UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA II
UNIDAD: DIAZOTACION TEMA: ANARANJADO DE DOFNATOL. OBJETIVOS.
Ilustrar en el laboratorio las reacciones de copulación de las sales de diazonio. Obtener colorantes azoicos, a partir de las reacciones de diazoación y copulación, del ácido sulfanílico.
INTRODUCCIÓN.
DIAZOTACIÓN
Cuando las aminas primarias aromáticas son tratadas con ácido nitroso, se forman sales de diazonio; ésta reacción puede llevarse a cabo, también, con aminas alifáticas, sin embargo, debido a que las primarias aromáticas son más estables estables químicamente, es que se prefiere prefiere trabajar con ellas.
Las sales aromáticas de diazonio son estables a bajas temperaturas (5° – 10°C). Estas sales se preparan en medio acuoso y se usan si ser aisladas. A pesar de que la diazotación se lleva a cabo en medio ácido, la especie realmente atacada no es la sal de la amina (anilinio), sino la pequeña cantidad de amina libre presente sin protonar. Las aminas alifáticas son bases más fuertes que las aromáticas y cuando el pH es inferior a 3, no hay suficiente amina alifática libre presente para ser diazotada, mientras que la aromática es capaz de seguir con la reacción.
La reacción de diazoación es una de las más importantes en química orgánica y es la combinación de una amina primaria con ácido nitroso para generar una sal de diazonio. El ácido nitroso como tal es gaseoso, pero se pueden preparar soluciones acuosas diluidas, haciendo reaccionar nitritos alcalinos como el nitrito de sodio (NaNO2) con algún ácido mineral como el ácido clorhídrico acuoso, o el ácido sulfúrico, perclórico o fluorobórico. Cuando se trata de una amina primaria alifática la sal de diazonio que se genera es muy inestable y regularmente se descompone inmediatamente, por lo que esta reacción no se considera sintéticamente útil. En contraste, cuando se utiliza una amina primaria aromática, la sal que se genera, es relativamente estable en solución y Grupo N# 2 Integrantes: Ruth Cajas, Ana Mina, Fabricio Peña, Kevin Párraga, Jefferson Vera, Evelyn Santamaría
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a temperaturas menores de 5 °C, con lo cual, se tiene oportunidad de manipularlas y convertirlas en una variedad de grupos funcionales diferentes, dándole a la reacción una gran aplicación sintética.
Las sales de diazonio aromáticas son inestables, cuando se secan son muy sensibles por lo que pueden estallar al tocarlas. Algunas sales de diazonio como los trifluoroboratos, ArN 2+BF4 son relativamente estables. Estos compuestos rara vez se pueden aislar, por lo que las soluciones en las cuales se preparan se emplean en forma directa. El ácido nitroso en solución acuosa se encuentra en equilibrio con especies tales como el trióxido de dinitrógeno (N 2O3), también llamado anhídrido nitroso.
En la reacción de diazoación el reactivo es en realidad el N 2O3. La reacción se inicia con el ataque de la amina, con sus pares de electrones libres, al agente de nitrosación. El intermediario así formado expulsa un ion nitrito y forma un compuesto N-nitroso, el cual a través de una serie de transferencias rápidas de protones y finalmente por pérdida de una molécula de agua, genera la sal de diazonio. Materiales.
4 vasos de precipitados de 250mL 4 agitadores 2 vidrios de reloj 2 baños maría 1 termómetro 2 espátulas 1 matraz erlenmeyer 1 embudo papel filtro frasco etiquetado
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Reactivos.
° Ác. sulfanílico ° NaOH al 10% ° NaNO2 ° β-Naftol ° NaCl ° HCl (4N)
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REACCIÓN DIRECTA.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. 1.
2.
3. 4. 5. 6.
Se coloca el vaso de precipitación en un baño María a una temperatura de 5° C se le agrega 3gr de Ácido Sulfanílico y se le adiciona por goteo 6mL de NaOH, agitar constantemente, mientras se le adiciona el hidróxido de sodio durante 5 min permaneciendo en baño de agua helada. Previamente se prepara un segundo vaso de precipitación en un baño María de 5°C donde se le agrega 12gr de NaNO2 adicionándole por goteo y con agitación constante, 6mL de agua helada. Se lo agita constantemente durante 3min, mientras permanece en baño de agua helada. Cuando haya pasado los 3 min y los 5 min del primer vaso, se le añade la solución del vaso 2 al vaso 1. Cuando haya transcurrido los 3 min de haber mezclado el vaso 1 y 2, se le agrega a temperatura ambiente 15mL de HCl (Solución 4N), se lo agita constantemente durante 3min. Se pesa 4gr de β-Naftol y se le adiciona por goteo 30mL de NaOH al 10% a temperatura ambiente, agitar constantemente hasta lograr una mezcla homogénea, y añadirle al vaso 1. Se realiza una preparación previa de una solución salina 6 gr de NaCl y 6mL de agua helada, se le agita y deja reposar durante 10min. Esto se le añade al vaso 1. Finalmente coloque el embudo en el matraz erlenmeyer. Doble el papel filtro en cuatro partes iguales y colóquelo en manera de napa en la boca del embudo, y comience la filtración al vació del colorante, lave con agua helada. Seque el producto en el desecador o en la estufa séquelo, péselo y obtenga el rendimiento.
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MECANISMO DE REACCION.
1.- Colorante de diazóico obtenido a través de una serie de reacciones donde la primea de ellas es la diazotación del ácido sulfanílico para conevertirlo en una sal de diazonio con Nitrito de sodio en un medio de ácido clorhídrico. +
N
NH2
N
NaNO2 O
O
Cl S
HCl
S
-
OH
OH
O
O
Sal de diazonio del ácido sulfanílico
2--Este poteriormente reacciona mediante una sustitución electrofílica aromática (copulación) con la dimetilamilina produciendo el colorante diazoico naranja de metilo. +
N
N
CH3
+
O S
O
NaOH
S
N CH3
OH
O
N O
-
CH3 N
O
N, N dimetilanilina
N CH3
Anaran ado de metilo
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS.
1. ¿Cuál es la razón por la que las sales de diazonio aromáticas son relativamente más estables que las sales de diazonio de aminas alifáticas? 2. ¿Cómo se evita que se descompongan las sales de diazonio? 3. ¿Qué es un colorante? 4. ¿Qué grupos funcionales, en los colorantes sintetizados, y cuál es su función?
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NOMBRES: SEMESTRE: TEMA: FUNDAMENTO: REACCIONES.
REACTIVOS.
Reactivos
Peso molecular
Densidad g/mL
Punto ebullición
Cantidad utilizada ml
PRODUCTO PRINCIPAL.
Peso Compuestos molecular Grupo N# 2 Integrantes: Ruth Cajas, Ana Mina, Fabricio Peña, Kevin Párraga, Jefferson Vera, Evelyn Santamaría
Rendimiento teórico Densidad Moles Gramos
%
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Rendimiento real
Bibliografía Química de los colorantes. (s.f.). Obtenido de Síntesis del colorante anaranjado II:
https://quimicadelcolor.wordpress.com/2014/09/01/practica-no-3-sintesis-del-coloranteanaranjado-ii/ Rojas, M. e. (s,f). Anaranjado. Obtenido de Diazotacion: http://organica1.org/1405/anaranjado.pdf
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