PRÁCTICA No. 6 CONDENSACIÓN ALDOLICA: SINTESIS DE DIBENZALACETONA David Colorado - 1012002! "o#a$%a# &'a'(') * 10120026. Universidad Icesi Facultad de Ciencias Naturales Laboratorio de Química Orgánica II Santiago de Cali, Colombia Marzo de !" obituar#!$%&otmail'com ( obituar#!$%&otmail'com ( )onmatri*+%&otmail'com )onmatri*+%&otmail'com 1 mol Act × =0.0027 mol Act 0.158 g Act • 58.04 g
1. O+,)$ivo
nalizar la -unci.n del Carbono / en la condensaci.n aldolica'
LA ACETONA ES EL REACTI4O LI5ITANTE
Com0 Com0re rend nder er la im0o im0ort rtan anci ciaa de las reacciones en donde se da la -ormaci.n de enlaces C1C'
5ol) / &rao d) Di+)#ala3)$o#a •
0.0027 mol mol
nalizar la -ormaci.n # el com0or com0orta tami mient ento o de un 2nol 2nolat ato o como como nucleo-ilo dentro de una reacci.n'
Act ×
1 mol dibenz dibenz
mol Act Act 1 mol
dibenz =0.0027 mol dibenz
•
Identi-icar el 0roducto, 3ibenzalacetona, mediante el uso de un -usi.metro'
2. R)'l$ado
moldibenz × 0.0027 moldibenz
0.6 ml Benz enz ×
1.05 g 1 mL
0.284 gdibenz
dibenz nz × 0.63 g dibe
1 mol 106.13
g
Benz =0.0059 mol Benz
&ao / ol) d) la A3)$o#a •
0.2 ml Act ×
0.79 g 1 mL
( obtenido )×
Benz =0.63 g Benz
•
enz× 0.63 g Benz×
= 0.63 gdibenz
1 mol dibenzt dibenzt
4alor 4a lor $)ori3o d) Di+)#ala3)$o#a
&ao / ol) d) l B)#ald)%do •
234.29
= 0.158 g Act
1 mL 1.11 g
1 mL 1.11 g
=0.26 mL (obtenidos )
= 0.57 mLdibenz ( teorico )
d) r)#dii)#$o •
de rendimiento rendimiento=
0.26 mldibenz 0.57 mLdibenz
× 100 =45.61
PROPIEDADES
Masa molar 4g5mol6 3ensidad 4g5mL6
olumen 4mL6 Moles 4mol6 Cantidad de sustancia4g6
BENZALDEHÍDO
ACETONA
DIBENZALACETONA
"!7'"8 "'!9 17 "$: !'78g !'7 mL !'!!9+ mol !'78g
9:'!; ! '$ + 1+;'+ 97'8 !'"9:g !' mL !'!!$ mol !'"9:g
8;'+ "'"" ""1""; 11 111 !'7mL !'!!$ mol
0.278
9. A#lii d) R)'l$ado Una condensaci.n aldolica se da gracias a la -orm -ormaa enol enolic icaa ?ue ?ue 0ued 0uedee ado0 ado0ta tarr un alde&ído o una cetona, estos com0uestos 0ierden -ácilmente un 0rot.n en 0resencia de una una base base # el ion ?ue se -or -orma es estabi estabiliz lizado ado 0or resonan resonancia cia@@ este este 0uede 0uede atac atacar ar ento entonc nces es al carb carbon ono o del del gru0 gru0o o carbo carboni nilo lo de una segun segunda da molA molAcul cula@ a@ es decir 0or e)em0loB
Figura No 1
2s im0ortante destacar ?ue la acci.n del &idr &idro* o*il ilo o 41O6 es com como cat cataliz alizad ador or@@ además &a# tres -actores a considerarB la 0olarizaci.n del carbonilo, enolizaci.n # estabilidad estabilidad de los com0uestos com0uestos carbonilicos carbonilicos " /,D1insaturados ' No ob obstante, la la enolizaci.n es el -en.meno 0or el cual es 0osible la reacci.n, 0ues 0ermite la 0osibilidad de un ata?ue nucleo-ilo, este -en.meno se entiende como sigueB
Figura No 2
La -unci.n del enolato como nucleo-ilo es 0or 0arte del carbono /, ?ue gracias a la resonancia, tambiAn 0uede estar unido al carbono carbonilico 0or medio de un doble enlaceB
Figura No 3
ata?ue nucleo-ilo, además, en la 0ráctica, 0ara llevar a cabo este 0roceso de auto1 condens condensaci aci.n .n de cetona cetonass se necesi necesitan tan de tem0eraturas mu# altas # e?ui0os es0eciales' Acetona - Figura - Figura No 4
E debido a ?ue cada gru0o metilo 4C86 es e?uivalente tambiAn lo es la acidez de los &idr.g &idr.genos enos /, inde0e inde0endi ndient enteme emente nte de en ?uA carbono / se ubi?ue' 2ste -en.meno se da gracias a ?ue el gru0o carbonilo 4CO6 es 0ol 0olar (Véase Figura No 4) 4) #a ?ue el o*íge o*ígeno no es más más elec electr trone onegat gativ ivo o ?ue ?ue el carbono carbono # atrae atrae los electrones electrones del doble doble enlace enlace,, es0ec es0ecia ialm lmen ente te los los del enla enlace ce G@ &aciendo &aciendo de los com0ues com0uestos tos carboni carbonilic licos os bastante reactivos' Los alde&ídos tambiAn 0uede mostrar esta característica de &idr.genos ácidos 0or las mismas razones ?ue en las cetonas, # 0or lo tanto 0ueden llevar a cabo, &om.logamente a las cetonas, un 0roceso de enolizaci.n@ 0ero a di-erencia de las cetonas, el carbono carbo carboni nili licos cos en los los alde& alde&íd ídos os no está están n acom0 acom0aHa aHados dos de dos dos carb carbon onos os / como como ocurre en las cetonas, debido a la estructuraB
Etanal – Figura Figura No 5
2s de toma tomarr en cuen cuenta ta esta esta di-e di-ere renc ncia ia debido a ?ue los gru0os metilo estabilizan la carg cargaa 0arc 0arcia iall 0osit 0ositiv ivaa en el carb carbono ono carboni carbonilic lico, o, lo ?ue ?uiere ?uiere decir decir ?ue una cetona tiene ma#or estabilidad estabilidad al lograr un enolato ?ue un alde&ído, no obstante, una auto1condensaci.n (Véase: Figura No 1) es 1) es más -actible 0ara un alde&ído ?ue 0ara una cetona debido al im0edimento estArico ?ue 0uede 0resentar la cetona a la &ora del
Comuestos !ue no ue"en #ormar enolatos Figura No $
ntes de considerar el mecanismo de la condensaci.n aldolica 0ara la síntesis de enzalacetona, es de considerar 0or?ue se -orma el enolato # no una adici.n nucleo-ilica &acia el carbono carbonilico' 2sta 2sta cons consid ider eraci aci.n .n nace nace a 0art 0artir ir de los los reactivos em0leados durante la síntesis, los cuales sonB enzalde&ído # acetona como es0ecies reactantes 0rinci0ales, # además, &idr &idr.* .*iido de sodi sodio o 4NaO NaO66 # etan etanol ol 4C8CO6 como el medio o solvente solvente en donde tiene lugar la síntesis' E debido a ?ue el gru0o &idro*ilo 41O6 es un buen nucleo-ilo, ello sugiere ?ue de darse una adic adici. i.n n nucle nucleoo-il ilic icaa 0udie 0udiese se suce suceder der lo siguiente B
A"ici%n Nucleo#ilica Nucleo#ilica – Figura Figura No &
2n donde JNuK es el nucleo-ilo, es decir, el O, lo cual es un caso 0articular de adici.n nucleo-ilica nucleo-ilica,, más 0recisamente 0recisamente la adici.n adici.n de un alco&olB
-orm orman las es0e es0eci cies es react eactan ante tess # conc concen entr trac aci. i.n, n, lo ?ue ?ue se demu demues estr traa cont contin inua uaci ci.n .n con con el meca mecani nism smo o de síntesis de 3ibenzalacetona # e*0licaci.n'
su a la su
3urante la 0resente 0ráctica se realiz. la síntesis de 3ibenzalacetona mediante una condensaci.n aldolica entre el enzalde&ído # la cetonaB A"ici%n "e Alco'oles Alco'oles en Cetonas Cetonas Al"e'"os Al"e'"os Figura No *
,enalacetona or Con"ensaci%n Al"olica Al"olica Figura No 1.
2n este caso, la ma#o a#oría de estos com0 com0ue uest stos os no 0ose 0oseen en la esta estabi bili lida dad d su-ici su-icient entee 0ara 0ara ser aislad aislados, os, entonce entoncess la reac reacci ci.n .n cont contin inua ua con otra otra molA molAcu cula la de alco&olB
Figura No +
Como Como se 0ued 0uedee a0re a0reci ciar ar,, de dars darsee una una adici.n nucleo-ilica entre el solvente # los reacti reactivos vos 0rinci 0rinci0al 0ales, es, sería sería im0osi im0osible ble la -ormaci.n de alguna es0ecie de enolato # 0or lo tanto la síntesis -racasaría o en el me)or de los casos se llevaría a cabo con un 0orcenta)e de rendimiento demasiado ba)o@ sin sin emba embarg rgo, o, la 0osi 0osibi bili lida dad d de ?ue ?ue esto esto suced ucedaa de0e de0end ndee del del orde orden n en ?ue ?ue se agreguen los reactivos al tubo de ensa#o@ en otras 0alabras, el control de la reacci.n 0ara obtener el 0roducto deseado de seado se &ace a 0artir del orden cronol.gico en ?ue se
La ecuaci.n general, como su nombre lo indi indica ca,, no es0e es0eci ci-i -ica ca como como suce sucede de la 0roducci.n de 3ibenzalacetona, 0or lo tanto se e*0licara 0aso a 0aso lo metodología a0licada 0ar su 0roducci.n en donde se desarrollaran las razones de 0or las cuales su 0roducci.n es 0osible' Como se 0uede observar en la -igura No "!, "!, es nece necesa sari rio o de dos dos molAc olAcul ulas as de enzal zalde&í e&ído 0ar 0ara -ormar una sola molAcula de 3ibenzalacetona@ 0or lo tanto la e*0licaci.n de su -ormaci.n se dará en dos eta0as@ la 0rimera eta0a con la reacci.n entr entree una una molAc olAcul ulaa de acet aceton onaa # una una molAcu molAcula la de benzal benzalde&í de&ído do # las segunda segunda eta0a con la reacci.n entre el 0roducto de la 0rim 0rimer eraa eta0 eta0aa # su reac reacci ci.n .n con con la segunda molAcula de benzalde&ído' La 0rim 0rimera era eta0 eta0aa cont contie iene ne el 0rin 0rinci ci0i 0io o crucial de la reacci.n, ?ue se e*0lico al 0rinci0io del in-orme@ # se trata de la -ormaci.n del enolato' l tener en cuenta los dos reactivos de la eta0a uno, # segn la -igura No 7 # su 0osterior e*0licaci.n@ es -ácil -ácil deduci deducirr ?ue solo solo la cetona cetona 0uede 0uede -ormar un enolato gracias a la 0resencia de carb carbon onos os / (Véas (Véasee Figur Figura a No 3)/
tant tanto, o, una una vez vez -orm -ormad ado o el enol enolat ato, o, la reacci.n obedece al siguiente mecanismoB
Como Como se menci menciono ono con con ante anteri rior orid idad, ad, la segunda eta0a consiste en la reacci.n del 0roducto obtenido en la Figura No " # una segu segund ndaa molA molAcu cula la de enza enzald lde&í e&ído@ do@ es decirB
0rimera Etaa Etaa - Figura No No 11
egun"a Etaa – Figura No 13
Como Como se 0ued 0uedee obse observ rvar ar,, el 0rod 0roduc ucto to -ormad -ormado o en esta esta 0rimer 0rimeraa eta0a eta0a conser conserva va aun un carbono / con sus corres0ondientes &idr &idr.g .gen enos os /, los los cual cuales es conse conserv rvan an sus sus caract caracter erís ísti tica cass acida acidass ?ue ?ue 0erm 0ermit iten en la -ormaci.n de un segundo enolato, es decirB
racias a la estabilidad de la molAcula de 3ibenzalacetona, ?ue se debe a con-ormaci.n con)ugada de sus enlaces en toda la molAcula, es 0oco 0robable ?ue esta cont contin ine e reac reacci cion onan ando do #a ?ue ?ue ello ello le im0licaría 0erder este ti0o de estabilidad, lo cual, energAticamente, es des-avorable' No obstante, la e*0licaci.n del 0or?ue no se -orman -orman sub10rod sub10roduct uctos, os, o al menos menos en una cantidad mu# reducida, se da gracias al orden en ?ue se agregan los reactivos # el solvente 4catalizador6 al medio de reacci.n'
CH (¿ ¿ 3 CH 2 OH )
¿
86 !'7ml enzalde&ído ;6 !'ml cetona 0rimera Etaa: Etaa: Formaci%n Formaci%n "el segun"o enolato enolato Figura No 12
Lo cual cual obed obedec ecee de -orm -ormaa anál análog ogaa al com0or com0orta tami mient ento o de la acet aceton onaa -ren -rente te al medio básico (Véase Figura No 3), 3), con lo cual se obtiene el 0roducto de la 0rimera eta0a 0ara la -ormaci.n de 3ibenzalacetona'
Ea es de saber ?ue, entre estos com0uestos, solo la acetona 0ude realizar un 0roceso de enolizaci.n@ enolizaci.n@ #a ?ue el benzalde&ído benzalde&ído carece de &idr.genos /@ lo ?ue signi-ica ?ue dado el caso de ?ue la acetona se encontrase en un medi edio básico, esta, al -ormar rmar su res0 res0ect ectiv ivo o enol enolat ato o (Véa (Véase se Figu Figura ra No 3) 0udiese reaccionar con otra molAcula de enolato o &asta con otra acetona, lo cual 0rovocaría una cadena de reacciones ?ue
terminarían 0or -ormar 0roducto ctos totalmente di-erentes al enolato necesario 0ara la 0roducci.n de 3ibenzalacetona@ es 0or ello ?ue se decide agregar de ultimo, en ba)a concentraci.n # gota a gota a la acetona, 0ues esto ltimo conduce ?ue sea más 0ro 0robab bable ?ue interacc accione con molAcul molAculas as de enzal enzalde&í de&ído do ?ue con sus mismas molAculas, además, el medio &ace ?ue ?ue la acet aceton onaa est este bas bastant tantee dilu diluiida incrementando las 0osibilidades de ?ue la cond conden ensa saci ci.n .n aldo aldoli lica ca se de c.mo c.mo se e*0lica en la 0rimera # segunda eta0a' Otra 0osibilidad considerada es la adici.n nucleonucleo-ili ilica ca del alco&ol alco&ol,, en este este caso caso el etanol, al benzalde&ído o a la acetona'
Se encontr. encontr. ?ue 0ara 0ara este este 0roces 0roceso o (Véase Figura No * Figura No +) es +) es necesario un 8 medi medio o acido acido , # en el caso de los nucleonucleo-ilo iloss dAbiles dAbiles,, como como es el caso caso del etanol, es necesario un acido de leis8@ lo cual, cual, al revisa revisarr los reacti reactivos vos em0lea em0leados dos 0ara la síntesis de 3ibenzalacetona se encue encuent ntra ra ?ue ?ue el medi medio o de reac reacci ci.n .n es alca alcali lino no o bási básico co@@ curi curios osam amen ente te esto esto 0ermite de -orma indirecta ?ue el medio no conserve ninguna acidez, de manera ?ue se su0rime la 0resencia de de en el medio, # 0or lo tanto se evita un 0osible ata?ue nucleo-ilico 0or 0arte del etanol a alguna de las molAculas reactantes 0rinci0ales' 2l buen mane)o del orden de los reactivos, así como de la 0re0araci.n del medio de reac reacci ci.n, .n, se 0uede 0uede cons consid ider erar ar como como un mAtodo 0ara el control de la reacci.n # su e-ectividad se re-le)a en Al de rendimiento obtenido de ;9'7"' No obstante, no sería correcto descartar la -ormaci.n de sub10roductos como un -actor ?ue reduce el 0orcenta)e de rendimiento, 0ues es bastante la cantidad de 0roductos ?ue se 0ueden obtener cuando se trata de
condensaciones aldolicas@ sin embargo, se le atribu#e la ma#or 0Ardida de 0roducto a los 0rocesos en donde se 0uedan 0resentar errores 0ersonales ?ue involucran el uso de los instrumentos de laboratorio, como 0or e)em0lo la -iltraci.n'
. Co#3l'io#): 2l 0orcenta)e de rendimiento de la síntesis de 3ibenzalacetona, le debe su e-icacia a el orde orden n en ?ue ?ue las las es0e es0eci cies es react reactan ante tess se agregan gan al medio de reacci.n ci.n,, a su conc concen entr trac aci. i.n n # en la -orm -ormaa en ?ue ?ue se agre agrega gan n 4got 4gotaa a gota gota,, en el caso caso de la acetona6, más ?ue al com0ortamiento de las molAculas o los mecanismos de reacci.n 0lateados te.ricamente' 3ebido a ?ue ?ue la acetona 0ose osee dos carbonos /, es 0osible -ormar a 0artir de esta molAcula dos nuevos enlaces carbono1 carbono' un?ue la condensaci.n aldolica se 0uede ver ver como como un e?ui e?uili libr brio io acid acido1 o1ba base se,, el 0roducto -inal de la 0resente 0ráctica 4Figura No "86 se ve -avorecido 0or su con-ormaci.n de enlaces con)ugados'
;. R)<)r)#3ia: "' W. G. Rodger Jr; “Química Orgánica Moder Moderna” na”;; Editoria Editoriall Reverte everte;; 191; 191; !!. ""# $ """.
%. J. &u' Marina; “Química Orgánica Gene Genera ral” l”;; (n (niv iver er)i )ida dad d del del *alle alle;; +antiago de ,ali; %##%. ".-tt!//0organica.!erruc-o).com/oo ".-tt!//0organica.!erruc-o).com/oo 2/e3!ort/-tml/%"4 5 *i)itada el vierne) 6 de 7ril de %#1%.
