Los mejores promotores son los oxidantes como el peróxido de hidrogeno H 2O2, o sales de cobre como CuCl 2. Estos promotores actúan oxidando el yodo, convirtiéndola en una empresa electrófila más potente que reacciona como si fuera I+. Entonces el anillo aromático ataca el I+, con lo que forma un producto de sustitución normal. Es así que nos enfocaremos a lo que respecta sobre la bromacion de la acetalimida, donde en primer lugar la acetalimida de estructura como se muestra en la siguiente imagen.
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Donde acetanilida es una sustancia química sólida e inodora con apariencia de hoja o copo. También es conocida como N-fenilacetamida y antiguamente era conocida por el nombre de marca antifebrin. La acetanilida se usa como un inhibidor en el peróxido de hidrógeno y para estabilizarbarnices de éster de celulosa. También se han encontrado usos en la intermediación como acelerador de la síntesis del caucho, tintes y síntesis intermedia de tinte y síntesis de alcanfor. La acetanilida fue usada como un precursor en la síntesis de lapenicilina y otros medicamentos y sus intermedios. Donde al término del proceso de reacción de la acetalinida obtendremos el bromoacetanilida que tiene la siguiente estructura.
N-
Ya que formara distintos productos deacuerdo a que temperatura se realice la reacion.
Acetanilida, el reactivo de partida en esta síntesis, es un analgésico suave (reduce el dolor) y antipiréticos una leve (reduce la fiebre).
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Las propiedades antipiréticas de la acetanilida fueron descubiertos por accidente cuando una muestra, mal etiquetados y se piensa que el naftaleno, se administró a un paciente sin darse cuenta en 1886.
Bromación de la anilina (aminobenceno) sufre de falta de control. El grupo de donantes de electrones amino activa el anillo a tal gradoque normalmente sólo se puede aislar tribromoanilina:
Sin embargo, si la anilina se convierte en la acetilinida, por ejemplo, mediante tratamiento con cloruro de acetilo o anhídrido acético,monosustituido es fácil de lograr debido a que El grupo acetamido no puede activar el anillo de benceno hacia el ataque electrofílico, así como el grupo amino es sencilla. El grupoacetamido es menos eficaz en la donación de la densidad de electrones en el anillo de benceno, ya que el par de electrones en el átomo de nitrógeno se deslocaliza tanto por el grupo carbonilo y el anillo de fenilo:
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Debe ser atrapada en cuenta, sin embargo, que el grupo acetaminosigue siendo un grupo de activación.
En este experimento, usted será capaz de deducir la estructura de la bromoacetilanida producido mediante el uso de puntos de fusión y la espectrometría de RMN para diferenciar entre el orto, meta y las posibilidades para del producto disustituido. También puede predecir la probabilidad productos mediante el principios mecánicos de la sustitución electrofílica aromática. Estos encontrar en casi todos los libros de texto de química orgánica.
uso de los se pueden
La RSM se utiliza para deducir la estructura del producto, la simetría de los protones aromáticos es más útil. la simetría en el párrafo compuestos es tal que la región de protones aromáticos se suelen dividir en dos señales, cada una integración de dos protones. más aún, las dos señales por lo general tienen un espejo plano de simetría entre ellos, por lo que cada uno parece ser un doblete y un doblete distorsionada. si el orto o isómero metadona se obtiene, la región de protones aromáticos del espectro de RMN es menos simétrico. La bromoacetilamida que prepare puede ser hidrolizados a la bromoanilina correspondiente con ácido acuosa caliente seguido de un tratamiento con base acuosa:
La acetanilida, tiene una estructura con un grupo acetamido (O = C-NH2) como sustituyente en el anillo de benceno, el grupo amida actúa como un grupo de activación de electrones que se localiza a los electrones en el orto y para las posiciones en el anillo de benceno. Desde bromación de la acetanilida es una sustitución electrofílica aromática, la bromación se produciría cuando tenemos los electrones. Sin embargo, por el volumen del grupo acetamido, sólo se podía tener la bromación en la posición para, por lo tanto, se espera que sólo el producto monobromado, pbromoacetanilide.
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MATERIALES:
Erlenmeyer de 250ml
Pipetas de 10ml
Vaso de precipitado
Matraz de 250 ml
Embudo Buchner
Kitasato
Luna de reloj
Bomba
Bureta
Balanza analitica
REACTIVOS:
Acetanilida
Acido acético glacial
Br 2
Agua destilada
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Paso Nº1:
Pesamos 1.3484 gr de Acetanilida y lo disolvimos con 4.5 ml de acido acético glacial. (El término glacial indica una pureza de casi 100%, debido a que, mientras más cerca el punto de congelación, mayor es la pureza del compuesto).
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Lo disolvemos con acido acético glacial.
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Solución A
Movemos hasta disolución completa y lo colocamos en baño de hielo. A la que denominaremos solución A.
Paso Nº2:
Preparamos una solución de 3.18 ml de Br 2 con 15 ml de acido acético glacial, el cual fue realizado para los 6 grupos de laboratorio. Cada grupo usaría solo 2.5 ml de la solución. Le llamaremos solución B.
Br2
ACIDO ACETICO GLACIAL
Agregamos 15 ml de Ac. Acético glacial.
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Con un embudo agregamos el Br2 a la probeta.
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Colocamos toda la solución preparada en una bureta de 25 ml.
Solución B
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Paso Nº3:
Llenamos una bureta de 25 ml con la solución B, y el matraz que contiene la solución A la colocamos debajo. Agregamos gota a gota y en constante movimiento 2.5 ml de la solución B.
Observamos que se formo una coloración anaranjada en el matraz. Lo dejamos enfriar a temperatura ambiente por 30 minutos.
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NOTA: no se puede colocar el Br 2 en el paso Nº1, debido a que es una reacción demasiado exergónica es decir libera mucha energía. Paso Nº4:
Pasado el tiempo de enfriamiento, le agregamos 40 ml de agua destilada helada. Lo que provoco una precipitación de color blanca.
40 ml de agua destilada helada.
Formación de precipitado blanco
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Paso Nº5:
Lo colocamos en un baño de hielo, para que aparecieran los cristales.
Paso Nº6:
Después de 10 min en baño de hielo lo filtramos al vacio y se hizo tres lavadas con agua destilada helada. Filtración de la muestra: Primero pasa solo liquido, y luego el solido.
1er Lavado
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2do Lavado
3er Lavado
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Paso Nº7:
Colocamos una muestra del producto anterior y lo colocamos en un tubo de ensayo, al cual le agregamos un poco de etanol. Agitamos un poco el tubo y toda la muestra se disolvió completamente, entonces le agregamos un poco de agua destilada y apareció un precipitado blanco.
Paso Nº8:
Preparamos una mezcla de 25 ml de etanol con 25 ml de agua. La cual le colocamos en un matraz que contenía toda la muestra anterior. Calentamos hasta observar que aparecieran los cristales.
Paso Nº9:
Observamos que teníamos algunas impurezas en el matraz, por lo que decidimos filtrar por gravedad. La muestra debió estar en caliente para que no se formen los cristales y se queden en el papel filtro.
Paso Nº10:
Enviamos el matraz hacia afuera y se formaron los cristales rápidamente, debido a que la temperatura era muy baja. Luego lo llevamos a baño de hielo para cristalizar más cantidad.
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Paso Nº11:
Filtramos al vacio y lavamos con etanol y agua helada.
RESULTADOS Porcentaje de rendimiento del producto obtenido, la p- bromoacetanilida. 1 mol C8H9NO-----------------------1 mol C8H8NOBr1 1.35gr. X 135.1641gr./mol 214.0529gr./mol X=2.1379
Rendimiento%=
=43.30%
Peso teórico del producto
2.1379 g.
Peso obtenido del producto
0.9258±0.001g
Porcentaje reacción
de
rendimiento
de
la
43.30%
Punto de fusión y porcentaje de error del producto, la p- bromoacetanilida
Punto de fusión teórico
164-167˚C
Punto de fusión experimental
164-165˚C
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DISCUSION
Muchos de los compuestos aromáticos son fácilmente bromados cuando son tratados con bromo en presencia de un ácido de Lewis (ácidoacético). En el caso de la anilina, el grupo amino es un activador
orto- para director. De
hecho, ambas posiciones orto y para se sustituyen fácilmente por el bromo,por eso es extremadamente difícil preparar p-bromoanilina por bromación directa de la anilina. . Con el fin de preparar solo la p-bromoanilina, el efecto de la activación del grupo amino de la anilina debe ser afectado por acetilación.
El empleo del ácido acético glacial, se da con doble propósito: solvente de la reacción y agente polar que induce temporalmente un dipolo en la molécula del bromo; es decir, logra polarizar la molécula de bromo.
La reacción no requiere de catalizadores como FeBr 3 dado que, por un lado, el solvente polariza al bromo y, por otro, el anillo se halla activado frente a una sustitución electrofílica aromática.
El objetivo de la baja temperatura es evitar productos de polibromación y se lleva a temperatura ambiente para que no quede acetanilida sin reaccionar.
El agua fría añadida precipita el producto y finalmente el bisulfito de sodio reduce el bromo en exceso a bromuro.
Los restos de bromo se reducen a bromuro con bisulfito de sodio. El porcentaje de rendimiento es de 43.30%, lo cual nos indica perdida, probablemente debido a la traspasación realizada por la filtración y a lo soluble que es ante la presencia de etanol. El punto de fusión teórico esta entre 164 - 167ªC, y nuestro punto de fusión experimental esta entre 165 – 166°C lo cual nos indica la alta pureza de nuestra síntesis, probablemente debido a que empleamos un etanol de laboratorio conocido.
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CONCLUSIONES
El producto de la bromacion de la acetanilida fue el 4-bromo acetanilida Ya que se encuentra cerca a los parámetros del punto de fusión teórico (164-167.)
.
El mecanismo de reacción que sigue en una reacción de sustitución nucleofilica aromática.
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BIBLIOGRAFIA
http://www.chemicalforums.com/index.php?topic=3875.0
http://www.uniregensburg.de/Fakultaeten/nat_Fak_IV/Organische_Chem ie/Didaktik/Keusch/chembox_brom_arom-e.htm
http://www.caslab.com/4-bromoacetanilide_CAS_103-88-8
http://web.grcc.edu/Pr/msds/physicalscience/2005/4Bromoacetanilide.pdf
http://onsager.bd.psu.edu/halmi/chem213exp2directingbrominationS09.p df
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