UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTBAL DE HUAMANGAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALURGIADepartamento Acadmico de Ingeniera QumicaESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA QUMICA

Laboratorio de Qumica OrgnicaASIGNATURA: QU-243 QUMICA ORGNICA IIPRCTICA N 3SNTESIS DE CICLOHEXANONAPROFESORA DE TEORA: Ing. CRDOVA MIRANDA AlciraPROFESORA DE PRCTICA: Ing. CRDOVA MIRANDA AlciraALUMNOS: Godoy Bautista,Rosmery Chacchi Molina, Deysi Alina Sulca Suca, Juan AntonioDA DE PRCTICAS: Martes HORA: 2:00 a 5:00 pm. FECHA DE EJECUCIN: 01/10/13 FECHA DE ENTREGA: 09/10/13

AYACUCHO PERSNTESIS DE CICLOHEXANONAI. OBJETIVOS: Obtener ciclohexanona a partir de la oxidacin del ciclohexanol con dicromato de sodio en medio cido. Determinacin de porcentaje de rendimiento obtenido.

II. REVISION BIBLIOGRAFICALos compuestos carbonlicos estn distribuidos en molculas de origen natural con un gran numero de aplicaciones industriales, productos finales o intermediarios sintticos, tanto aldehdos como las cetonas se pueden obtener por diferentes mtodos, uno de los mas importantes corresponde a la oxidacin de los alcoholes primarios y de los secundarios por accin de diferentes agentes oxidantes.

Uno de agentes mas empleados para la sntesis de aldeholos y cetonas es el acido crmico o mezcla sulfocrmica, ya que las sales de cromo son muy contaminantes utilizamos hipoclorito de sodio.Laciclohexanonaes unamolculacclica compuesta de: seistomosdecarbonoy con ungrupo funcionalcetona. Pertenece por tanto al grupo de las cetonas cclicas. Es un lquido incoloro, cuyo olor recuerda al de laacetona. La ciclohexanona es soluble enaguay miscible con lossolventesorgnicos ms comunes.PRODUCCIN:La sntesis industrial de la ciclohexanona tiene lugar principalmente a travs de dos procesos: Oxidacincatalticadeciclohexanoconoxgenoatmosfrico, que transcurre a travs de un hidroperoxiciclohexano (o hidroperxido de ciclohexilo) inestable, el cual va unmecanismoradicalarioda lugar a una mezca de ciclohexanona yciclohexanol, abreviados comoonayol. La mezcla a continuacin se separa pordestilacin, y el ciclohexanol aislado puede seguidamente oxidarse o deshidrogenarse a ms ciclohexanona.

Hidrogenacincataltica defenol, con uncatalizadordePd/C

REACCIONES:La ciclohexanona muestra la reactividad tpica de una cetona, por ejemplo: Forma laiminaconamonacooaminasprimarias. Forma laenaminacon aminas secundarias. Posicionescidasen algrupo carbonilo.Tautomera ceto-enol. Reaccin aldlicabajo catlisis cida obsica. Reaccin conreactivos de Grignard. Reaccin de Wittigpara formar unalqueno. Conborohidruro de sodiose reduce con facilidad a ciclohexanol.

Las cetonas son inertes a la mayora de los agentes oxidantes comunes, pero experimentan con lentitud una reaccin de ruptura cuando se tratan con KMnO4 alcalino caliente. El enlace carbono-carbono prximo al grupo carbonilo se rompe, y se producen fragmentos de cidos carboxlicos. La reaccin slo es til para cetonas simtricas como ciclohexanona, puesto que a partir de cetonas no simtricas se forman mezclas de productos.

Ciclohexanonacido hexanodioico (79%)

Adicin Nucleoflica de Tioles: Formacin de Tioacetales. Los tioles, RSH, experimentan adicin a aldehdos y cetonas por una ruta reversible catalizada por cido para producir tioacetales, R2C(SR)2. Como es de esperar, el mecanismo de formacin de un tioacetal es idntico en todos los aspectos al de formacin de un acetal, con la excepcin de que se usa un tiol en vez de un alcohol. A menudo se emplea etanoditiol; el tioacetal se forma rpidamente y con alto rendimiento.

Ciclohexanona Enamina de la ciclohexanona

Los tioacetales son tiles debido a que experimentan desulfuracin cuando se tratan con nquel pulverizado de preparacin especial llamado nquel Raney (Ni Raney). Dado que la desulfuracin extrae azufre de una molcula reemplazndolo por hidrgeno, la formacin de un tioacetal seguida de la desulfuracin con nquel Raney es un excelente mtodo para la reduccin de cetonas o aldehdos a alcanos.Por ejemplo:Cetona/Aldehdo Tioacetal Alcano

La anillacin de Robinson.-Si la adicin conjugada se produce en condiciones fuertemente bsicas o cidas, la -dicetonaexperimenta una condensacin aldlica intramolecular espontnea, generalmente con deshidratacin, formando un anillo de seis miembros adicional: una ciclohexanona conjugada.

Paso 1: adicin de MichaelEl mecanismo comienza con la adicin del enolato de la ciclohexanona a la MVC, formando una -dicetona

Pasos 2 y 3: aldol cclico y deshidratacinPara formar un anillo de seis miembros, el enolato de la metil cetona ataca al grupo carbonilo de la ciclohexanona. El aldol se deshidrata y se obtiene una ciclohexenona.

III. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS DE LABORATORIO Y REACTIVOS UTILIZADOS.Materiales de vidrio Juego de qumica con juntas 19/22 Vaso de precipitado Matraz Erlenmeyer de 50 mL Tubo de ensayo CristalizadorEquipo de laboratorio Esptula Parrilla Agitador magntico Mantilla Restato Pinzas de tres dedos con nuez Soportes universales REACTIVOS: Ciclohexanol 2,4 dinitrofenilhidrazina Dicromato de potasio, K2Cr2O7 cidosulfrico concentrado H2SO4 Sulfato de sodio anhdro Na2SO4

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

En un matraz de tres bocas se colocan 2,5gr de ciclohexanol. En una de las bocas del matraz se coloca un embudo de adicin, sobre la otra un tapn y en la tercera una junta Y para destilacin y un termmetro. El matraz se somete a un bao de agua fra y a continuacin se agrega la mezcla crmica contenida en el embudo de adicin.

La mezcla crmica se prepara agregando lentamente 4,5ml de cido sulfrico concentrado a una disolucin de 4,9g de dicromato de potasio en 25ml de agua. La mezcla crmica se vierte lentamente sobre el ciclohexanol, agitando en forma continua y procurando que la temperatura se mantenga inferior a 55 y 60[pic]C. una vez concluida la adicin, la mezcla se deja reposar por 30 minutos, agitando de cuando en cuando. Pasado este periodo se agregan 25ml de agua al matraz redondo y se comienza a destilar. El lquido destilado se recolecta hasta que ya no sea turbio. En realidad, en el matraz de recoleccin deberan observarse dos fases. Se adicionan 3g de sal de mesa y se agita hasta que se disuelva la mayor cantidad de esta.

El lquido se trasfiere a un embudo de separacin y se obtiene la fase orgnica, que es la menos densa (superior). A la capa acuosa (inferior) se le hacen otras dos extracciones con 5 ml de ter etlico y los extractos se mezclan con la capa orgnica que contiene la ciclohexanona.La mezcla se seca con Na2SO4 anhidro (o MgSO4), el lquido se decanta y el ter se evapora con un bao de agua tibia y en la campana de extraccin.

V. OBSERVACIONES:Preparamos el ciclo hexanol con: En un vaso de precipitar echamos 2,45 g de dicromato de potasio (slido) , disuelto en 12,25 ml de agua destilada agitamos la solucin y agregamos 2,25 ml de cido sulfrico y 1,32 ml de ciclo hexanol obteniendo una solucin de color anaranjado rojizo.Armamos el equipo de destilacin y debajo del matraz de tres bocas se pone el cristalizador con agua caliente de 60 C .En el matraz de tres bocas se puso el agitador magntico y poco a poco se aadi la solucin preparada, y se observ el cambio de coloracin marrn oscuro.NOTA: mantuvimos caliente (50 a 60C) la sustancia contenida en el matraz, durante 1/2 hora.

MECANISMO DE REACCIN:

CALCULOS EXPERIMENTALES:masa dicromato de potasio=2,45 gvolumen de cido slfurico=2,25 mlvolumen de agua destilada=12,25 mldensidad de ciclohexanol=0,94volumen de ciclohexanona obtenido en el laboratorio=1/2 mlmasa del ciclohexanona experimetal=0.47gvolumen calculado del ciclohexanol=2,61 ml

CALCULOS:Ecuacin molecular balanceada:

PM: 300 g 294.2 g 392g 294g 392g 126g 174.2g Densidad: 0.94 g/mL 1.82 g/mL 0.9478 g/mLMasa: 2.5g 2,45g 2,25g xN de moles: 9x10-3mol 0.016 mol

Sabiendo que el reactivo limitante es el ciclohexanol, hacemos por una relacin estequiomtrica.1. g/mol de C6H11OH 294 g/mol de C5H10CO 2.5 g de C6H11OH X X = 2.45 g de C5H10COEn volumen obtenido:Volumen terico de C5H10CO = 2.45 g de C5H10CO / 0.9478 g/mL = 2.5849 mLVolumen prctico de C5H10CO = 0.3 mLHallando l porcentaje( %) de rendimiento:

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Se sintetiz ciclohexanona a partir de ciclohexanol en presencia del agente oxidante dicromato de potasio y cido sulfrico. La reaccin se llev a cabo en el equipo para aadir reactivos con reflujo. Al finalizar la reaccin, la solucin se torn verde obscura lo que indic que hizo reaccin. Esta mezcla se purific con la tcnica de destilacin simple que consiste en hacer pasar vapor de agua por la mezcla obligando as al producto a evaporarse con el agua. Luego a travs de una destilacin sencilla se obtuvo la mezcla: (agua+ciclohexanona+ciclohexanol). La temperatura de la reaccin se mantiene bajo los 65 C ya que estamos en presencia de un proceso exotrmico, el mal cuidado de los niveles de temperatura podran llevar a un exceso de esta, y descontrolar la reaccin. Es por esta razn que mantenemos ciertos parmetros de temperatura. Se obtuvo el ciclohexanona en poca cantidad.

VII. CUESTIONARIO.1) Investigue el mecanismo de reaccin de oxidacin de ciclohexanol. En la oxidacin del ciclohexanol con codo nitrico diluido se produce la ciclohexanona y con cido nitrico concentrado, al cido adpico.

2) Despus de la oxidacin de ciclohexanol con mezcla crmica, por qu al destilar se obtiene una mezcla de ciclohexanona y agua?

Porque en la mezcla a destilar se forma un precipitado, lo cual indica que existe una diferencia muy amplia de los puntos de ebullicin entre el slido y la parte lquida. Razn por la cual la parte lquida por tener un punto de ebullicin mucho menor se volatiliza primero.Se obtiene la destilacin parcial de ambas fases, debido a que tanto la ciclohexanona como el agua poseen propiedades fsicas semejantes. La cantidad de cada fase destilada depende de su volatilidad relativa. 3) Qu funcin tiene el cloruro de sodio que se agrega al matraz que contiene los lquidos destilados?

Tiene la capacidad de separar, lo ms puro posible, la fase acuosa de la fase orgnica y tambin eliminar algunas impurezas.Permite mejorar la polaridad para poder separar las fases con mayor facilidad.

4) Si la ciclohexanona se volviera a tratar con mezcla crmica, Qu pasara?Segn la ecuacin:RCORIK2Cr2O7/H2SO4 NO REACCIONA

Entonces, diremos que la ciclohexanona al tratar con otra mezcla crmica no reacciona.

5) Si una cetona se trata con permanganato de potasio en medio acido (KMnO4 H2SO4), qu productos se obtienen?, ejemplifique con la ciclohexanona.

(KMnO4 /H2SO4) NO REACCIONA

6) Qu es una sntesis? clasesLasntesis orgnicaes la construccin planificada demolculas orgnicasmediante reacciones qumicas. A menudo las molculas orgnicaspueden tener un mayor grado de complejidad comparadas con los compuestos puramenteinorgnicos. As pues la sntesis de compuestos orgnicosse ha convertido en uno de los mbitos ms importantes de laqumica orgnica.La sntesis de compuestos es una de las partes ms importantes de la qumica orgnica. La primera sntesis orgnica data de 1828, cuando Friedrich Whler obtuvo urea a partir de cianato amnico. Desde entonces ms de 10 millones de compuestos orgnicos han sido sintetizados a partir de compuestos ms simples, tanto orgnicos como inorgnicos.Clases de sntesisSntesis totalUna sntesis total es lasntesis qumicademolculasorgnicascomplejas partiendo de molculas simples comercialmente asequibles, habitualmentederivadas del petrleo.En una sntesislinealexisten una serie de pasos que se llevan a cabo uno tras otro hasta que se obtiene la molcula objetivo. Esto es a menudo adecuado para una estructura simple. A los compuestos qumicos producidos en cada paso se les denominaintermedios sintticos. Para molculas ms complejas unasntesis convergentees con frecuencia preferible. Esto es as cuando varias "piezas" (intermedios clave) del producto final son sintetizadas separadamente y a continuacin unidas, a menudo cerca del final del proceso de sntesis.Sntesis parcial o semisntesisSntesis donde se parte de unproducto natural, que no ha sido previamente sintetizado, sino extrado y purificado de organismos por mtodos de separacin de mezclas, que s es fcilmente accesible. Se usa cuando es una alternativa mejor a una sntesis total. Un ejemplo sera la sntesis delLSD.

VIII. BIBLIOGRAFA CONSULTADA. "Introduction to Organic Laboratory Techniques" .D.L. Pavia, G.M. Lampman and G.S. Kriz Jr. Saunders Company, Philadelphia, 1976. "Laboratory Experiments in Organic Chemistry". J.R. Mohrig y D.C. Neckers. Wadsworth Publishing Company,1979,(Captulo44).