José Arturo de la Cruz Bosques Laboratorio de Química Orgánica 4 de octubre del 20!
"íntesis de #$%odoanilina& Obtenci'n de (alogenados de arilo )ráctica * OBJ+,-.O"& a) Conocer una reacción de sustitución electrofílica aromática. b) Efectuar una reacción que permita obtener un haluro de arilo. aril o. c) Observar el efecto activante del grupo amino en el anillo aromático ante una sustitución electrofílica aromática, al reaccionar con un halógeno poco reactivo (!). -ntroducci'n/ "a presente práctica es un caso de una sustitución electrofílica electrofílica aromática (#E$). El %odo constitu%e el electró&lo, el cual es atacado por el anillo aromático aromático para producir el intermediario intermediario sigma con carga positiva. El grupo amino en la anilina es un activador del anillo aromático, de ahí que su rapide' de reacción sea superior a la del benceno % además es un orientador orto % para. #ólo se observa el ataque del anillo aromático en la posición para, debido a que la l a molcula de %odo permite una interacción estrica con la amina, la cual por su geometría (tetradrica), (tetradrica), impide un acercamiento a las posiciones vecinas (orto). (*$+, s.f.)
ecanismo/ ) $taque del anillo aromático al electró&lo. "a molcula de %odo aunque es neutra, facilita el ataque debido a su polari'abilidad. #olo se observa el ataque en la posición para debido a que la molcula de %odo permite una interacción estrica con la amina, impidiendo i mpidiendo un acercamiento en las posiciones orto. -espus de la reacción de adición se forma el intermediario sigma (a/d).
!) El intermediario intermediario sigma pierde un protón recuperando recuperando la aromaticidad del anillo. #e elimina %oduro de hidrógeno, el cual reacciona con el orbital sp de la amina para formar el %oduro de p/%odoanilina (0). -ebido a las propiedades ácidas de este 1ltimo, reacciona con bicarbonato liberando CO! % p/%odoanilina.
aterial $2aso de precipitados de 03 m" /2aso de precipitados de 33 ml /4ande5a para agua fría %6o con hielo /2idrio de relo5 /2arilla de vidrio /+atra' 7itasato /Embudo buchner /Embudo de gravedad /-os matraces de 03 ml
/8ipeta de % 0 ml /9ubo eppendorf 1eactios $ :odo sublimado /4icarbonato de sodio /$gua destilada /$nilina /;e
9abla de propiedades físico/químicas "ustanci a
3ormula olecul ar !
)eso olecul ar !0.= g6mol
)& de 3usi'n C >?C
)& de +bullici 'n C =>?C
5ensi dad g6ml >.@ g6ml
Bicarbon ato de sodio Agua
*a;CO
=>.33 g6mol
03?C
=0 ?C
!.! g6ml
;!O
3?C
33?C
g6ml
Anilina
C;0*;!
=.3 g6mol @. g6mol
/.?C
=>.?C
.3! g6ml
7e8ano
C;>
=. g6mol
/@0.?C
@?C
3. g6ml
9ter de #etr'leo
F
2aría
2aría
2aría
3. a 3.= g6ml apro<.
%odo sublimad o
"olubilid ad
#olubilida d en agua ligera (3,3 g633 g de agua A !3C). Bácilment e soluble en ter dietílico. #oluble en metanol. en aguaD 03 g6l (!3?C) / #oluble en compuest os no polares como el ter. *o es soluble en agua. #oluble en compuest os no polares #oluble en compuest os seme5ant es, no polares.
Carb'n actiado
C
!.3 g6mol
003?C
>=!?C
.0 g6ml
nsoluble en agua
##9$*C$ 8E"GHO#-$- E *-C$CO*E# E* C$#O -E CO*9$C9O. :O-O *o combustible. 8uede causar combustión por su carácter #4"+$-O o
$*"*$
;EM$*O
9EH -E 8E9HP"EO
C$H4P* $C92$-O
como primer au
menos por 0 minutos. Como medida general, utili'ar una ducha de emergencia si es necesario. #acarse la ropa contaminada % luego lavarla o desecharla. -e mantenerse la irritación, recurrir a una asistencia mdica. Contacto con los O:os/ "avarse con abundante % rápida $gua en un lavadero de o5os, entre 0 % 3 minutos como mínimo, separando los párpados. -e persistir la irritación, derivar a un centro de atención mdica. -ngesti'n/ "avar la boca con bastante $gua. -ar a beber $gua. Enviar a un servicio de atención mdica inmediatamente. Procedimiento. Pese 1.4 g de yodo sublimado en un vaso pequeño y tápelo con un vidrio de reloj. En otro vaso de precipitados de 100 ml, mezcle 1.0 g de bicarbonato de sodio, 10 ml de agua destilada y 0. ml de anilina. En!r"e en un baño de #ielo, tratando de mantener la temperatura entre 1$%1& o '. (gite vigorosa, constante con una varilla de vidrio. (ñada el yodo en pequeñas porciones de manera que la adici)n dure 1& min. *antenga la agitaci)n vigorosa, constante y cuidadosa. +na vez terminada la adici)n contine con la agitaci)n y la temperatura entre 1$%1& o ' durante $0 minutos -se observa la !ormaci)n de una emulsi)n ca! oscuro/. En!r"e a temperatura ambiente y deje reposar por 10 min. a reacci)n es completa con la !ormaci)n de un s)lido oscuro y cuando el desprendimiento de di)ido de carbono #aya cesado. a p%yodoanilina se separa como un s)lido oscuro. 2iltre a vac"o el producto crudo y lave con agua destilada. 'oloque el producto crudo en un matraz Erlenmeyer y agregue $0 ml de #eano o de ter de petr)leo, caliente #asta ebullici)n en baño *ar"a -precauci)n3 recuerde el punto de ebullici)n del solvente/. *antenga el volumen constante. En!r"e unos segundos y adicione 0.0& g de carb)n activado. 'aliente la mezcla a ebullici)n, la disoluci)n de la p%yodoanilina debe ser completa. 2iltre en caliente por gravedad -caliente previamente embudo y matraz receptor en la estu!a para evitar que la soluci)n cristalice en el papel !iltro/. ave el residuo con 1 o $ ml de disolvente caliente. En!r"e lentamente la soluci)n !iltrada #asta temperatura ambiente y luego coloque en baño de #ielo #asta que cristalice el producto. 2iltre a vac"o lavando con el disolvente !r"o. ealice la !iltraci)n lo más rápidamente posible y evite que circule aire a travs de los cristales por un tiempo prolongado, puesto que el producto se oida con el aire. 5etermine el punto de !usi)n del s)lido obtenido -p. !. reportado 6 $%7 o'/
Obseraciones /$ntes de adicionar la anilina nos aseguramos de que el agua con bicarbonato, previamente me'clados en el vaso de precipitados, estuviera en !?C. -e igual manera la me'cla con anilina estaba en !?C, para me5orar el rendimiento de la reacción. Esta temperatura aumentó cuando empe'amos a adicionar el %odo, hicimos adiciones pequeRas cada dos minutos, en la primera adición se elevó uno o dos grados la temperatura, cada ve' que adicionamos %odo se elevó la temperatura, pero en menor medida cada ve'. Esto se reNe5a en la energía desprendida al romper enlaces. /"a temperatura nunca paso de ?C. /$gitamos con una varilla de vidrio, esto propició la me5or interacción del
%odo % la anilina, por el carácter aceitoso de sta 1ltima es difícil me'clar con el agua, un agitador magntico habría per5udicado la reacción, el contacto de la anilina % el %odo no se daba fácilmente, la varilla a%uda bastante, 5unto con la maniobra de la mano, se tiene que ver donde se queda pegada la anilina, porque se adhiere a las paredes. /;a% que tener cuidado con los solventes que se usen % los contenedores, porque podría haber contaminación, no ocurrió con nosotros. /Obtuvimos cristales con un tono ligeramente naran5a. /9uvimos un accidente durante el lavado con el disolvente frío, queríamos recuperar cristales que se formaron en el matra' Qitasato, pero teníamos todo el sistema en un baRo de agua fría, el matra' Qitasato ca%ó dentro de la tina % entró agua a la solución con cristales, esto nos costó rendimiento de la reacción, una recomendación hasta este punto es tener cuidado con el agua de la chaqueta, porque podría voltearse con cualquier agitación.
Determine el % Rendimiento.
Hendimiento de reacción C;0*;! S ! S *a;CO T C;>*;! S *a S CO ! S ;!O 3.ml de anilina (
1.02 g
1 mol
) U 3.!g de anilina ( )=¿ .0><3/ 1 ml 93.13 g
moles de anilina
.>!g de %odo (
1 mol 253.81
g
¿
U 0.0<3/ moles de %odo
Como se puede ver en la reacción, la relación molar es uno a uno, por lo que el reactivo limitante es el %odo. 0.0<3 moles de %odo ( /
1 moldep
− yodoanilina
1 mol de yodo
) U 0.0<3/ moles de p/
%odoanilina 219.02
0.0<3/ moles de p/%odoanilina (
1 mol
g
)U .!g de p/%odoanilina
VHendimiento teorico 8eso obtenido de p/%odoanilina U 3.@!g g de p − yodoanilina 0.3912 g de p − yodoanilina )V33U ;2&2<
1.2177
I de rendimiento U ( Cuestionario Síntesis de p-Yodoanilina
1. Identifica el electrófilo en la reacción de Sustitución Electrofílica Aromtica !ue se lle"a a ca#o en este e$perimento.
El %odo constitu%e el electró&lo, el cual es atacado por el anillo aromático para producir el intermediario sigma con carga positiva.
. &Cómo se forma 'ste electrófilo teniendo en cuenta !ue la mol'cula de (odo es neutra) Escri#e la reacción.
8orque se tiene S e /. : el bicarbonato de sodio reacciona atra%endo la parte negativa (o
! S *a;CO T S S *a S ;!O SCO! *. &+u' tipo de sustitu(entes se o#tienen en esta reacción de ,aloenación de la anilina) Di#ua sus estructuras.
#e obtiene la misma amina (*;!) como grupo funcional que teníamos desde un principio % un halógeno (), por eso es halogenación, por el %odo que WhalogenaX la anilina.
/. &Por !u' en esta reacción no se aplica enería 0calentamiento)
8orque es una reacción e
! S *a;CO T S S *a S ;!O SCO! 3. &Cules son las propiedades físicas ( usos de la p-Yodoanilina)
/8olvo &namente cristali'ado. /Color blanco. /8unto de fusión de 0>?C a 0?C /-ifícilmente soluble en agua. /Juebradi'o. /*o tiene olor característico.
8roducto químico para síntesis. CO=CL>"-O=+" ;asta este punto seguimos modi&cando partes del anillo bencnico, primero hicimos nitración, por e5emplo, en este punto reali'amos una sustitución electrofílica. #e vieron propiedades importantes para la reacción como la temperatura en reacciones e
#e identi&có al electró&lo (el %odo) % la función del bicarbonato de sodio para generar (o
Heferencias *$+. (s.f.). Quimica Orgánica, FQ, UNAM. Obtenido de httpD66organica.org6D httpD66organica.org6>36>3Y>a.pdf
