Calendarizacion y Practicas Qo II Iq

PERÍODO: 2015-II CALENDARIZACIÓN Y MANUAL DE PRACTICAS QOII ING. QUÍMICA

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<ASIGNATURA: Química Orgánica II GRUPO: 2501 A/B CARRERA IQ PERIODO: 2015-II

HORARIO: Miércoles 12-16 h LAB.: L-111 NO. DE EQS.: 8

SEMANA /ETAPA ACTIVIDAD FECHA

OBSERVACIONES

1 Inscripción al Laboratorio y Presentación 28/01

2 Medidas de Seguridad, Manejo de residuos. 04/02

3 P-1 Obtención de Difenilcarbinol 11/02

4 P-2 Obtención de β−nerolina 18/02

5 P-3 Obtención de fenolftaleína y fluoresceína. 25/02

6 P-4 Obtención de m-nitroanilina 04/03

7 P-5 Obtención de p-nitroanilina 11/03

8 P-6 Obtención de azocompuestos* 18/03

9 P-7 Obtención de benzoina 25/03

10 P-8 Obtención de bencilo. 08/04

11 P-9 Obtención de ácido bencílico 15/04

12 P-10 Obtención de chalcona 22/04

13 P-11 Obtención de ácido cinámico. 29/04

14 P-12 Obtención de jabón: saponificación. 06/05

15 Tratamiento de residuos 13/05

16 Promedio y entrega de evaluación final, aplicación de encuesta de calidad.

20/05

Este documento deberá anexarse en la bitácora de trabajo del laboratorista en la semana 1. En caso de contingencia o incidentes, deberá llenarse el formulario respectivo y depositarlo en el buzón del laboratorio o entregarlo a la jefatura.

A. Karina Franco Francisco Luis Antonio Martínez Arellano

Nombre y firma Nombre y firma

Profesores del grupo.


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DIFENILCARBINOL

OBJETIVO: El alumno llevará a cabo la reducción de una cetona por medio de un metal en un medio básico, apara obtener un alcohol.

GENERALIDADES: Una reducción puede entenderse como la adición o extracción de oxígenos en un compuesto orgánico.

PARTE EXPERIMENTAL:

En un matraz bola de 50 mL se colocan 0.5 g de Benzofenona, 6.3 mL de Etanol, 0.9 g de KOH (ó 0.65 g de NaOH) y 0.65 g de polvo de Zinc. Se adapta al matraz un condensador e reflujo y se mezcla el contenido del matraz con movimientos rotatorios. Se pone a hervir la mezcla de reacción suavemente, en Baño María, por un lapso de 75 minutos, se agita constantemente para que no se aglomere el Zinc y tenga una mayor superficie de contacto.

Se filtra la mezcla de reacción en caliente para separar el Zinc que no haya reaccionado (se enjuaga el papel filtro al chorro de agua antes de desecharlo, pues esta activado y fácilmente puede inflamarse).

Se vierte el filtrado en un vaso de precipitado que contenga aproximadamente 25 g de hielo con 2.5 mL de HCl concentrado. Se agita para que cristalice el Difenilcarbinol. Se filtra y se recristaliza (encontrar el disolvente ideal), se seca y se determina el punto de fusión.

INVESTIGACIÓN PREVIA AL EXPERIMENTO:

1. Concepto de oxidación y reducción. 2. Agentes oxidantes y reductores. 3. Mecanismo de reacción de la síntesis efectuada. 4. Propiedades de reactivos y productos

BIBLIOGRAFÍA:

1. House, Modern Synthetic Reactions, 2nd. Ed., W.A. Benjamin Inc. N.Y. 1972. 2. Gaylord, Reactions with complex Metal Hydrides, Interscience Publ. Inc., N.Y. 1956. 3. Brown, J. Chem. Ed. 38, 173 (1961). 4. Schenker, Newer, Methods prep., Org. Chem. 4, 196, (1968).


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5. Hutchins, J. Am. Chem. Soc., 95, 6131 (1973).

SÍNTESIS DE ETERES

β-‐ NEROLINA

OBJETIVO: Obtener un éter mixto por medio de la reacción entre el β –Naftol y la mezcla Metanol-‐Ácido sulfúrico para dar como compuesto a la β –Nerolina.

INTRODUCCIÓN:

Los éteres son compuestos de fórmula general R-‐O-‐R, Ar-‐O-‐R ó Ar-‐O-‐Ar, los éteres que contienen dos grupos alquilo o arilo idénticos reciben el nombre de éteres simétricos y los que presentan dos grupos distintos (alquilo y/o arilo) se conocen como éteres no simétricos.

Los éteres aromáticos son sustancias de olores agradables, muchos de ellos se encuentran en la naturaleza formando parte de los llamados aceites esenciales, por ejemplo el Anetol, el Safrol, etc., siendo empleados por lo anterior en la fabricación de esencias artificiales.

Los éteres pueden obtenerse por deshidratación de alcoholes, por la acción de un halogenuro de alquilo sobre un alcóxido metálico (Síntesis de Williamson), los éteres metálicos y etílicos se pueden sintetizar por reacción de alcóxidos ó fenóxidos con Sulfato de metilo o Sulfato de etilo.

PARTE EXPERIMENTAL:

En un matraz bola de 125 mL provisto de un refrigerante, se colocan 1 g de β –Naftol, 5 mL de Metanol, 1mL de Ácido sulfúrico, la mezcla se refluye una hora, luego se vierte sobre la mezcla 20 mL de agua helada. El éter precipitado se recoge por succión a vacío sobre un embudo Büchner, el precipitado se lava dos veces con agua helada, una vez con 4 mL de NaOH al 10% y otra vez con agua helada. Se recristaliza en Etanol caliente decolorándose con carbón activado.

Los cristales se secan, se pesan y se les determina el punto de fusión (punto de fusión teórico 71OC).


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INVESTIGACIÓN PREVIA:

1. Describir la preparación de éteres a través de los procesos de Síntesis de Williamson y de alcoximercuración-‐desmercuración.

2. Describir las variaciones existentes en la síntesis de Williamson (empleo de Tosilatos y de Sulfato de dimetilo)

3. Mecanismo de la reacción efectuada. 4. Describir la técnica experimental y el mecanismo de reacción para la misma síntesis pero utilizando

Sulfato de dimetilo e indique una posible desventaja práctica para la misma al ser efectuada en el laboratorio escolar.

5. Resumir los usos y fuentes de los éteres. BIBLIOGRAFÍA:

1. Vogel, A.I. Elementary Organic Chemistry. Prt 1 : Small Scale Preparations. 2nd. Ed. Longman G. Ltd., London, 1970.

2. Morrison, R.T., Boyd, R:N,; Química Orgánica. 5a. Ed. Adisson-‐Wesley Iberoamericana, México. 3. Wingrove, A.S., Caret, F:L.; Química Orgánica. Harla. México, 1990.


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OBTENCIÓN DE COLORANTES DEL TIPO DE LAS FTALINAS, (FENOLFTALEINA Y FLUORESCEINA)

OBJETIVO: El alumno obtendrá dos colorantes del tipo de la ftaleína, por condensación de Anhídrido ftálico, con Fenol produce Fenolftaleína y con Resorcinol produce Fluoresceina. Observará su comportamiento como indicadores en medio ácido y en medio básico.

INTRODUCCIÓN:

En una reacción de condensación se unen dos moléculas, generalmente con pérdida de agua o de otra molécula sencilla. Así por ejemplo, un ester es el producto de una reacción de condensación entre un ácido y un alcohol.

Hay un gran número de condensaciones, como por ejemplo: la Perkin, Knoevenagel, Doebner, Claisen, Dieckmann, etc., y cada una parece ser distinta a la otra, sin embargo un exámen mas detenido demuestra que cada una de ellas supone un ataque de un ión carbonio a un grupo carbonílico.

El ión carbonio es generado prácticamente de la misma forma o sea la abstracción de un hidrógeno en posición alfa con respecto al carbonilo, por medio de una base.

PARTE EXPERIMENTAL:

Fenolftaleína: En un tubo de ensayo mezcle 0.3-‐0.4 g de Fenol y agregue 0.2 g de Anhídrido ftálico. Añada 3 ó 4 gotas de Ácido sulfúrico concentrado, agite la mezcla con agitador de vidrio y caliente en baño de aceite hasta 160OC durante 2 ó 3 minutos. Vierta la masa fundida sobre 50 ó 60 mL de agua; una parte de


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la solución colóquela en un tubo de ensayo (3 mL), agréguele gota a gota solución de NaOH hasta observar un cambio de coloración, después acidule gota a gota con HCl 1:1. Anote sus observaciones.

Fluoresceína: En un tubo de ensayo mezcle 0.3 ó 0.4 g de Resorcina con 0.2 g de Anhídrido ftálico; añada 3 ó 4 gotas de Ácido sulfúrico concentrado; agite la mezcla con agitador de vidrio durante 2 ó 3 minutos. Caliente la mezcla en baño de aceite a 160OC durante 3 minutos. Vierta el contenido del tubo de ensayo sobre 50-‐60 mL de agua. Coloque 3 mL de la solución en un tubo de ensayo, agregue solución de NaOH al 5% y examine con luz directa y con luz reflejada. Otra parte de la solución acidifíquela; anote sus observaciones.

NOTA

• Evite un excesivo calentamiento pues si esto ocurre la mezcla de reacción se carboniza. INVESTIGACIÓN PREVIA

1. Estructura químicas de las ftaleínas y sus miembros más importantes. 2. Reacciones y fundamento químico de las técnicas. 3. Propiedades y estructura química de los reactivos y productos obtenidos. 4. Fenolftaleína y sus derivados. 5. Fluoresceína y sus derivados. 6. Importancias de la Fenolftaleína en farmacia y medicina. 7. Importancia de la Fluoresceína en farmacia, en medicina y en geología.

BIBLIOGRAFÍA

1. Morrison & Boyd, Química Orgánica, Fondo educativo Interamericano, S. A. 1976. 2. Allinger, Cava, Jonch, Johnson, Lebel & Stevens, Química Orgánica, Editorial Reverté, S.A. 1976. 3. Remington’s Practice of Pharmacy, Martin & Cook, Mack Publishing Company Easton,

Pennsylvania, 1978.


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OBTENCIÓN DE m-‐NITROANILINA

REDUCCIÓN SELECTIVA DE m-‐DINITROBENCENO

OBJETIVOS:

• Que el alumno aprenda en que consiste un proceso de reducción. • Que efectué una reducción selectiva de un grupo nitro. • Conocer los diferentes reactivos usados para una reducción.

INTRODUCCIÓN:

El método más usual para preparar aminas aromáticas, es la nitración del anillo y la reducción subsecuente del grupo nitro a un grupo amino. La reducción de un grupo nitro a un grupo amino supone la reducción del nitrógeno desde su estado de oxidación más alto al más bajo. Cuando un nitrocompuesto se reduce en ausencia de ácidos fuertes, se pueden obtener productos de reducción en un estado de oxidación intermedio; estos productos están representados en el esquema general de reducción de Nitrobenceno de Haber.

Existe un tipo de reducción llamada reducción selectiva, en la cual se puede reducir un grupo nitro de un compuesto dinitrado, utilizando Sulfuro de hidrógeno en Amoniaco acuoso o alcohólico, sulfuros o polisulfuros sódicos ó amónicos. Cuando se utiliza H2S, debe medirse cuidadosamente éste porque si se usa una cantidad excesiva, se podría provocar la reducción del otro grupo nitro.

PARTE EXPERIMENTAL:

Preparación de la solución de Polisulfuro de sodio: Disolver 2 g de Sulfuro de sodio cristalino (Na2S*9H2O) en 8 mL de agua, agregar 0.5 g de Azufre en polvo fino, se hierve agitando de vez en cuando hasta obtener una solución clara.

En un matraz bola se colocan 1.25 g de m-‐Dinitrobenceno y 10 mL de agua, se calienta la mezcla suavemente y con agitación hasta que comience a hervir y la solución sea homogénea (1); posteriormente se agrega lentamente y sin dejar de agitar la solución de polisulfuro de sodio. Después de haber mezclado las dos soluciones, se pone a reflujo por 30 minutos a fuego directo. Se enfría (se puede agregar dentro un poco de hielo), se obtiene un sólido, el cual se filtra a vacío y se lava con agua helada.


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El sólido obtenido se pasa a un matraz Erlenmeyer que contenga 8 mL de agua y 2.5 mL de HCl concentrado, se hierve con lo que se disolverá la m-‐Nitroanilina quedándose los reactivos que no reaccionaron; se filtra el sólido y se desecha. Al flitrado se le agrega una solución concentrada de Amoniaco hasta pH alcalino (2); precipitándose así la m-‐Nitroanilina, la cual se filtra y se recristaliza de Etanol-‐agua en una proporción de 10-‐90% aproximadamente (3).

NOTAS:

1. Se pueden adicionar 2 a 3 mL de Etanol 2. De 3 a 4 mL de NH4OH concentrado, ver la precipitación si no agregar de 1 a 2 mL más o bien

medir el pH. 3. O probar alguna otra relación si es posible.


1. Qué agentes se usan en la reducción de nitrocompuestos aromáticos. 2. En la reducción selectiva de nitrocompuestos aromáticos, cuáles son los agentes reductores más

apropiados. 3. Qué importancia tiene la preparación de aminas aromáticas, vía reducción de nitrocompuestos

aromáticos. 4. Escriba le reacción completa que se efectúa en esta práctica.

BIBLIOGRAFÍA

1. Vogel, A.I. Practical Organic Chemistry. 3a. Ed. Longmans, Londres. 1956. 2. Cremlyn & Still. Named and Miscellaneus Reactions in Practical Organic Chemistry. Heinemann Ed.

Books Ltd. Londres. 1967. 3. Solomons T.W. Graham. Química Orgánica. Editorial Limusa. México 1979.


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OBTENCIÓN DE p-‐NITROANILINA

(NITRACIÓN E HIDRÓLISIS DE ACETANILIDA)

OBJETIVO: Que el alumno efectué una reacción de nitración en el anillo de una amina aromática protegida como acetil derivado y elimine la protección por hidrólisis alcalina, como ejemplo del uso del concepto de grupo protector.

INTRODUCCIÓN:

En este experimento se va a convertir Acetanilida en p-‐Nitroanilina. El mecanismo de nitración es esencialmente idéntica al dado para la nitración del benceno. El ión nitronio es dirigido a las posiciones orto y para al grupo acetamida. Esto ocurre debido al efecto de resonancia del grupo que aumenta la densidad electrónica en esas posiciones, ayudando a estabilizar los intermediarios que se formaron. Se favorece la sustitución para el grupo acetamido. El producto orto también se forma pero en pequeñas cantidades y se elimina en la purificación.

PARTE EXPERIMENTAL:

1.-‐ Nitración de la Acetanilida: en una vaso de precipitados se colocan 1.25 mL de Ácido acético glacial y 1.35 g de Acetanilida. Se agita constantemente y se adicionan 2.5 mL de Ácido sulfúrico concentrado, enfriándose la mezcla en un baño de hielo-‐sal (solución clara) hasta que se tenga una temperatura de 0-‐5 OC. En este momento, se agrega gota a gota y con agitación 0.75 mL de Ácido nítrico fumante, cuidando que la temperatura no ascienda a más de 25 OC.

Cuando se ha agregado todo al ácido, la temperatura desciende, la mezcla de reacción se saca del hielo y se deja a temperatura ambiente por 10 minutos (cuidando que la temperatura no suba más de 10 OC). Se vierte la solución en 25 mL de agua, precipitándose el producto como un polvo amarillo cristalino, se filtra y se lava y se seca.

2.-‐ Hidrólisis de la p-‐Nitroacetanilida: Los cristales obtenidos en la parte anterior se colocan en un matraz bola y se agregan 6 mL de Etanol y una solución de 1.5 g de NaOH en 4 mL de agua. Se coloca el


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condensador en posición de reflujo y se refluye en baño maría durante 10 minutos. Al cabo de este tiempo la solución es amarillo claro. Se vierte en vaso de precipitados que contenga 10-‐15 g de hielo y se enfría en baño de hielo con lo que cristaliza la p-‐Nitroanilina. Se filtra y se baja con las aguas madres el sólido que quedó adherido en el recipiente, se lava con un poco de agua de agua helada, se seca y se recristaliza de etanol-‐agua. Se determina el punto de fusión.

INVETIGACIÓN PREVIA:

1. Condiciones experimentales para nitrar una amina aromática y diferentes agentes nitrantes. 2. Efecto del grupo acetamido en la reactividad y orientación del anillo aromático. 3. Indique que ocurre si se nitra la anilina directamente. 4. Condiciones experimentales para efectuar la hidrólisis de amidas y mecanismos de reacción

implicados. 5. Indique agentes acetilantes de aminas. 6. Investigue los mecanismos de reacción involucrados en la práctica. 7. Propiedades y usos de reactivos y productos. 8. Investigue propiedades generales de aminas y amidas. 9. Cálculos de rendimiento.

BIBLIOGRAFÍA:

1. Vogel, A:I. A Textbook of Practical Organic Chemistry, Longman, London, 1970. 2. Pavia, D:L. Introduction to Organic Laboratory Tech., Saunders Co., London, 1976.


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AZOCOMPUESTOS, ANARANJADO DE METILO

OBJETIVO: Ilustrar en el laboratorio las reacciones de acoplamiento, dentro de las propiedades químicas de las sales de diazonio. Una vez efectuada la reacción de diazoación de la amina, emplear la sal de diazonio obtenida como un intermediario, para formar un colorante.

INTRODUCCIÓN:

El Ácido nitroso, es un ácido débil e inestable, reacciona con todas las clases de amina. Las aminas primarias aromáticas reaccionan con el Ácido nitroso formando sales aridiazonio, las cuales no se descomponen cuando la temperatura de la reacción se mantiene a menos de 5 OC. Las reacciones de diazoación de las aminas aromáticas primarias son de bastante importancia en síntesis orgánica porque el grupo diazonio puede reemplazarse por otros grupos funcionales muy diversos.

Hay diversas reacciones en las que el ión diazonio actúa como electrófilo hacia varias moléculas aromáticas. En el producto se conservan ambos átomos de nitrógeno. Los compuestos de este tipo se conocen como azocompuestos. Los azocompuestos son el tipo más común de colorantes sintéticos. Es importante anotar algunas de las características que hacen los azocompuestos particulares apropiados como colorantes. En primer lugar, el grupo azo sirve como un eslabón conjugante entre los dos sistemas aromáticos, dando por resultado un sistema altamente conjugado. En segundo lugar, el eslabón azo se forma fácilmente a partir de precursores baratos y es bastante estable, particularmente hacia la hidrólisis.

Como el acoplamiento azo es una reacción de sustitución electrófilica aromática, se deduce que la velocidad del proceso se incrementa con la presencia de sustituyentes donadores de electrones en el anillo


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que se va a atacar. Así, la mayoría de los anillos aromáticos usados en reacciones de acoplamiento contienen grupos amino o hidroxilo.

PARTE EXPERIMENTAL:

Diazoación: En un vaso de precipitados de 150 mL se disuelven 0.4 g de Carbonato de sodio en 10 mL de agua y se coloca en baño de hielo-‐sal. Se agrega 1 g de Ácido sulfanílico, agitándose hasta disolución total. En seguida, se agregan 10 g de hielo picado, 4 mL de solución de Nitrito de sodio al 10% y finalmente 4 mL de HCl al 20% v/v. Al cabo de unos minutos se forma la sal de diazonio.

Copulación: En un matraz o vaso pequeño, se disuelven 0.6 mL de N,N-‐dimetilanilina en 4 mL de HCl diluido al 20% v/v, se enfría en baño de hielo y se vierte sobre la sal de diazonio agitándose constantemente. En seguida se agregan 8 mL de NaOH al 10% y 4 g de NaCl, se calienta casi a ebullición y luego se enfría en baño de hielo hasta precipitación total. Se filtra al vacío, se lava con un poco de Etanol frío, se seca, se pesa y se calcula el rendimiento práctico. El producto funde con descomposición


1. Métodos de obtención de las sales de diazonio, así como propiedades. 2. Generalidades de azocompuestos, colorantes y tinción. 3. Reacciones y fundamento químico de la técnica. 4. Estructura y propiedades de los reactivos y productos. 5. Características generales de indicadores ácido-‐base.

BIBLIOGRAFÍA:

1. Abrahart, E.N. Dyes and their intermedites, Pergamon Press, London, 1968. 2. Adams, R.; Jonson, JR.; Wilcox, C.F., Laboratory experiments in Organic Chemistry, 6th. Edition, The

MacMillan Co., London, 1970. 3. Allinger, N.A.; et al, Química Orgánica, Reverté, S.A. España, 1975. 4. Brewster, R.O.; Vanderwef, C.C; McEwen, W.E., Curso Práctico de Química Orgánica, 2ª. Ed,

Alambra, España, 1970. 5. Juster, N.J., Color and Chemical Constitution. Journal of Chemical Education, 39 (1962), 596. 6. Pavia, D.L., Introduction to Organic Laboratory Techniques, W.B Saunders Co., London, 1976.


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SÍNTESIS DE ROJO PARA.

INTRODUCCIÓN.

El uso de colorantes es un arte antiguo de más de 4000 años de antigüedad. Los primeros colorantes se obtuvieron de fuentes naturales animales o vegetales (frutos, flores, raíces, bayas), fueron triturados y extraídos con agua. Quizás, posteriormente se calentó y el extracto se utilizó para teñir tejidos. Dentro de los colorantes más antiguos que se han utilizado están el índigo, púrpura Tiriano, colorante rojizo

obtenido de la Rubia tinctorum y henna. El índigo se sigue utilizando para teñir los jeans. OH

OH

O

O

OH

O

O

Indigo, colorante azul "Madder, colorante rojo

Morado Tyriano Henna, colorante naranja rojizo

N

N

O

O

H

H

N

N

O

O

H

H

Br

Br

Un descubrimiento significativo en 1856, se dio cuando se sintetizó el primer colorante. William Perkin intentaba sintetizar la droga quinina, desafortunadamente, la estructura molecular de la quinina era desconocida y con la “investigación” que estaba usando, nunca hubiera tenido éxito. Sin embargo, en uno de sus experimentos, oxidó el sulfato de anilina con dicromato de potasio obteniendo un material oscuro y alquitranoso. Cuando estaba por descartar la sustancia, notó que había cristales de color morado oscuro que, al extraerlos con metanol, dio una solución morada. Se encontró que esta solución era excelente para teñir tejidos, y Perkin se convirtió en un próspero industrial. El colorante que sintetizó se le nombró como “mauve” (malva), y se encontró que tenía la siguiente estructura:

N

N

NH

NH2

2

SO4-2


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Por los grupos metilo que presentan los anillos aromáticos de la estructura, es evidente que Perkin oxidó anilina impura, contaminada con una mezcla de toluidinas. Si hubiera utilizado anilina pura, nunca hubiera sintetizado el colorante.

Debido al éxito de Perkin, muchos químicos se sintieron atraídos hacia el nuevo campo, llevando al descubrimiento de otros colorantes sintéticos como: verde malaquita, cristal violeta, amarillo mantequilla, naranja II, verde diamino B y azul de indantreno.

N

OH

N SO3 -Na+

Naranja II

N

N

N

N

N

Cl- Cl-

Verde malaquita Cristal violeta

N

SO3-Na+

OHNH2

N

+Na-O3S

NN

O2N

NN

OH

Verde diamino B


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-

N N

NN

N

O

O

O

O

H

H

Amarillo mantequilla Azul de Indantreno

Actualmente existen más de 5000 colorantes sintéticos, que cubren una variedad muy amplia de colores que superan en “brillantez” a los naturales; por lo que, son más populares y preferidos.

En este experimento se sintetizará un colorante azo: rojo Para, llamado también “rojo bandera americana”. Las siguientes ecuaciones muestran la síntesis:

O2N NH2 O2N N N+ HNO2

O2N N N

HO

O2N N N

HO

+

El mecanismo de reacción es el siguiente:

N O

O

N O

HO

N O

OH

H

N O

En esta serie de reacciones, el ión nitrito se protona para producir ácido nitroso, que se protona nuevamente y pierde entonces una molécula de agua para formar el ión nitrosonio.


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N ONO2N

H

H

NO2N

H

H

N

O

NO2N

H

N

O

NO2N N

OH

NO2N N

O

H H

NO2N N

NO2N N

-H+

En esta segunda serie de reacciones, el grupo amino de la p-‐nitroanilina actúa como nucleófilo y forma un enlace con el grupo nitrosonio para formar un ión N-‐nitrosoamonio. La pérdida de un protón forma una N-‐nitrosoamina, la cual transfiere un protón al oxígeno para formar un diazenol. Esta transferencia de protón es análoga a la que ocurre en la tautomería ceto-‐enólica. La protonación del diazenol, seguida por la pérdida de agua forma la sal de diazonio, la cual existe como un híbrido de resonancia. De hecho, la resonancia le confiere al ión diazonio una estabilidad relativa; ya que, las sales de diazonio no aromáticas se descomponen inmediatamente después de que se forman.

OH

NO2N N + NO2N N O HH

NO2N N O H


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En la tercera secuencia de reacciones, la sal de diazonio, actuando como un electrófilo, forma un enlace en la posición 1 del β−naftol. Esta posición se ve favorecida debido a que el ión arenio formado es el más estable. debido a las formas resonantes, permitiendo la deslocalización de la carga positiva del oxígeno del grupo hidroxilo. La pérdida del protón del ión arenio conduce al producto final.

La estructura del rojo para contiene dos nitrógenos unidos por un doble enlace (entre los dos anillos aromáticos). Esta es la estructura general de todos los colorantes azo. Estos colorantes poseen diferentes colores debido a la unión azo que permite que los dos anillos aromáticos se conjuguen. Esto produce un sistema de electrones π, permitiendo la absorción de luz en la región visible.

Como se observa en el mecanismo de reacción, la unión azo se forma por el acoplamiento de los dos anillos aromáticos por una reacción de sustitución electrofílica aromática. La sal de diazonio es un electrófilo muy débil, por lo que el acoplamiento solo se llevará a cabo con anillos fuertemente activados por la presencia de grupos como amino, amino sustituído, grupos hidroxilo. Si los anillos a los que se une la sal de diazonio tienen una diferencia en reactividad, se sustituirá aquel en el que se encuentre el grupo activante.

Asimismo, la moderada estabilidad del ácido nitroso, impide que sea preparada con anterioridad; por lo que tiene que ser preparada a partir de la reacción del nitrito de sodio con un ácido. Una vez formado se descompone rápidamente, por lo que se tiene que preparar en frío (en baño de hielo) y ser usado de inmediato.

Procedimiento:

Se colocan 0.2 g ( mol) de p-‐nitroanilina y 2.5 mL ( mol) de ácido sulfúrico 3M en un matraz Erlenmeyer. Si es necesario, se calienta ligeramente la mezcla para disolver la amina, tanto como sea posible. Posteriormente se enfría la mezcla a menos de 10°C en un baño de hielo. A la suspensión resultante de bisulfato de p-‐nitroanilinio, se le agregan lentamente y con agitación una solución de 0.1 g ( mol) de nitrito de sodio en 1.2 mL de agua fría. No permita que la temperatura sea mayor de 10°C.

Adicionalmente, se prepara una solución de 0.2g ( mol) de β−naftol en 4 mL de una solución de hidróxido de sodio al 10 %, calentando ligeramente si es necesario. Se enfría la solución a menos de 10°C y agregarla lentamente y con agitación, a la solución de la sal de diazonio. Se acidifica la mezcla y se colecta el producto por filtración a vacío, a sequedad. El producto se puede recristalizar con tolueno o con acetato de etilo. Se seca y se determina su peso, no determinar el punto de fusión (el rojo para se descompone). Se determinan los rendimientos teórico y experimental del producto final, incluyendo los cálculos.

Si es posible, se obtiene el espectro IR del producto y se compara con el que se muestra. Se entrega el producto, debidamente envasado y etiquetado, al asesor.


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Cuestionario previo:

1. Proponer por lo menos 2 objetivos. 2. Incluir una justificación de la realización de esta práctica, con respecto a la utilidad y aplicación que

tiene para un Químico. 3. Investigar importancia actual de los azocompuestos en la industria de los colorantes, incluida la

alimenticia. 4. Proponer diagrama de flujo ecológico. 5. Anexar cálculos estequiométricos. 6. Incluir propiedades de reactivos y productos. 7. Referencias reales y verificables, en formato APA.


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BENZOINA

OBJETIVO.-

Efectuar una reacción de condensación de aldehídos, en presencia de NaOH.

GENERALIDADES.-

El benzaldehído no tiene hidrógenos α, y por lo tanto no se dimeriza (condensación

aldólica). El benzaldehído en solución fuertemente básica, como otros aldehídos que carecen de

hidrógenos α, pasa por la reacción de Cannizzaro, dando alcohol bencílico y benzoato de sodio.

Sin embargo en presencia de iones cianuro, el benzaldehído sufre una única reacción de

condensación llamada condensación benzoínica, de la que se obtiene una β-hidroxicetona

llamada benzoína.

El mecanismo completo para esta reacción se lleva a cabo en dos pasos: primero, la

formación de cianohidrina y segundo el anión de la cianohidrina sufre una adición nucleofílica a

una segunda molécula de benzaldehído.

La benzoína se utiliza como antiséptico, intermediario, catalizador para fotopolimerización

y saborizantes.

PARTE EXPERIMENTAL.-

En un matraz de bola, coloque 10 mL. de etanol absoluto, 7.5 g de benzaldehído y una

solución de 0.75 g de NaCN y 7.5 mL. de agua.

OHO

H

ONaCN / H2O

CH3CH2OH


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Caliente a reflujo a baño María durante 30 min. Enfríe el matraz en baño de hielo hasta

que el producto precipite. Filtre con vacío y lave el producto varias veces con agua fría. Pese el

producto crudo y calcule el rendimiento.

Recristalice con etanol absoluto (8 mL / g).Filtre con vacío y pese el producto puro.

Determine el rendimiento y el punto de fusión. (135°C). Guarde el producto para la siguiente

práctica.

INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-

1.- Mecanismo de la reacción efectuada.

2.- Función del NaCN en la reacción.

3.- Explique si puede efectuarse la reacción con aldehídos alifáticos.

4.- Importancia de las cianohidrinas en la naturaleza.

BIBLIOGRAFIA.-

1.- Pavia, D. L.” Introduction to Org. Lab. Tech.”, Saunders Co., London 1976.

2.- Arnold, Fuson, J.A.C.S, 58, 1295, 1936.

3.- Benton, et al., J. A. C. S, 67, 82, 1945.

4.- Kuebrich, et al., J. A. C.S, 93, 1214, 1971.


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BENCILO

OBJETIVO.-

Preparación de una α-dicetona por oxidación con sales cúpricas de una α-hidroxiacetona.

GENERALIDADES.-

En este experimento una α-dicetona, bencilo, será preparada por la oxidación de una α-

hidroxiacetona, benzoína. Esta oxidación se lleva a cabo fácilmente con oxidantes suaves tales

como solución de Fehling (tartrato cúprico en medio alcalino) o sulfato de cobre en piridina . En

este experimento, la oxidación se llevará a cabo con nitrato de amonio, ácido acético, y acetato

cúprico.


En un matraz de bola, coloque 2.5 g de benzoína, 10 mL. de ácido acético glacial, 1.25 g. de

nitrato de amonio pulverizado y 2.5 mL. de una solución de acetato cúprico al 2.5 % (disuelva 2.5 g

de acetato cúprico en 100 mL. de ácido acético al 10% ). Caliente a reflujo durante 50 min.

Deje enfriar a temperatura ambiente y vierta la mezcla sobre 25 mL. de agua y 25 g de

hielo, agitando constantemente hasta que precipite todo el producto . Filtre con vacío y lave con

agua fría . Pese el producto crudo y caliente el rendimiento.

Recristalice con metanol. Filtre con vacío y pese el producto puro. Determine el rendimiento

y el punto de fusión ( 95°C ). Guarde el producto para la siguiente práctica.

OOOHONH4 NO3 / CH3CO2 H

Cu ( CH3 CO2 ) 2


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1.- Reacciones de obtención de bencilo.

2.- Funciones del ácido acético, nitrato de amonio y acetato cúprico, en la reacción.

3.- Qué gas se desprende de la reacción y de dónde proviene.

4.- Proponga otro método de obtención del bencilo.

BIBLIOGRAFIA.-

1.- Pavia, D.L. “ Introction to Organic Lab. Tech.” Saunders Co. London ,1976.

2.- Adams, R. “Lab. Exp. in Org. Chem.” Mc Millan Co., 1963.

3.- Wies and Appel, J. A.C.S., 79, 3666, 1958.

4.- Carsen, et., al., J. A. C. S., 51, 2323, 1929.

5.- K. B. Wiberg and W. G. Nigh, J. A. C. S., 87, 3849, 1965.


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ACIDO BENCILICO

OBJETIVO.-

Obtención de ácido bencílico efectuando una transposición de una α -dicetona.

GENERALIDADES.-

En este experimento se preparará ácido bencílico por una transposición de una α -

dicetona (bencilo), la fuerza principal de la reacción es suministrada por la formación de un

carboxilato estable. Una vez que esta sal es obtenida, por acidificación, precipita al ácido

bencílico.

Esta reacción generalmente se usa para convertir α - dicetonas aromárticas a α -

hidroxiácidos aromáticos. Sin Embargo otros compuestos pueden sufrir éste tipo de

transposiciones.


Disuelva 2.75 g de KOH en 6 mL. de agua caliente. En un matraz de bola disuelva 2.75 g

de bencilo en 8.5 mL. de etanol, calentando ligeramente, sí fuera necesario, para disolver el sólido.

Agregue la solución de KOH al matraz, agitando ligeramente. Caliente a reflujo, en baño María

durante 15 min. Transfiera la mezcla a un vaso y caliente en baño María, casi a sequedad para

eliminar el etanol. Disuelva el residuo en la mínima cantidad de agua caliente (50 mL. de agua),

agite y filtre al vacío.

El filtrado se acidula con HCl concentrado hasta pH=2 y se enfría en baño de hielo. Colecte

el precipitado filtrando al vacío y lavando los cristales con agua fría.

OHOO

KOH / H2O C COOH


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Determine el punto de fusión que deberá ser de 150oC para el ácido bencílico puro. Si es

necesario, recristalice el producto de benceno, usando 11 mL./0.5 g del producto crudo. Caliente

a ebullición y filtre en caliente para eliminar las impurezas no solubles. Enfríe el filtrado en baño

de hielo durante 15 min. Filtre al vacío y lave los cristales con benceno frío. Determine el

rendimiento y el punto de fusión.


1.- Mecanismo de Reacción.

2.- Reacción de Cannizzaro.

3.- Explique la reacción de Cannizzaro en función de la reacción efectuada.

4.- Cómo se separa el ácido bencílico de la mezcla de reacción.

BIBLIOGRAFIA.- 1.- Pavia, D.L. “ Introduction to Organic Lab. Tech.” Saunders Co. London, 1976.

2.- Kao, et., al., J. C. S., 443, 1931.

3.- Selman and Eastham, Rev. Chem. Soc., 14, 221, 1960.

4.- Doering and Urban, J. A. C. S., 78, 5936, 1956.


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Condensación Aldólica: Preparación de Benzalacetofenona (chalcona).

INTRODUCCIÓN: El benzaldehído reacciona con una cetona en presencia de base para formar cetonas

α,β−insaturadas. Esta reacción es un ejemplo de una condensación aldólica cruzada en donde el

intermediario se deshidrata para producir una cetona insaturada estabilizada por resonancia.

H

O

R

O

OH

R

O

R

O

OH- -H2O+

Las condensaciones aldólicas de este tipo se producen con altos rendimientos, debido a que el

benzaldehído no puede reaccionar consigo mismo por medio de una reacción aldólica porque no tiene

hidrógenos α. Por otro lado las cetonas no reaccionan fácilmente con si mismas en base acuosa. Por lo

tanto, la única posibilidad es que la cetona reaccione con el benzaldehído.

En este experimento, se preparará benzalacetofenona (chalcona).

Las chalconas son cetonas aromáticas α, β-‐insaturadas que se caracterizan por tener en su estructura dos

anillos bencénicos, separados por tres átomos de carbono, de los cuales, dos están conectados por un

doble enlace y el tercero hace parte de un grupo carbonilo. La presencia del grupo carbonilo y la unidad

olefínica conjugados confieren a las chalconas gran reactividad, situándolas como una interesante clase de

moléculas a estudiar tanto en las proyecciones en ciencia básica, como por las aplicaciones en áreas como

la medicina, la agricultura y la industria.

Investigaciones previas han reportado una importante actividad biológica para estos compuestos, donde

cabe resaltar sus propiedades antimicrobianas ,anticancerígenas , antiinflamatorias y alelopáticas, entre

otras.

Otro campo de aplicación de las chalconas está orientado a la generación de sistema

heterocíclicos, constituyendo bloques heteroaromáticos con nuevas e interesantes propiedades. Este uso

potencial ha aumentado el interés en su obtención; ya sea a partir de productos naturales o por medio de

diferentes estrategias sintéticas.


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PROCEDIMIENTO:

Se colocan 0.2 mL ( moles) de acetofenona y 0.2 mL ( moles) de benzaldehído en un tubo de

ensaye, y 1.2 mL de etanol, con ayuda de un agitador de vidrio o de una microespátula, agitar hasta que se

disuelvan los reactivos (se calienta ligeramente, si es necesario).

Se enfría, a temperatura ambiente, y se agregan 0.2 mL de una solución de NaOH al 60 %. Se agita

la mezcla durante 3 minutos hasta que se forme un precipitado o una turbidez intensa.

Aislamiento del producto crudo.

Se agregan 1 mL de agua helada a la mezcla de reacción; si hay un sólido, se deshace con ayuda de

la espátula. Si hay un aceite, se agita hasta que se forma un sólido. Se transfiere la mezcla a un vaso de

precipitados y se le añaden 2 mL de agua helada, se agita para romper el sólido y se filtra en un embudo

Büchner. Se lava el precipitado con agua helada. Se seca, se pesa y se determina el rendimiento. Se

recristaliza con etanol.

Técnica alterna: Libre de disolventes.

Es la misma técnica pero sin disolventes.

Se realizarán ambas reacciones y se compararán de acuerdo a su pureza y rendimiento.

Cuestionario previo. 1. Proponer por lo menos 2 objetivos. 3. Investigar reacción de Claisen-‐Schmidt 4. Investigar adición de Michael. 5. Proponer mecanismo de reacción. 6. Proponga la estructura de un producto alterno (mediante adición de Michael), a la chalcona

formada y proponga y explique cómo evitar su formación. 7. Incluir una justificación de la realización de esta práctica, con respecto a la utilidad y aplicación que

tiene para un Q.I. 8. Proponer diagrama de flujo ecológico. 9. Anexar cálculos estequiométricos. 10. Incluir propiedades de reactivos y productos. 11. Referencias reales y verificables, en formato APA.


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ÁCIDO CINÁMICO

OBJETIVO.-

Que el alumno efectúe una condensación de Knöevenagel.

Que el alumno obtenga ácido cinámico a partir de ac. malónico y benzaldehido.

GENERALIDADES.-

La reacción de Knöevenagel es una reacción de condensación que se efectúa entre

aldehídos o cetonas y compuestos que contengan grupos metilénicos activos, en presencia de

bases orgánicas tales como la piridina o piperidina.

Cuando se lleva a cabo una reacción de este tipo con ácido malónico, la descarboxilación

es espontánea y a estas reacciones se les suele denominar modificaciones de Doebner de la

reacción de Knöevenagel.

En las reacciones de Knöevenagel, generalmente se obtienen compuestos α,β-

insaturados.

El ácido cinámico se utiliza en perfumería y sus ésteres son útiles en medicina.


En un matraz bola de 50 mL, coloque 3g de ácido malónico, 8 mL de piridina y 6-8 gotas de

piperidina. Agregue 2.6 mL de benzaldehído y coloque un refrigerante en posición de reflujo.

Caliente la mezcla durante 60 minutos a fuego directo. Deje enfriar a temperatura ambiente y

H3C

CH3

O+ KOH / CH 3CH 2 OH

H

C l

C llC

C l 3C

CH3

CH3

OH


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vierta la mezcla sobre 15g de hielo con 6 mL de ácido clorhídrico concentrado. Enfríe en baño de

hielo y agite fuertemente para que cristalice el producto. En caso de no ser así, agregue más

ácido. Separe el ácido cinámico filtrando con vacío y recristalice de agua. Se obtiene un producto

con un punto de fusión de 133º C.


1.- Generalidades de la reacción de Knöevenagel.

2.- Efecto de un exceso de compuesto metilénico activo en la reacción.

3.- Propiedades de reactivos y productos.

BIBLIOGRAFIA.-

1.- March J., Advanced Organic Chemistry, Mc Graw Hill Kogakusha LTD, Japan, 1977

2.- Cremlyn R.J.W. & Still R.M., Named and Miscelaneous Reactions in Practical Organic

chemistry, Heinneman Educational Books.


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SAPONIFICACION

OBJETIVO.-Efectuar la hidrólisis alcalina de un éster para obtener un jabón.

GENERALIDADES.-En este experimento prepararemos jabón partiendo de grasas

animales y aceites vegetales los cuales son ésteres de ácido carboxílico de peso

molecular elevado y alcoholes (glicerol).

Químicamente estas grasas y aceites son llamados triglicéridos, los principales ácidos que

se encuentran en las grasas animales y aceites vegetales pueden prepararse de los triglicéridos

por una hidrólisis alcalina (saponificación). Una sola molécula de triglicérido en una grasa puede

tener tres diferentes ácidos y no todos los triglicéridos en una sustancia serán idénticos.

Las grasas y aceites comúnmente usados en la preparación de jabones son manteca y

sebo de animales y aceites de coco, palma y oliva de vegetales. La longitud de la cadena

hidrocarbonada y el número de dobles enlaces en la porción del ácido carboxílico de la grasa o

aceite, determinan las propiedades del jabón resultante. Por ejemplo la sal de un ácido saturado y

de cadena larga, hace un jabón duro e insoluble. El sebo contiene ácidos palmítico, esteárico y

oléico; El aceite de coco contiene ácidos laúrico y míristico, el aceite de palma contiene

principalmente ácidos palmítico y oléico y el aceite de oliva contiene ácido oléico.Los jabones

suaves se hacen usando KOH en lugar de NaOH obteniendose así la sal de potasio del ácido

correspondiente la cual es más soluble que la de sodio.

CHOCR2

CH2OCR3

O

OCH2OCR1

O

NaOH / H2O / CH3CH2OH CH2OHCHOHCH2OH

+ R CO2


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Prepare una solución de 10 g de NaOH disuelta en 10 mL. de agua y 18 mL. de etanol.

Coloque 10 g de la grasa o aceite en un matraz y agréguele la solución anterior. Caliente la

mezcla suavemente durante 30 min. Prepare 40 mL. de una solución etanol - agua 1:1 y agréguela

en pequeñas porciones a la mezcla anterior para prevenir la formación de espuma. Agite la mezcla

constantemente.

Prepare la solución de 50 g de NaCl en 150 mL. de agua y enfríela. Rápidamente vierta la

mezcla de saponificación en la solución de sal fría. Agite la mezcla durante 3 min. y enfríe en baño

de hielo. Colecte el precipitado y calcule el rendimiento.

Prepare una solución de 0.2 g del jabón obtenido en 10 mL. de agua y agite vigorosamente

durante 30 seg. Deje reposar durante 30 seg. y observe la espuma formada. Agregue 4 gotas de

una solución de CaCl2 al 4% y agite durante 30 seg. Observe el efecto del calcio en la espuma.


1.- Constitución química de las grasas y aceites comestibles.

2.- Ácidos grasos. Constitución química y reacciones.

3.- Esteres.

4.- Triglicéridos.

5.- Saponificación.

6.- Índice de saponificación.

BIBLIOGRAFIA.-

1.- Bender, J. A. C. S. , 73, 1626, 1951.

2.- Bender and Thomas, J. A. C. S., 83, 4183, 1961.


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3.- Davidson, J. et., al., Soap. Manufacture, N. Y., Interscience, 1953.

4.- Snell, F. D. ”Soap and Glicerol”. J. Chem. Ed., 19, 1942.

5.- Pavia, D. L. “Introduction to Org. Lab. Tech.” Saunders Co. London, 1976.

Documents

Calendarizacion y Practicas Qo II Iq