Sustitución electrofílica aromática: (Síntesis de p de p-Nitroacetanilida) -Nitroacetanilida) Luz M. Peña, Natalia Nata lia roz !esumen (",#$%,")
Durante Durante la presente presente práctica práctica se sintetizó sintetizó p-Nitroacetanilida p-Nitroacetanilida a partir de Acetanilida, en uninicio de obtuvo dos compuestos p-Nitroacetanil p-Nitroacetanilida ida y la o-Nitroacetanilida, -Nitroacetanilida, entonces se filtró con etanol para eliminar el compuesto no necesario; debido a las tantas filtraciones, se obtuvo un rendimiento del 39,4! A partir partir de lo anterior se realizó análisis f"sico #$unto de fusión% &'' - &'&()* &'&()* y se tomó el respectivo +, resultando prueba positiva en los respectivos análisis! e.orar redacción Pala&ras 'laes: /"ntesis, espectroscopia, p-nitroacetanilida! p-nitroacetanilida! &stract
Duri Durin0 n0 t1is t1is prac practi tice ce 2as 2as synt synt1e 1esi size zed d p-N p-Nitr itroac oaceta etani nilid lidee from from acetan acetanili ilide, de, initi initially ally of t2o compounds obtained p obtained p-Nitroacetanilide -Nitroacetanilide and o-Nitroacetanilide, t1en it 2as filtered 2it1 et1anol to remove t1e compound is not necessary; necessary; due to so many leas, a yield of 39!4 2as obtained! rom t1e above p1ysical analysis #meltin0 point% &''-&'& ( )* it 2as performed and too t1e respective +, positive test resultin0 in respective analyzes! e*+ords: /ynt1esis, spectroscopy, p spectroscopy, p-nitroacetanilide! -nitroacetanilide! ntroducción (",#$%,")
5a sustitución de un átomo de 1idró0eno sobre el n6cleo aromático por el 0rupo nitro se conoce como nitración aromática! Al0unos de los compuestos aromáticos nitrados son de 0ran importancia práctica, por lo cual suspreparaciones y en particular la nitración de los compuestos aromáticos 1an sido estudiadas estudiadas con 0ran detalle! detalle! )omo consecuenci consecuenciaa de ello se sabe con e7actitud e7actitud cómo llevar a cabo con eficacia el proceso de nitración y tambi8n se tienen bastante conocimiento sobre el mecanismo de la nitración aromática ue sobre cualuier otra de las reacciones de sustitución aromática!:<
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Las aminasson caracterizan grupo amino porsustancias (NH) contener .el Estas sustancias se ngan,siendoprimarias drógenossustituidosquete solo secundarias tengan hidrógeno dos ylas sustituido, que aromtica aturalezaalifticacomo yentespuedensertantoden
5a preparación de la p-Nitroanilina p-Nitroanilina no puede llevarse a cabo por reacción de nitración directa de anilina #una reacción de sustitución electrófila aromática*, debido a ue la 0ran reactividad de la anilina #in1erente a la presencia del 0rupo =N> &* determina determina la formación, formación, .unto con el producto producto deseado, de diversos productos de o7idación y de sustitución en posiciones diferentes a la deseada! :&< 5a nitración nitración de la acetanili acetanilida da es una reacción de sustituc sustitución ión electrófilica electrófilica aromática, aromática, t"pica de los compuestos aromáticos, donde un 1idró0eno del anillo aromático es sustituido por un 0rupo nitro! )uando el anillo aromático ue se nitra tiene un 0rupo activador, el ataue electrofilico del ion nitronio nitronio #N?&@* se prod produc ucee pref prefer eren ente teme ment ntee en la posi posici ción ón para para,, como como es el caso caso en la pnitroacetanilida! De acuerdo con la +$A) se denomina sistemáticamente 4B-Nitroacetanilida! Cs utilizada en la industria como compuesto intermedio en la producción de al0unos colorantes!:3< Cn esta práctica práctica se pretendió pretendió sintetizar sintetizar y caracteriza caracterizarr mediante mediante análisis cualitativo cualitativo #f"sico* #f"sico* la p pnitroacetanilida!
Materiales * Mtodos (",$",/)
Cn un balón se a0re0aron &,4 0 de acetanilida .unto con ',& ml de ácido ac8tico 0lacial y ,E4 ml de ácido sulf6rico, se sometió la mezcla a baFo de 1ielo con a0itación ma0n8tica 1asta alcanzar una temperatura de ',3()! /imultáneamente se preparó una mezcla ue conten"a ',&3 ml de ácido n"trico y ',3E ml de ácido sulf6rico! /e realizó la adición de la mezcla anterior en el balón ue conten"a la mezcla inicial! Despu8s de de.ar reposar durante 1ora a temperatura ambiente! /e adiciona la mezcla en un beaer ue conten"a E ml de a0ua fr"a, con a0itación se formó el sólido en suspensión, filtramos y tomamos p> #p>% &* a0re0amos a0ua para disminuir el p> y filtramos nuevamente! Al ver ue el p> no cambiaba muc1o, a0re0amos alco1ol #G ml* y filtramos nuevamente! Cn ese momento el #p>% E*! Cl residuo se secó en estufa a 9&()! $ara su caracterización,se tomó una muestra del solido seco y se depositó en un capilar! )on la ayuda del fusiómetro se tomó el punto de fusión; arro.ando un ran0o de temperatura entre &'' y &'& ()! Hambi8n se tomó el espectro + #Cspectrofotometro I-vis /1imadzu ''*! e.orar redacción! Cvitar los puntos se0uidos! !esultados * 0iscusión (%,/$1,")
Cn una e7periencia pasada se recristalizó la Acetanilida, con la cual se traba.ó en la presente practica y se partió de una masa de ',94 0 se le a0re0o ,E4 y ',& m 5 de ácido sulf6rico y ácido ac8tico 0lacial,respectivamente, como disolventes de los cristales de Acetanilida y se de.óen 1ielo1asta lle0ar a una temperatura de ',3 (), posterior a ello se le a0re0o una mezcla de ',3E y ',&3 m5 de ácido sulf6rico y ácido n"trico respectivamente con el fin de ue el ión nitronio, N?& @ , ue es una part"cula electrófila ue ataca al anillo benc8nico, puesto ue esta reacción es un euilibrio ácido-base, en el ue el ácido sulf6rico sirve de ácido, y el ácido n"trico, muc1o más d8bil, de base!
2s3uema %. ormación del ion Nitronio
/e puede considerar ue el ácido /ulf6rico, muy fuerte, induce al ácido n"trico a ionizar en el sentido ?>-J! @ N?&, en lu0ar de 1acerlo con >@J! = ?N?& como de costumbre! /e06n Keor0e ?la1 esta sales de nitronio estables, cuando esta disueltas en disolventes como el ácido ac8tico, nitran compuestos aromáticos suavemente, a temperatura ambiente y con rendimientos elevados! )omo necesitan electrones, el ión nitronio los encuentra especialmente disponibles en la nube
π
del anillo benc8nico, por eso se pe0a a uno de
los carbonos con un enlace covalente, 0enerando el carbocatión ó ion bencenonio!:4<
2s3uema 1. +on Lencenonio
2s3uema . ormación del compuesto orto y para de la nitroacetanilida
5a car0a positiva no está sobre un sólo carbono, ya ue está distribuida sobre el anillo, pero esta es especialmente sobre los carbonos en posición orto y para, en relación al carbono ue lleva el 0rupo N?& ; despu8s de ello se lavo con muc1a a0ua para ba.ar la acides y ue su p> aumentara 1asta lle0ar a p>%E! 5a unión del 0rupo básico al ion bencenonio para del producto de adición destruye el carácter aromático del anillo, mientras el ion básico del ácido sulf6rico, lo ue 1ace es uitar un ion de >idro0eno para dar el producto de sustitución, ue retiene el anillo estabilizado por su resonancia! :4< $ara evitar la formación de compuestos o-Nitroacetanilida se volvió a filtrar lavando el sólido con etanol, puesto ue las mol8culas en posición o-Nitroacetanilida son solubles en este alco1ol, 1aciendo ue el color del solido pasara de un color verdoso a uno blanco, donde solo uedo solido de p-Nitroacetanilida :i0ura < y finalmente al secarse se obtuvo una masa de ',43&3 0 esto dio lu0ar a un rendimiento de 39,3M fue ba.o ya ue al realizar tantos filtrados para disminuir el p> del la muestra se perdió muc1o de esta!
Prueba cualitativa /e
llevó a cabo una prueba de fusión, en el fusiómetro análo0o modelo smpdel atorio, donde en poco tiempo a una temperatura de &'& () el compuesto cambio de su estado sólido a l"uido muy cercano al ue se 1alló en la biblio0raf"a es de &E (), se puede afirmar ue posiblemente se sintetizó el compuesto deseado, pero siendo esta una prueba insuficiente tambi8n se realizó prueba u"mica!
labor
ue
Prue
ba química
/e06n la literatura de la base de datos /DL/ las bandas caracter"sticas se encuentran comprendidas entre 3''- 33'' cm ue indican la tensión N-> para iones ESQUEMA 4 .Mecanismo de la amonio, tambi8n bandas entre MGG-EG' - cm )?, 3'' )->, formación de la p- representan de la tensión - las bandas 3'-G3' cm indican la tensión nitroacetanilida. N-? propias de nitrocompuestos ver fi4 . en el espectro tomado fi4 1. Cstas bandas están N-> están ubicadas se06n el espectro citado anteriormente en la fi0ura 3, )? 5as ue están entre E'' y M'', un pico en 3'' del )-> y la más importante del N-? ue está en 3''-G''!
!eferencias (",$",/)
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! endez, ONitracion de la acetanilida,P &''9!
:&<
Odocslide!P !
:3<
D! ! Hober0te and /! )urtis, ONo Hitle No Hitle,P J. Chem. Inf. Model., vol! G3, no! 9, pp! E9=E99, &'3!
:4<
! H! orrison; ! N! Loyd, Quimica ?r0anica , $earson Cducación, 99, pp 499-G''!
ne5os
, 6i4ura %. )ompuesto de p-Nitroacetanilida filtrado y lavado con etanol!
6i4ura 1.Cspectro + de la p-Nitroacetanilida tomado en el laboratorio!
6i4ura .Cspectro + de la p-Nitroacetanilida tomado de la base de datos de compuestos or0ánicos #/DL/*
