Alumno: Mora Navarrete José Armando Clave: 10 Química Orgánica III Grupo: 5
Práctica No.2 Obtención de aminas II: Reducción selectiva derivados nitrados. Obtención de m-nitroanilina a partir de m-dinitrobenceno. Reacciones:
Tabla de datos estequiométricos:
La síntesis de m-nitroanilina se llevó a cabo por medio de una reducción selectiva por medio del polisulfuro de sodio, el cual se preparó en el laboratorio a partir de 0.3290 g de sulfuro de sodio.
PM(g/mol) m(g)
m-Dinitrobenceno + polisulfuro de sodio 168.1 -0.2098 --
--> m-nitroanilina 138.1 0.1519
ml Densidad n teo (mol) n exp (mol)
-----l 0.00125 0.00125
-----
--0.00125 0.00109
Moles experimentales m-dinitrobenceno: Moles experimentales m-nitroanilina:
.
6. / .
. /
= 0.00125
= 0.00109
Moles teóricos de m-nitroanilina: El reactivo limitante es el m-dinitrobenceno, por lo que los moles teóricos que habrían de esperarse de m-nitroanilina deben ser los mismos que de 2,4-dinitroclorobenceno, es decir:
1.25 × 10− × = 1.25 × 10 Procedimiento experimental y análisis.
−
1
1
Al calentar la mezcla de sulfuro de sodio, azufre y agua se observa un cambio de c olor, que indica la reducción del azufre para formar e l polisulfuro. Se debe procurar hacer el calentamiento del matraz con agua y dinitrobenceno a la par de la formación del polisulfuro, pues si se enfría la mezcla de polisulfuro, comenzará precipitar el azufre en el embudo de adición, tapándolo e impidiendo el flujo. Es durante el calentamiento posterior de 20 m inutos cuando se forma el producto. Sin embargo, en este punto se encuentra una mezcla de m-dinitrobenceno que no reaccionó, azufre y mdinitroanilina, los cuales formarán un precipitado en el fondo del matraz. EL producto esperado es insoluble en agua, por lo que se separa junto con las demás impurezas insolubles. Para purificar el producto, se disuelve en HCl y agua, pues la m-dinitroanilina reacciona con el ácido clorhídrico para formar una sal. Para favorecer que esta sal se disuelva, se calienta la mezcla y después se filtra. En el papel filtro se encontrarán parte de las impurezas y en la fase líquida la sal del producto esperado. Al añadir hidróxido de amonio, ocurre una reacción ácido-base en la cual se producen cloruro de amonio y m-nitroanilina, donde el cloruro de amonio permanecerá soluble en la mezcl y la mnitroanilina precipitará al fondo del matraz. El producto puede filtrarse y posteriormente aplicar le una recristalización con agua para purificarlo un poco más. Resultados.
El producto obtenido fue m-Nitroanilina, el cual es un sólido de color amarillo brillante con un punto de fusión de 92-94 ºC y se obtuvo una masa de 0.1519g. Se obtuvieron 0.00109 mol de m-nitroanilina.
1.25 × 10− × = 1.25 × 10 % =
−
1
1
1.09 × 10− 1.25 × 10−
× 100 = 87.2 %
El punto de fusión que se obtuvo en el labor atorio fue de 92-94ºC, sin embargo, en hojas de seguridad se reporta un punto de fusión de 114ºC para la nitroanilina, por lo que el porcentaje de error en el punto de fusión experimental es:
% =
114 93 114
× 100 = 18.4%
Análisis de resultados.
El producto obtenido fue m-nitroanilina por medio de una reducción selectiva con polisulfuro de sodio. Esta reacción permitió reducir únicamente a uno de los dos grupos nitros presentes en el
m-dinitrobenceno , lo cual no hubiese sido posible al emplear otros métodos de reducción como la hidrogenación catalítica. El aspecto físico concuerda con el que se indica en las hojas de seguridad. Se obtuvo un rendimiento relativamente alto, pero con un punto de fusión que no corresponde al del producto, lo cual sugiere que el producto obtenido no se encontraba puro y que en realidad se obtuvo una menor cantidad de éste. La o btención de una placa cromatográfica hubiese ayudado a confirmar esta hipótesis. Conclusiones.
Es posible efectuar una reducción selectiva a un grupo nitro por medio del empleo de polisulfuro de sodio. El producto obtenido fue m-nitroanilina, que se purificó por medio de sus propiedades ácido-base. Se obtuvieron 0.1519g de producto, un rendimiento de 87% y un punto de fusión de 92-94ºC. El punto de fusión no concuerda con el que se reporta para la m-nitroanilina.
