Síntesis Del Fenol A Partir De La Anilina
Las sales de arenodiazonio se forman por la diazoacion de una amina aromatica primaria. Las aminar aromaticas primarias primarias se suelen preparar por nitración de un anillo aromatico seguida de la reducción del grupo nitro hasta un grupo amino (-NH2).
OBJETIVO Obtención del fenol a partir de de la anilina, con con la utilización de de las sales de diazonio. FUNDAMENTO Las aminas son derivados del amoniaco en donde uno o más grupos alquilo o arilo están unidos al átomo de nitrógeno. Las aminas se clasifican de acuerdo con el numero de grupos alquilo o arilo enlazados al nitrógeno.
Si después esta amina se somete a diazoacion diazoacion para convertirla en la sal de diazonia, esta posición aromatica esta activada para ser transformada en una gran vriedad de grupos funcionales anteriormente ya mencionado pero en especial algunos grupos funcionales se pueden introducir via arenodiazonio.
A las aminas aromáticas y heterocíclicas se les conoce por lo general por su nombre nombre histórico. Por ejemplo, a la fenilamina se le llama anilina, y sus derivados se les conoce con derivados de la anilina.
*SUSTITUCION DEL GRUPO DIAZONIO POR EL GRUPO HIDROXILO: HIDRÓLISIS
Las reacciones de aminas con ácidos nitrosos (H-O-N=O) son muy útiles en síntesis. Como el acido nitroso es inestable, generalmente generalmente se prepara in situ (en el medio de reacción) mezclando nitrito de sodio (NaNO2) (NaNO2) con acido clorhídrico diluido y frio.
La hidrólisis se produce cuando una solución de una sal de arenodiazonio se acidifica acidifi ca fuertemente ( generalmente añadiendo H2SO4) y se calienta. calien ta. El grupo hidroxilo del agua sustituye al grupo N2+ dando lugar a un fenol. Esta síntesis de fenoles es muy útil en el laboratorio ya que a diferencia de la sustitución nucleofilica aromatica no requiere sustituyentes sustractores de electrones fuertes o bases y nueclofilos fuertes.
Na + - ON = O + H Cl
H
O
Nitrito de sodio
N
O + Na+
Cl -
acido nitroso
En una solución acida, el aci do nitroso se puede protonar y perden agua para dar lugar al ion nitrosonio, +N O. Es te ion nitrosonio parece ser el intermediario reactivo en la mayor parte de las reacciones entre a minas y acido nitroso. H
+ H
O
N
Acido nitroso
O + H
O
N
O
H2O + +N
O
N
O
acido nitroso pro tonado
*REACCION CON AMINAS PRIMARIAS: FORMACION DE SALES DE DIAZONIO Las aminas primarias reaccionan reaccionan con el acido nitroso, a través del ion nitrosonio, para producir + cationes de diazonio de la forma forma R NN. este procedimieto procedimieto se le llama diazoacion de la amina. Las sales de diazonio son los productos mas utiles que se obtienen con reacciones de aminas con acido nitroso. El mecanismo de la mormacion de la sal de diazonio comienza con un ataque nucleofilico del ion nitrosonio para formar una n-nitrosamina. Transferencia de un proton (tautomería) del nitrógeno al oxigeno para formar un grupo hidroxilo y un segundo enlace N N
El fenol antiguamente llamado acido fenico o acido carbólico, es un compuesto organico aromatico de formula C6H5OH. Es débilmente acido y se asemeja a los alcoholes alcohol es en su estructura. Los cristales incoloros y en forma de aguja, del fenol purificado tienen un punto de fusión de 43º y un punto de ebullición 1820C. 1820C. al estar almacenados los cristales cristales se vuelven rosados y finalmente rojizos. En 1867, el cirujano británico Joseph Lister utilizo por vez primera el fenol como desinfectante para esterilizar heridas vendajes e instrumentos quirúrgicos. Las disoluciones dilui das son antisépticos antiséptic os muy utiles, pero las disoluciones concentradas son causticas y dejan cicatrices en los tejidos Actualmente el fenol, ha sido sustituido por germicidas menos irritantes y mas eficaces, pero aun se sigue usando en la fabricación de resinas, plásticos, insecticidas, explosivos, tintes y detergentes, y como materia prima para la producción de algunos medicamentos como la aspirina. La fenolftaleína ( C20 H14 O4) es un derivado del fenol obtenido por la reacción entre entre el fenol y el anhídrido ftálico en presencia de acido sulfúrico, sulfúrico, y es usada como indicador indicador de la acidez. SUSTANCIAS 1. Agua destilada 2. Acido sulfúrico 3. Anilina 4. Hielo
La protonacion del grupo hidroxilo, seguida de la perdida de agua, produce el catión diazonio
5. Cloruro de sodio
La reacción total de diazoacion es:
6. Nitrito de sodio
Las sales de alcanodiazonio son inestables, se descomponen y se obtiene nitrógeno y carbocationes
7. Yoduro de potasio
Al contrario que las sales de alcanodiazonio, las sales de arenodiazonio son relativamente estables en soluciones acuosas, entre 00 y 100. Por encima de esas temperaturas se descomponen y pueden explotar si se aíslan y se calientan en s eco. El grupo diazonio (-N N)se puede sustituir por diferentes grupos funcionales funcionales inluyendo
8. Cloruro férrico 9. Éter isopropílico 10. Cloruro de calcio anhidro 11. Papel filtro 12. Parafina
H. OH, -CN
MATERIAL 1. 1 vaso de precipitado de 600 ml
Saturamos el destilado con cloruro de sodio y 20ml De éter isopropilico, agitamos hasta que se disolvió todo el cloruro de sodio, para colocarlo en un embudo de separación y extraerlo con tres porciones separadas de éter.
2. Baño maría 3. Termómetro 4. Embudo de separación 5. 2 matraz de balón de 1 litro 6. Refrigerante de rosario 7. Refrigerante recto
3.- La mezcla obtenida de los lavados fue colocada en un matraz erlenmeyer cubierto con algodón. 4.-Destilamos nuevamente entre 1780y 185O el fenol lo obtuvimos en una capsula de porcelana y dejamos enfriar los cristales DIAGRAMA DE FLUJO 15 gr de nitrito de sodio en 50 ml de agua
8. Vidrio de reloj
Se añade 30 ml de anilina procurando agitar y enfriamos en un baño de hielo y sal
9. Matraz erlenmeyer de 250 ml
Agregamos 20 ml de H2SO4
10. 1 matraz redondo
Colocamos 120ml de agua en un vaso de precipitado
11. 3 soportes universal
TEMPERATURA POR DEBAJO DE LOS 50
12. 3 pinzas 3 anillos de hierro
SAL DE DIAZONIO
13. 2 telas de as besto
Agregar hielo picado y la solución de nitrito de sodio
14. 2 mecheros
Agregar hielo picado y la solución de nitrito de sodio
15. 3 tapones horadados 16. 3 mangueras 17. Conexiones de vidrio Procedimiento: 1.- En un vaso de precipitado de 600 ml. Colocamos 120 ml. De agua destilada, 20 ml de ácido s ulfúrico y 30 ml de anilina, enfriamos la solución en un baño maría con hielo y sal, se agito hasta llegar a la temperatura de 0°C a 5°C agitando de vez en cuando para favorecer la formación de cristales. 2.- Disolvimos 15 gr. De nitrito de sodio en 50 ml de agua destilada, de esta se tomo 40 ml. Y se coloco en un embudo de separación, para después agregarlo a la solución poco a poco. 3.- añadimos 50 gr de hielo picado lentamente para conservar la temperatura después añadimos 40 ml de solución de nitrito de sodio, agitando y manteniendo la temperatura adecuada. 4.-con el agitador vertimos una gota de solución sobre un papel filtro con yoduro de potasio y almidón si a l caer la gota el papel filtro se torna de color oscuro esto nos indicara que hay acido nitroso libre.
4 min Vierta el sulfato vencen-diazonio Observaciones Antes de hacer la destilación por arrastre de vapor la solución que teníamos era de un color rojizo y conforme se comenzó ha realizar la práctica observamos como la solución que obteníamos era de color amarillo. Para el inicio del reflujo se tardo una hora Cuando colocamos el fenol en el matraz redondo aunque tenia el éter su coloración era amarillo intenso, y conforme se fue separando el éter, la solución que estaba en el matraz hacia bastante espuma causada por la alta temperatura. El éter que se separo de la sol ución volvió a tener su color original que era blanco, además de que se puede volver a utilizar en otras prácticas. Después de haber retirado todo el éter y comenzar a obtener el fenol, se observa como comienzan a formarse los cristales. Al hacer la prueba con el Cloruro férrico al 10 % la prueba nos dio positiva pues si apareció la coloración deseada.
4.- La prueba nos dio ácido nitroso libre, así que desechamos los otros 10 ml. Restantes. 5.- De ser así añada 10 ml restantes de la solución de nitrito de sodio si no deséchelos. 1.-Para la preparación del Fenol Vertimos el sulfato bencen- diazonio en un matraz balón de 1lt, y colocamos un refrigerante a reflujo, para después calentar la solución en el baño maría a 50 °C hasta que se acabo el desprendimiento de nitrógeno. 2.- Montamos el aparato y destilamos el fenol, para obtener 450 ml la cual le agregamos 80 gr.
Calentamiento a reflujo
