Práctica 8.
Li"iana S. Ra#íre$ % R!&ert! C. '. (!cane)ra
Síntesis de paranitr!ani"ina RESUMEN: Se realizó la síntesis de para-nitroanilina a partir de 3 procesos, el primero mediante 3g de acetanilida mediante una reacción de Sustitución Electrofílico Aromática (SEA) que se logró bloqueando selectiamente la entrada del electrófilo con una reacción de S!A, obteniendo paranitroacetanilida, el electrófilo utilizado fue el ión nitronio, el cuál ser obtuo con 3m" de ácido sulf#rico $ 3 m" de ácido nítrico% El siguiente proceso fue la &idrolisis de la para-nitroacetanilida, con ' m" de agua $ ' m" de ácido clor&ídrico a refluo por 3* minutos, posteriormente posteriormente alcalinizamos con '+ m" de &idróido de sodio al *. &asta un p/0'* obteniendo para-nitroanilina% Se obseró el efecto protector $ orientador del grupo acetilo durante la reacción reacción de nitración% 1inalmente, se pesó el producto para para obtener rendimiento $ se tomó punto punto de fusión para posteriormente enfrascarlo $ etiquetarlo%
INTRODUCCIÓN: "as aminas son sustancias orgánicas que se caracterizan por conten contener er el grupo grupo amino amino Sínte Síntesis sis de 2-!itr 2-!itroan oanili ilina% na% Estas Estas sustancias se clasifican en función de los &idrógenos sustituidos que tengan tengan,, siendo siendo primar primarias ias aquell aquellas as que tenga tengan n un solo solo &idrógeno sustituido, secundarias las que tengan dos $ terciarias tres% Estos sustitu$entes pueden ser tanto de naturaleza alifática como aromática% n gran gran n#mero n#mero de compu compuest estos os m4dica m4dica $ biológ biológica icamen mente te import important antes es son aminas aminas%% Algun Algunos os eempl eemplos os pueden pueden ser ser la adrenalina, las anfetaminas, quinina, &istamina, nicotina, entre otros% 5uc&os de estos compuestos eercen poderosos efectos fisiológic fisiológicos os $ psicológic psicológicos% os% "a serotonin serotonina, a, por eemplo, es un compue compuest sto o mu$ intere interesa sante nte,, $a que manti mantiene ene establ estables es los procesos mentales% 6tro uso industrial importante de las aminas es en la industria del n$lon, donde uno de sus componentes es &eametile &eametilendiam ndiamina% ina% 7iersas 7iersas aminas aminas aromática aromáticas s se emplean emplean para preparar tintes orgánicos de gran aplicación en la sociedad industrial% En esta ocasión se obtendrá una amina sustituida en posición8 para8 cuidando de no obtener el producto de sustitución en 9orto8% Esto Esto se lograr logrará á bloqu bloquean eando do esta esta posici posición ón para para impedi impedirr su sustitución mediante la acetilación del grupo amino, dando como result resultado ado un grupo grupo actia actiador dor más d4bil d4bil $ bloque bloqueand ando o las posiciones 9orto8 a causa del efecto est4rico%
DISCUSIÓN DE RESULTADOS: "a síntesis de para-nitroanilina se lleó a cabo mediante tres procesos que se mencionan a continuación: 2rimero, para realizar la síntesis de la para-nitroanilina, lleamos a cabo la nitración nitración de un compuesto compuesto aromátic aromático o sustituid sustituido, o, la reacción en general es la sustitución de un protón del anillo, por un ión nitronio% nitronio% El ión nitronio lo obtuimos obtuimos mezclando mezclando ácido sulf#rico $ ácido nítrico, el mecanismo de reacción se eplica a continuación: •
El mecanismo se inicia con la desprotonación del ácido sulf#rico, este es atraído por un átomo de oígeno del
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ácido nítrico, este es el que sire como ácido, $a que esta reacción es una reacción de á cido-base%;'<% El siguiente paso del mecanismo es que el ión &idroilo al protonarse, se uele un buen grupo saliente, que por por reso resona nanc ncia ia es desp desplaz lazad ado o como como agua agua ;=<, ;=<, formando el ión nitronio ;3<%
2osteriormente disolimos 3 gramos de acetanilida en > m" de ácido sulf#rico, sulf#rico, esto lo &icimos con cuidado cuidado $ con agitación agitación constante, constante, para poder disoler disoler la acetanili acetanilida da completa completament mente, e, posteriormente, aquí se realizó un intercambio de protones entre las especies especies participa participantes, ntes, posteriorment posteriormente e preparam preparamos os en un embudo de separación una mezcla de 3m" de ácido sulf#rico $ 3m" de ácido nítrico, así obtuimos el ión nitronio que funcionó como electrófilo en la reacción% 2ost 2oster erio iorm rment ente e en un ba?o ba?o de agua agua@& @&ie ielo, lo, colo coloca camo mos s la acetanilida disuelta en el ácido sulf#rico, $ con a$uda del embudo de separación colocándolo en el anillo $ en el soporte uniersal, ertimos gota a gota la mezcla de los ácidos que preparamos anteri anteriorm orment ente, e, esto esto se &izo &izo con precau precaució ción n $ con agita agitació ción n constante dentro del ba?o de &ielo, $a que si agregábamos la mezc mezcla la de ácid ácidos os sin sin prec precau auci ción ón,, nues nuestr tra a mezc mezcla la pudo pudo oscu oscure rece cers rse e $ se nos nos &abr &abría ían n form formad ado o subp subpro rodu duct ctos os no deseados, que &ubi4ramos tenido que recristalizar, para quitarle impurezas, impurezas, está está parte fue la 9nitración8 9nitración8 de la acetanilida, acetanilida, su mecanismo de reacción se eplica a continuación:
Es*+e#a ,. Nitraci-n de "a acetani"ida
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Práctica 8.
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El primer paso es a?adir la mezcla de ácidos ;'<, esta adición fue mu$ eot4rmica por lo cual se mantuo el matraz en un ba?o de agua@&ielo, posteriormente por los ácidos, se forma el ión nitronio, que $a eplicamos anteriormente ;=<, dic&o ión nitronio, atacó electrofilicamente a la acetanilida, actiándolo en orto $ para, pero, en posición orto, la posición es bloqueada por el factor est4rico del grupo acetilo, la sustitución orto $ para ocurre debido al compleo sigma que por tener el carbocatión más estable por resonancia tiene al nitrógeno cerca, se uele un compuesto mu$ estable en orto $ para ;3<, al #ltimo se pierde un protón del anillo, etraído por el agua que act#a como base, $ la base busca &idrógenos ácidos ;<, así obtenemos la para-nitroacetanilida $ el ión &idronio ;<%
2osteriormente deamos reposar nuestra mezcla en el matraz, $ obseramos que se comenzó a precipitar, con a$uda del matraz itazato a acío filtramos nuestra mezcla, laando con agua fría, la para-nitroacetanilida se precipita $ al ser insoluble en agua, queda en el papel filtro, lleándose $ quedando en el matraz itazato la base conugada del ácido sulf#rico $ el ión &idronio, que son solubles en agua, quedándonos solo nuestro primer producto en el papel filtro, el residuo del papel lo colocamos en nuestro matraz de nueo para la siguiente reacción% Bomo primer producto de reacción obtuimos paranitroacetanilida, en forma de una pasta de color blanco que colocamos en nuestro matraz erlenme$er, el siguiente pasó, entonces, es eliminar el grupo I#a)en ,. Reacci-n de Hidrólisisacetilo para obtener nuestro producto que esperamos, por medio de una &idrolisis, esto significa, adicionar agua, en nuestro matraz colocamos la paranitroacetanilida obtenida $ en el agregamos ' m" de agua $ 'm" de ácido clor&ídrico, colocamos nuestro sistema a refluo $ calentamos nuestro matraz erlenme$er por 3* minutos &asta que toda la para-nitroacetanilida se solubilizara con el agua $ el á cido (Cer imagen ')% 7ic&a reacción se muestra a continuación: •
2rimero se comienza con la protonación del oígeno del carbonilo de la para-nitroacetanilida, formando un carbocatión que es atacado nulceofilicamente por el agua, despu4s los electrones no enlazantes del nitrógeno aceptan un protón que está en el medio, por moimiento de electrones se genera una p4rdida del ácido ac4tico protonado, con esto obtenemos paranitroanilina que al final se protona con el protón del ácido ac4tico, formando para-nitroacetanilida protonada, el ión cloro $ el ácido ac4tico, que recibe el
nombre de clor&idrato de para-nitroanilonio%
Es*+e#a . /idr-"isis de "a paranitr!acetani"ida 1inalmente lleamos a cabo una reacción de ácido base a?adiendo una solución al *. de &idróido de sodio, &asta que obtuimos un p/0'*, esto se &izo para que la sal que obtuimos en el paso anterior, pasará a ser nuestro producto deseado%
En el #ltimo mecanismo adicionamos nuestra base que es el &idróido de sodio, dic&a base, se llea el protón de la sal (clor&idrato de para-nitroanilonio), con esto se forma el agua $ acetato de sodio, el agua se protona con el &idrógeno ácido del acetato de sodio, formando el ión &idronio que se desprotona fácilmente en presencia de una base, formando al final la para-nitroanilina, el acetato de sodio $ cloruro de sodio disuelto en agua% 1inalmente filtramos por
segunda ez al acío
$
obtuimos la para-nitroanilina como una pasta color amarilla en el papel filtro que deamos secar, para calcular su rendimiento $ tomar el punto de fusión%
CONCLUSIÓN: Se lleó a cabo la síntesis de para-nitroanilina a partir de acetanilida mediante una serie de procesos iniciando por la nitración de la acetanilida, para despu4s proceder con una &idrólisis de la para-nitroacetanilida finalizando con una reacción ácido base% 6bteniendo =g de para-nitroanilina en forma de una pasta amarilla con un rendimiento de +%3. 2or #ltimo se tomó el punto de fusión el cual fue de '3+D B el cual no coincide con la bibliografía consultada ('DB), lo cual puede ser debido a la &umedad presente en nuestro producto%
Es*+e#a 0. Reacci-n 1cid!(ase
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Práctica 8.
(I(LIO2R13IA: '%
"% F% Gade% Huímica 6rgánica Columen '% 2earson Educación, 54ico =*'' pp: >*->+*
=%
I%A%Ferssman, 2rincipios de Huímica orgánica, Editorial Jeert4, 54ico, 'K>, pp: +=>- +*
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