Facultad de Química

(Licenciatura en Química)

Laboratorio de Química Orgánica III

Práctica #2 Reducción Selectiva de derivados nitrados. Obtención de m-nitroanilina

Objetivos

Realizar una reducción selectiva de un grupo nitro Obtención de m-nitroanilina a partir del m-dinitrobenceno.

1

Reacción

DIAGRAMA DE BLOQUES

Técnica Análisis de TécnicaSe prepara en la campana una solución de polisulfuro de sodio, sulfuro de sodio en agua y adicionando azufre en polvo fino. Se calienta,

Se prepara en la campana debido a que el sulfuro de sodio puede liberar gases tóxicos (sulfuro de hidrógeno).

2

agitando, hasta disolver el azufre y obtener una solución nítida.

Es importante tener cuidado de las cantidades porque esto llevaría a la reducción de los dos grupos nitro.Y se prepara en agua ya que el sulfuro de sodio nonahidratado es soluble en agua.

Colocar en un matraz 0.175 g de m-dinitrobenceno con 15 mL se calienta la mezcla con agitación hasta que comience a hervir.

Se calienta hasta hervir para mantener disuelto el m-dinitrobenceno ya que el punto de fusión de este es de 84-86°C

Agregar lentamente, gota a gota, la solución de polisulfuro de sodio a la mezcla de m-dinitrobenceno y dejar hervir nuevamente por 20 minutos más.

Esto es que el m-dinitrobenceno es sensible a los agentes reductores fuertes como el sulfuro de sodio. El tiempo es a prueba y error, aproximadamente en este lapso de tiempo se debe observar una coloración específica.

Se enfría a T ambiente y después sobre hielo, obteniendo un sólido. Se filtra al vacío y se lava con agua fría.

Se enfría debido a que la m-nitroanilina es insoluble en agua fría. Y se lava para retirar el tiosulfato de sodio que se forma de la reacción.

El sólido se pasa a un matraz que contenga 8.5 mL de agua y 1.5 mL HCl (conc) y se hierve.

Con lo cual se disuelve la m-nitroanilina, ya que forma una sal con con el ión cloruro. Y el sólido quedando suspendidos el azufre y el m-dinitrobenceno que no hayan reaccionado.

Se filtra en caliente (por gravedad) y el sólido se desecha

Esto es que en caliente se asegura que la m-nitroanilina este disuelta, mientras que el sólido que se retira es azufre y el dinitrobenceno.

Al filtrado se le agrega una solución concentrada de hidróxido de amonio hasta el pH alcalino, precipitando la m-nitroanilina, la cual se filtra y se recristaliza de agua hirviendo.

Esto es para precipitar el m-nitroanilina debido a que la interacción que había entre el ión cloruro y el grupo amino. Y se forma cloruro de amonio, agua y la m-nitroanilina. Y se recristaliza en agua porque es el solvente ideal esto significa que es soluble en caliente e insoluble en frio

CALCULOS DE RENDIMIENTO:

TEÓRICO

Reactivo P. M (g/mol) Utilizado (g) Obtenido (g) Moles

3

Sulfuro de Sodio 78.04 0.250 ---------- 0.00320

Azufre 32.07 0.1 ---------- 0.00311

m-dinitrobenceno 168.11 0.175 ---------- 0.00104

m-nitroanilina 138.12 ---------- Valor teórico 0.143 gValor Experim0.1117

Valor teórico 1.03 x 10-3

Valor Experim8.08 x 10-4

CÁLCULOS

168.11gmol

→138.12gmol

0.175 g→¿ x g?

(0.175g )(138.12 gmol

)

168.11 g /mol=0.143 g

0.143 g→100%

0.1117 g→¿%?

(0.1117g )(100%)(0.143 g)

=78.11%

Propiedades físicas de m-nitroanilina.

Nombre: m-nitroanilina

Sinónimos: 3-amino-1-nitrobenceno

Fórmula: C6H6N2O2

Masa Molecular: 138.1 g/mol

4

Estado físico: aspecto- cristales amarillentos

Punto de fusión teórico: 114°C

OBSERVACIONES

En este caso al no observarse la formación del polisulfuro de sodio se hicieron modificaciones en las cantidades de reactivos, las cantidades reales añadidas. Se agrego 0.05 g de Azufre y 0.10 g de sulfuro de sodio.

CUESTIONARIO

a) ¿cómo obtuvo el polisulfuro de sodio? COLOCANDO SULFURO DE SODIO NONAHIDRATADO EN AGUA, AÑADIR AZUFRE Y CALENTAR HASTA DISOLVER EL AZUFRE.

b) ¿De qué manera eliminó el m-dinitrobenceno que no reaccionó y el azufre precipitado? Agregando una disolución de HCl (conc) y agua, calentando para así disolver la sal y quedando suspendido la m-dinitrobenceno y azufre que no haya reaccionado.

c) ¿Cómo regeneró al final la amina ya purificada? CON SOLUCIÓN DE HIDROXIDO DE AMONIO.

d) ¿Cuál es la toxicidad del sulfuro y polisulfuro, del m-dinitrobenceno y la m-nitroanilina obtenida?

Reactivo ToxicidadSulfuro de sodio Nocivo en caso de ingestión

Tóxico en contacto con la pielProvoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves.Muy tóxico para los organismos acuáticos, con efectos nocivos duraderos.

Polisulfuro El mayor peligro de estos productos está constituido por los vapores de ácido sulfhídrico que desprenden. El ácido puede causar la muerte a la persona que lo respira. Si la cantidad de ácido aspirando supera los límites de la persona, ésta puede morir. La inhalación de los vapores produce pérdida temporal del olfato, mareos e inconsciencia

m-dinitrobenceno Mortal en caso de ingestión, contacto con la piel o inhalación.Puede perjudicar a determinados órganos por exposición prolongada o repetida. Muy tóxico para los organismos acuáticos, con efectos nocivos duraderos

m-nitroanilina Mortal en caso de ingestión, contacto con la piel o inhalación.Puede perjudicar a determinados órganos por exposición prolongada o repetida. Muy tóxico para los organismos acuáticos,

5

con efectos nocivos duraderos

e) ¿Qué tratamiento se debe dar a los residuos?Separe los sólidos de la solución y confínelos. Absorba la solución sobre carbón activado, éste se manda a incinerar. Deseche la solución por el drenaje.Separe los sólidos y confínelos. Neutralice la solución y deseche por el drenaje

CONCLUSIONES.

Es importante la obtención de aminas, debido que las aminas aromáticas primarias resultantes de la reducción de nitrocompuesto se convierten en sales de diazonio; a su vez el grupo diazo de estas sales es reemplazable por muchos otros grupos nitro.

En la mayoría de los casos, esta vía representa el método más adecuado para introducir otros grupos en el anillo aromático. Además, las sales de diazonio se emplean para obtener un tipo de compuesto de gran importancia.

El medio donde se lleva a cabo la reducción también influye, ya sea ácido, neutro o alcalino. En medio de ácido se obtiene la anilina, en neutro, fenilhidroxilamina y en medio alcalino, hidrazobencenos.

BIBLIOGRAFÍA

L.G. Wade, Jr.. (2011). Química Orgánica Volumen 2. México: Pearson Educación.

Herbert Meislich, Howard Nechamkin, Jacob Sharenfkin, George Hademenos. (2001). Química Orgánica. Bogotá, Colombia: Mc Graw Hill

6