INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas Químico Farmacéutico Industrial Práctica #13.- 4-Nitro-2-Picolin-N-oxido.
= 1.40 40 − ó ó
Objetivos
Ilustrar el incremento en la reactividad hacia la sustitución electrofílica aromática de los compuestos pi-deficientes mediante la formación de sus N-óxidos. Ilustrar la formación 4-nitro-2-picolin-N-óxido mediante el uso de N-óxido de 2-picolina, nitrando en el carbono 4. Identificar el 4-Nitro-2-Picolin-N-oxido obtenido mediante su punto de fusión y una cromatografía en capa fina.
Resultados
Rendimiento práctico
Se obtuvieron X g de 4-nitro-2-picolin-n-óxido.
% = ó
= % % = . .
Punto de fusión
El producto obtenido se identificó mediante su punto de fusión, el cual fue de 155°C.
Calculo del rendimiento
Cromatografía en capa fina
Rf producto = 0.36 2-picolin-n-óxido PM= 109.13 g/mol
Ácido nítrico PM= 63.01 g/mol
4-nitro-2-picolin-nóxido PM= 154.12 /mol
Rendimiento teórico
2-picolin-n-óxido
1 ) = 0.0091 1.0 ( (109.13 0091
Figura 1. Prueba de identificación del producto mediante cromatografía en capa fina.
Ácido nítrico
1 ) = 0.0190 1.2 ( (63.01 0190
Reactivo limitante: 2-picolin-n-óxido
− ó ó ) (154.1 154.12 2 − ó ó) 0.0091 (11 2− 2 − 1 − − ó ó
Ecuación general de la reacción
Análisis Mecanismo de reacción Formación del ion nitronio
Se dejó secar el producto para posteriormente pesarlo y obtener su rendimiento, determinar el punto de fusión y realizar una cromatografía con la finalidad de identificar el producto obtenido. Cromatografía en capa fina
Formación del 4-nitro-2-picolin-n-óxido
Una vez obtenido el producto, se realizó una prueba de identificación mediante una cromatografía, en donde se colocó una pequeña muestra en la capa fina y se eluyó con hexano/acetato de etilo, posteriormente se observó en luz UV a 254 nm. Esta prueba no funciono como prueba de identificación debido a que no había referencia, y por lo tanto no se logró realizar una comparación entre el producto obtenido y la referencia. Punto de fusión.
Se identificó el producto mediante su punto de fusión, el cual fue de 155 ºC, por lo cual se puede concluir que se obtuvo el producto deseado al compararlo con su punto de fusión teórico el cual es de 154-158 °C. Cuestionario 1.
Proponer un mecanismo de reacción que explique la nitración del N-oxido de picolina.
2.
El n-óxido de 4-nitro-2-picolina es un intermediario útil en la síntesis del heterocíclico (dar un ejemplo con estructura).
Obtención de 4-Nitro-2-Picolin-N-oxido.
El producto se obtuvo a partir de ácido nítrico, ácido sulfúrico y 2-picolin-N-oxido, en donde primero reaccionaron el ácido nítrico y el ácido sulfúrico para dar lugar a la formación del ion nitronio. Una vez obtenido el ion nitronio, se calentó a reflujo durante 2 horas, con el fin de proporcionar la energía necesaria para que reaccionen le 2-picolinN-oxido con el ion nitronio. El 2-picolin-Noxido al tener un Noxido este va a activar al carbono 4, por lo que se llevara a cabo una sustitución electrofilica aromática. Posteriormente se enfrió y se colocó en una mezcla de agua/hielo; se adiciono carbonato de sodio con la finalidad de neutralizar el producto y precipitarlo. Después se filtró el producto precipitado y se lavó con agua para así eliminar los restos de ácido que presentes en el producto.
3.
Ordene los siguientes compuestos de mayor a menor reactividad frente a la nitración y justifique su respuesta mediante estructura de resonancia.
Se demostró que con uso de un n-óxido aumenta la reactividad de las piridinas hacia las reacciones de SNA y SeA. El producto se identificó mediante su punto de fusión el cual obtuvo un valor de 155ºC.
Bibliografía
.
4. Dar la estructura de iodinina, ácido aspergilico, eminicina.
ácido
pulcheriminico
y
Conclusiones
Se llevó a cabo la síntesis de 4-Nitro-2picolin-N-oxido por medio de una sustitución electrofílica aromática. Al producto obtenido muestra el efecto push-pull, que origina que los compuestos tengan alta reactividad para reacciones de SNA y SeA favoreciendo las posiciones 2 y 4 como lo es el caso de los N-óxidos.
Morrison, R. T. y Boyd, R. N.; "Química Orgánica", 5ª Edición, Editorial Pearson Addison-Wesley, 1990, pags. 1184-1192 Seyhan Ege. Química organica estructura y reactividad, 2ª edición, editorial reverte. Pag. 1064-1071. Harry.J.M. Quimica Organica. Ed Panamericana.Colombia.1990.pp 215-218.