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LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA I PLAN 2000. GRUPO B3. CURSO 08-09
Las sesiones prácticas se llevaran a cabo en el LABORATORIO DE QUIMICA ORGÁNICA. FACULTAD DE QUÍMICA. BLOQUE F Planta baja. Para cualquier consulta o duda los profesores de este grupo son:
Prof._M. Teresa Varea
Tutorías: _ Lunes, Martes y Jueves de 13h a 14h (F. Farmacia, 4ª planta, despacho 4.46) Prof._M. Rosario Andreu
Tutorías: _ Martes y Jueves de 13h a 14.30 h. (Ed. Investigación, 4.35)
NORMAS GENERALES
La duración de cada sesión será de cuatro horas. Cada alumno deberá realizar las sesiones con
el grupo en el que está matriculado siguiendo el calendario adjunto, no pudiendo realizarse cambios
de grupo. Las sesiones no se recuperan, por lo que las faltas de asistencia y puntualidad deberán ser
debidamente justificadas.
Al alumno se le asignará un puesto de trabajo, que mantendrá durante todas las sesiones, y
unas tareas generales, para el buen funcionamiento del laboratorio.
El alumno deberá conocer y respetar las normas de seguridad indicadas en el anexo para el trabajo en el laboratorio, asimismo deberá ir provisto obligatoriamente de:
-Bata -Gafas de seguridad -Guantes de goma -Espátula o cucharilla
La preparación del cuaderno de laboratorio se llevará a cabo según las instrucciones incluidas en el apartado correspondiente. Es condición indispensable para comenzar una sesión que el alumno este en posesión del cuaderno de laboratorio debidamente cumplimentado. A tal efecto, los cuadernos podrán ser revisados por el profesor antes de empezar la sesión de prácticas o se
deberá contestar con el cuaderno a algunas cuestiones escritas.
Al principio de cada sesión se realizaran unos comentarios sobre la sesión anterior y una breve
exposición sobre la práctica a realizar, bien por el profesor bien por los alumnos.
Tanto al empezar la sesión de prácticas como al finalizar se deberán llevar a cabo las tareas
generales asignadas y se efectuará un recuento del material por puesto de trabajo, dejando el material
en exceso en el lugar indicado a tal fin. En caso de material en defecto se comprobará en primer lugar
si éste está entre el material sobrante y en caso contrario se solicitará al profesor rellenando la ficha
correspondiente.
Al final de cada práctica se entregarán los resultados al profesor en las fichas disponibles a tal
fin: taquilla, grupo, compuesto/s (nombre y fórmula semidesarrollada), cantidad, rendimiento y punto
de fusión o punto de ebullición. También se llevará a cabo la limpieza y ordenación del puesto de
trabajo.
NORMAS DE SEGURIDAD PARA LA ESTANCIA EN EL LABORATORIO:
Las siguientes normas son de obligado y estricto cumplimiento y por tanto deben ser memorizadas y seguidas en todo momento por el alumno. ¡EL INCUMPLIMIENTO DE CUALQUIERA DE ESTAS NORMAS PODRÁ IMPLICAR DESDE UNA SERIA AMONESTACIÓN HASTA LA EXPULSION DEL ALUMNO DEL LABORATORIO!
1) Cuando un estudiante entre por primera vez en el laboratorio debe localizar: Salidas de Emergencia, Duchas de Emergencia, Lavaojos, Extintores y manta ignífuga.
2) Queda terminantemente prohibido fumar o consumir alimentos en el laboratorio.
3) La bata y las gafas de seguridad deberán usarse en todo momento durante la estancia en el laboratorio. Las lentes de contacto pueden resultar muy peligrosas en caso de salpicaduras accidentales a los ojos. Por tanto deben usarse gafas graduadas y gafas de seguridad adecuadas.
4) Los guantes deberán usarse siempre durante la manipulación de productos o material que los contenga. Con objeto de evitar contaminaciones no se debe salir del laboratorio con los guantes puestos. 5) Los frascos de reactivos y disolventes deben cerrarse inmediatamente después de su uso. Hay que evitar la inhalación de vapores tanto de sólidos como de líquidos. Si algún producto desprende vapores tóxicos, debe manejarse en vitrina. Si algún líquido o sólido se derrama se deberá limpiar inmediatamente de la forma adecuada. En caso de rotura de termómetros, avisar al profesor para eliminar el mercurio. 6) Deben utilizarse embudos de vidrio para el trasvase de líquidos. Si han de usarse pipetas, utilícense las peras de goma apropiadas. No pipetear jamás líquidos con la boca.
7) Debe revisarse el material de vidrio para comprobar posibles fisuras, especialmente antes de su uso a vacío o a presión.
8) Los residuos o material desechable deben separarse de la siguientes manera: a) Disolventes: se verterán en los bidones correspondientes teniendo en cuenta que se deben separar
según su composición en clorados (p.ej. Cl3CH y CH2Cl2) y no clorados. En el caso de mezclas de clorados y no clorados verter la mezcla en el bidón de clorados.
b)Residuos sólidos: en las papeleras, nunca en las pilas. c) Material de vidrio roto y capilares en los recipientes correspondientes dispuestos a tal fin. En caso de rotura se comunicará al profesor para reponerlo en el puesto de trabajo.
9) Dado que se usa material eléctrico (mantas, reguladores, etc.) es necesario mantener perfectamente limpio y seco el puesto de trabajo y el material asignado. La manipulación de cualquier elemento de dicho material deberá hacerse con el aparato en cuestión a temperatura ambiente y desconectado de la red.
11) Los disolventes orgánicos no deben calentarse nunca directamente sino por medio de baños de agua alejados de la fuente de calor y se deben manipular siempre en matraces erlenmeyers o tubos de ensayo, nunca
en vasos de precipitados. No deberán manipularse jamás productos o disolventes inflamables en la proximidad
de mantas y placas calefactoras. No utilizar los reguladores eléctricos a más de media potencia sin consultar
con el profesor.
12) No tener jamás en marcha mantas o placas calefactoras en vacío, es decir, sin un recipiente (vaso, matraz, etc.) al que calentar.
13) En los montajes de reflujo y destilaciones deberá añadirse el germen de ebullición (“plato poroso”) en frío. Antes de comenzar la calefacción, deberá verificarse que el montaje, particularmente que las juntas esmeriladas, estén bien ajustadas.
14) ¡¡No abandonar jamás el puesto de trabajo mientras se esté llevando a cabo alguna reacción o destilación!!
CALENDARIO DE PRÁCTICAS Y SISTEMA DE EVALUACIÓN En lo posible se intentará seguir el siguiente calendario.
GRUPO B3 curso 08-09 (mañanas) L M X J V
OCTUBRE 1 2 Práctica 1 Práctica 2
15 16
Práctica 2-3 Práctica 3
22 23 Práctica 4 Práctica 5
NOVIEMBRE 26 27
Práctica 6 Práctica 8
DICIEMBRE 3 4
Práctica 7 Práctica 7
10 11
Práctica 9 Práctica 9
MARZO 25 26 Práctica 11 Práctica 11
ABRIL 1 2
Práctica 12 Práctica 12 22
Examen 23
Examen
EVALUACIÓN: Se considerarán los siguientes apartados:
a) TRABAJO DE LABORATORIO Y RESULTADOS: Se tendrá en cuenta tanto la observación de las normas de seguridad y la actitud, como la preparación, el trabajo en el laboratorio y los
resultados obtenidos. (30%)
b) EXÁMENES ESCRITOS: Con cuaderno o Cuestiones: (15%)
c) EXÁMENES LABORATORIO: Práctico (55%)
CUADERNO DE LABORATORIO: Deberá estar en posesión del alumno durante toda su estancia en el laboratorio, siempre puesto al
día. Se redactara a mano con letra clara y ordenadamente, en cuadernos de espiral, anillas o similares, nunca hojas sueltas. Es conveniente dejar espacios en blanco al final de los distintos apartados para poder incluir
anotaciones o aclaraciones posteriores. Los montajes o tablas pueden incluirse fotocopiados.
La preparación se basará en las prácticas descritas en este cuadernillo, en el que distinguiremos tres partes: Introducción, Técnicas y Síntesis: Para cada caso ver el apartado correspondiente en el cuadernillo.
A) Introducción: Objetivos y funcionamiento del Laboratorio de Química Orgánica.
B) Prácticas de técnicas: para familiarizarse con las técnicas experimentales más usuales en el laboratorio de Química Orgánica. Se seguirá el siguientes esquema en apartados perfectamente diferenciados:
-1. Introducción: base y objetivos de la técnica. -2. Procedimiento experimental: para llevar a cabo la técnica. -3. Notas al procedimiento experimental:
a) Material necesario b) Datos de reactivos, disolventes y productos: Fórmula semidesarrollada y nombre/s,
Características físicas (aspecto, p.f.; p.eb.; densidad, solubilidad en agua y disolventes org.)
Características químicas
Peligrosidad y Toxicidad
Almacenado o destrucción
Origen. Utilidad
c) Notas adicionales: Precauciones especiales, operaciones en vitrina, partes del proceso experimental con material seco. Conviene numerarlas e incluirlas con un supraindice en el punto adecuado del
procedimiento experimental.
-4. Esquema de separación en los casos adecuados(diagrama de flujo con fórmulas semidesarrolladas en el que se indique la composición probable al finalizar cada operación hasta la obtención del producto
final)
-5. Observaciones experimentales. -6. Resultados: SOLO compuesto, nombre, fórmula semidesarrollada, cantidad obtenida, rendimiento y características del producto/s obtenido/s -7. Comentarios y conclusiones.
Los apartados 1-4 deberán estar preparado por el alumno antes de cada sesión. Los apartados 5-7 son los únicos que se desarrollarán durante la sesión práctica.
C) Prácticas de síntesis: Se aplicaran los conocimientos teóricos y prácticos ya adquiridos llevando a cabo distintas síntesis y procesos relacionados
-1- Introducción y objetivos: Información teórica sobre el tipo de proceso a llevar a cabo, alternativas, mecanismos de reacción, utilidad del producto, posibles reacciones secundarias etc. La información
necesaria para este apartado se encuentra en los libros de teoría y en algunos libros de prácticas.
-2. Procedimiento experimental: el indicado en el cuadernillo con las modificaciones que se incluyan si es el caso.
-3. Notas al procedimiento experimental: a) Material necesario b) Datos de reactivos, disolventes y productos (ver Técnicas) c) Datos de productos intermedios o productos secundarios (igual que apartado anterior) d) Notas adicionales (ver Técnicas) e) Relación entre sustrato/s (producto que se desea transformar), reactivo/s y disolventes a utilizar según en el procedimiento experimentar:
-relación molar entre sustrato/s y reactivo/s
-concentración en el medio de reacción
-4. Esquema de separación (diagrama de flujo con fórmulas semidesarrolladas en el que se indique la composición probable al finalizar cada operación hasta la obtención del producto final)
-5. Observaciones experimentales. -6. Resultados: SOLO compuesto, nombre, fórmula semidesarrollada, cantidad obtenida, rendimiento y características del producto/s obtenidos -7. Comentarios y conclusiones. -8. Bibliografía
Los apartados 1-4 y 8 deberán estar preparado por el alumno antes de cada sesión. Los apartados 5-7 son los únicos que se desarrollarán durante la sesión práctica..
BIBLIOGRAFÍA
Características de los compuestos (datos físicos, químicos etc.): se pueden consultar los dos libros siguientes, que se encuentran disponibles en el laboratorio, incluyendo información adicional de otras fuentes
si se desea:
1. "HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS". 2. "THE INDEX MERCK".
También se puede consultar por Internet la base de datos Chemnet en la página: http://www.chemnetbase.com/
Introducción y Técnicas: la mayoría de los libros de prácticas de Química Orgánica incluyen importantes apartados sobre estos aspectos, pero con vistas a unificar criterios tomaremos como base:
3. “ TÉCNICAS EXPERIMENTALES EN SÍNTESIS ORGÁNICA”Mª A. Martinez Grau y A. G. Csákÿ. Ed. Síntesis.
En cada una de las técnicas se indicarán los apartados a consultar, con adiciones de otras fuentes si se
considera oportuno.
Bibliografía general: Los libros que se relacionan a continuación contienen, además de las técnicas básicas, la descripción de las prácticas a realizar u otras muy relacionadas. Para cada una de los apartados
Síntesis, el estudiante deberá seleccionar las fuentes que contienen la información correspondiente a cada una de las prácticas, e indicarlo claramente en el apartado Bibliografía.
4. "CURSO PRACTICO DE QUÍMICA ORGÁNICA". R. Brewster, C.A. Vanderwert y W.E.
McEwen. Ed. Alhambra (1965).
5. "QUÍMICA ORGÁNICA EXPERIMENTAL". H.D. Durst y G.W. Gokel, Ed. Reverté (1985).
6. "QUÍMICA ORGÁNICA EXPERIMENTAL". D.L. Pavia, G.M. Lampman y G.S. Kriz Jr., Ed.
Eunibar.
7. "INTRODUCTION TO ORGANIC LABORATORY TECHNIQUES". D.L. Pavia, G.M.
Lampman and G.S. Kriz Jr., Ed. Sanders Company (1976).
8. "NATURAL PRODUCTS". R. Ikan, Ed. Academic Press. 2ª Edición (1991).
9. "VOGEL´s TEXTBOOK OF PRACTICAL ORGANIC CHEMISTRY”. B.S. Furniss, A.J. Hannaford, P.W.G. Smith, A.R. Tatchell, Ed. Longman (1989).
10. "LABORATORY EXPERIMENTS IN ORGANIC CHEMISTRY". J.R. Morig and D.C. Neckers,
Ed. Wadsworth Publishing Company (1979).
11. "EXPERIMENTAL ORGANIC CHEMISTRY". L.M.Harwood and C.J. Moody, Ed. Blackwell
Sci. Publ. (1989).
12. “EXPERIMENTAL ORGANIC CHEMISTRY”. D.R. Palleros. John Wiley and Sons (2000)
13. "SYNTHESIS OF BENZIL FROM BENZOIN WITH COPPER (II) ACETATE". P. Depreux, G. Bethegnies and A. Marcial-Lefebre. Journal of Chemical Education 1988, 65, 553.
También deben consultarse los Catálogos de diferentes casas comerciales, especialmente ALDRICH, FLUKA, JANSEN; etc.
PRACTICA 1. PURIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE COMPUESTOS
ORGÁNICOS.
Objetivos.
Purificación mediante la técnica de recristalización de un compuesto sólido (ácido benzoico)
Valoración de la eficacia del proceso de purificación, mediante la determinación del punto de
fusión del ácido benzoico antes y después de la recristalización.
Purificación mediante la técnica de destilación de un compuesto líquido (acetato de etilo).
Determinación del punto de ebullición.
1.1. Recristalización de ácido benzoico en agua
Pesar 2 g de ácido benzoico y transferirlo a un erlenmeyer de 250 mL. Añadir
aproximadamente 40 mL de agua y calentar la mezcla hasta ebullición. Añadir poco a poco porciones
de agua caliente, agitando hasta total disolución. Sí se obtiene una solución coloreada añadir una
pequeña porción de carbón activo (aproximadamente 30 g), retirando previamente el erlenmeyer de la
fuente de calor. Una vez adicionado el carbón activo, se vuelve a calentar el erlenmeyer un minuto
más a ebullición y a continuación la disolución se filtra en caliente por gravedad en un erlenmeyer,
utilizando un embudo cónico y un filtro de pliegues. Si el sólido comienza a cristalizar en el filtro o en
el vástago del embudo, añadir una pequeña cantidad de agua a ebullición para redisolverlo (la
disolución filtrada debe ser transparente y lo suficientemente concentrada como para que el sólido
cristalice al enfriar). Dejar enfriar la disolución a temperatura ambiente y separar los cristales filtrando
por succión. Una vez secos los cristales, se pesan para determinar el rendimiento de la cristalización.
1.2. Determinación de puntos de fusión.
Se determinarán los puntos de fusión del ácido benzoico antes y después de la recristalización.
1.3. Destilación de acetato de etilo
Se llevará a cabo la purificación de acetato de etilo (50 mL) por destilación simple, y se
determinará experimentalmente su punto de ebullición.
Bibliografía:
"Técnicas experimentales en síntesis orgánica". M.A. Martínez Grau y A.G. Csákÿ. Editorial
Síntesis, Madrid, 1998 (Capítulos 7, 8 y 9).
" Experimental Organic Chemistry". D. R. Palleros. John Wiley and Sons, New York, 2000
(Unidades 4 y 6).
PRÁCTICA 2. EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO, SEPARACIÓN Y
CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA BINARIA
Objetivos.
Separación, mediante extracción líquido-líquido, de los componentes de una mezcla
compuesta por ácido benzoico y alcohol bencílico, basada en el carácter ácido de uno de los
componentes.
Aislamiento y caracterización de un compuesto sólido.
Aislamiento y caracterización de un compuesto líquido.
2.1. Extracción líquido-líquido.
50 mL de una disolución de éter dietílico que contienen 5 mL de alcohol bencílico y 5 g ácido
benzoico se transvasan, con ayuda de un embudo cónico, a un embudo de decantación. La disolución
anterior se extrae con aproximadamente 20 mL de disolución NaOH/H2O 2N, agitando y abriendo la
llave de forma alternativa. El embudo se deja reposar y, una vez se han separado las dos fases
claramente, se saca la fase inferior quitando el tapón y abriendo la llave con cuidado. La fase orgánica
se vuelve a extraer dos veces más, siguiendo el mismo procedimiento. Una vez finalizada la
extracción, se combinan las fases acuosas y se reservan para continuar en el apartado 2.2.
La fase orgánica resultante se lava una vez con 20 mL de disolución saturada de NaHCO3
acuoso. Seguidamente, se separan las fases, se desecha la acuosa, y se lava la superior orgánica con 20
ml de disolución saturada de NaCl en agua. Finalmente, las fases se separan y la orgánica se transvasa
a un erlenmeyer de 100 mL y se seca con MgSO4 anhidro. (Se continua en el apartado 2.3).
2.2. Aislamiento y caracterización del ácido benzoico.
La solución acuosa básica se acidula con HCl concentrado (gota a gota y con agitación) hasta
pH 2-3. El ácido benzoico precipitado se filtra a vacío, se lava con un poco de agua fría y se
recristaliza disolviéndolo en la menor cantidad de agua a ebullición. La disolución se deja enfriar a
temperatura ambiente, y luego se enfría con un baño de hielo-agua durante unos 10 minutos para que
la cristalización sea completa.
Los cristales obtenidos se recogen por filtración a vacío, se lavan con pequeñas porciones de
agua fría, y se dejan secar hasta la siguiente sesión de prácticas. Se determina entonces el punto de
fusión, se pesan y se calcula el porcentaje de ácido puro recuperado.
2.3. Aislamiento y caracterización del alcohol bencílico.
La disolución etérea obtenida en el apartado 2.1, se filtra por gravedad a un matraz de fondo
redondo al que se le añaden unas piedras de porcelana porosa y se monta un sistema de destilación. La
mezcla se calienta (a un 30% de la potencia de la manta eléctrica) y se destila el éter dietílico. Cuando
deja de destilar el éter, el residuo que queda en el balón se destila, calentando a una potencia del 90%,
recogiendo el destilado en un vial previamente tarado.
El alcohol bencílico se pesa y se calcula el porcentaje de alcohol puro recuperado.
Bibliografía:
"Técnicas experimentales en síntesis orgánica". M.A. Martínez Grau y A.G. Csákÿ. Editorial Síntesis,
Madrid, 1998 (Capítulos 6 y 7)
" Experimental Organic Chemistry". D. R. Palleros. John Wiley and Sons, New York, 2000 (Unidad 5).
PRÁCTICA 3. AISLAMIENTO DE LA CAFEÍNA DEL TÉ. ENSAYOS DE
EXTRACCIÓN DE LA CAFEÍNA DE DISTINTAS FUENTES.
Objetivos.
Aislamiento de la cafeína de las hojas de té, mediante una extracción sólido-líquido, seguida
de una extracción líquido-líquido.
Cristalización con un disolvente orgánico y/o una sublimación para purificar la cafeína aislada.
Análisis por cromatografía de capa fina de la cafeína obtenida de distintas fuentes.
3.1. Aislamiento de la cafeína del té
En un vaso de precipitados de 400 mL se calienta a ebullición, durante
aproximadamente 20 minutos, una mezcla de 5 g de hojas de té, 5 g de
carbonato cálcico en polvo y 100 mL de agua. A continuación se filtra la
mezcla en caliente a vacío. Se deja enfriar el filtrado a temperatura ambiente y
se extrae dos o tres veces con diclorometano (no agitar vigorosamente para
evitar la formación de emulsiones). Se reúnen las fases orgánicas, se secan
sobre sulfato sódico anhidro y se concentran a sequedad en el rotavapor.
El residuo que queda en el matraz contiene la cafeína, que se purifica por cristalización de
acetona ( ó de acetona-éter de petróleo). Se seca el producto y se calcula el porcentaje de cafeína en el
té. Si se desea se puede llevar a cabo una purificación adicional por sublimación.
3.2. Ensayos de extracción de la cafeína de distintas fuentes.
Extracción de la cafeína de un café soluble: En un erlenmeyer de 50 mL se introduce una
cucharadita de café soluble y se le añaden 10 mL de diclorometano. Llevar la mezcla a ebullición
durante 2 minutos (el diclorometano hervirá y hay que tener la precaución de no quedarse sin
disolvente). La mezcla caliente, se filtra con un filtro de pliegues en un vial. Reservar para el análisis
cromatográfico.
Extracción de la cafeína de la Coca Cola: Medir 20 mL de Coca Cola y transvasarla a un
erlenmeyer de 50 mL, añadir 10 mL de diclorometano y calentar a ebullición durante 2 minutos. Una
vez frío, trasvasar a un embudo de decantación, separar la capa de diclorometano en un vial y secar
con sulfato magnésico (no es necesario filtrar). Reservar para el análisis cromatográfico.
Análisis cromatográfico de la cafeína. Se compara por cromatografía de capa fina la cafeína
aislada del té, del café soluble y de la Coca Cola. Anotar las diferencias observadas.
N
N N
N
O
O
H3C
CH3
CH3
Cafeína
PRÁCTICA 4. SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL HEMICRANEAL.
Objetivos.
Separación, mediante extracción líquido-líquido, de los componentes activos mayoritarios del
Hemicraneal, en base a las diferentes propiedades ácido base de dichos componentes.
Procedimiento. Se tritura una tableta de Hemicraneal y se suspende en la mínima cantidad de
metanol. Se añaden 20 mL de diclorometano y se extrae con una disolución de NaOH al 5%. La fase
orgánica se seca sobre sulfato sódico anhidro y se evapora el disolvente quedando un residuo de
cafeína que se puede purificar como en la práctica anterior. Determinar el rendimiento de la cafeína
separada.
Por otra parte la disolución acuosa básica, se acidifica con HCl y se extrae con diclorometano.
Las fases orgánicas reunidas se secan sobre sulfato sódico anhidro y por evaporación del disolvente se
obtiene el acetamidofenol, que se puede purificar por cristalización de agua. Se calcula el rendimiento
y se determina su punto de fusión.
Análisis cromatográfico: El análisis cromatográfico de los productos aislados en esta práctica
se efectuará al finalizar la práctica siguiente.
N
N N
N
O
O
H3C
CH3
CH3
OH
NHCOCH3
Cafeína
Hemicraneal:
Acetamidofenol
PRÁCTICA 5. REACCIÓN DE ACETILACIÓN DE UNA AMINA. OBTENCIÓN DE
PARACETAMOL
Objetivos.
Síntesis del p-acetamidofenol (paracetamol), mediante reacción de acetilación del p-
aminofenol.
Análisis comparativo por cromatografía de capa fina del paracetamol.
Procedimiento. En un matraz de fondo redondo se introducen 10 mL de anhídrido acético y 4 g
de p-aminofenol. La mezcla resultante se calienta a reflujo hasta que se disuelva completamente el
contenido del matraz (aproximadamente 15 minutos). Se deja enfriar y se separa el sólido formado por
filtración a vacío, lavándolo varias veces con agua fría, en porciones de unos 10 mL. El producto
obtenido se recristaliza disolviéndolo en la mínima cantidad de agua a ebullición. Sí se obtiene una
solución coloreada añadir una pequeña porción de carbón activo, retirando previamente el erlenmeyer
de la fuente de calor. Una vez adicionado el carbón activo, se vuelve a calentar el erlenmeyer un
minuto más a ebullición y a continuación la disolución se filtra en caliente por gravedad en un
erlenmeyer, utilizando un embudo cónico y un filtro doble de pliegues. Una vez filtrado el carbón
activo, se deja enfriar la disolución, y entonces se puede sumergir en un baño de hielo-agua para
completar la cristalización. Tras 10 minutos en el baño de hielo-agua se procede a filtrar el
paracetamol cristalino a vacío. Una vez seco el producto, se determina el rendimiento.
Análisis cromatográfico: Se efectúa un análisis por cromatografía de capa fina comparando el
acetamidofenol obtenido de la tableta de Hemicraneal con el obtenido de síntesis.
Bibliografía:
"Técnicas experimentales en síntesis orgánica". M.A. Martínez Grau y A.G. Csákÿ. Editorial
Síntesis, Madrid, 1998 (Capítulo 10).
" Experimental Organic Chemistry". D. R. Palleros. John Wiley and Sons, New York, 2000
(Unidad 5).
" Natural Products". R. Ikan. Academic Press, 2ª Edición ,1991.
" Laboratory Experiments in Organic Chemistry". J.R. Mohrig y D.C. Neckers. Wadsworth
Publishing Company , 1979 (Capítulos 4 y 5).
"Química Orgánica Experimental" D.L. Pavía, G.M. Lampman, G.S. Kriz. Editorial Eunibar,
Barcelona, 1978.
NH2
OH
NHCOCH3
OH
CH3COOCOCH3+ CH3COOH
PRÁCTICA 6. REACCIONES DE SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA: OBTENCIÓN
DE CLORURO DE terc-BUTILO
Objetivos.
Síntesis del cloruro de terc-butilo mediante reacción de substitución nucleofílica del terc-
butanol.
Purificación y caracterización de un líquido orgánico
OH ClHCl
Procedimiento. En un matraz de fondo redondo provisto de una barra magnética se añaden 18
mL de alcohol terc-butílico y 60 mL de ácido clorhídrico concentrado. Sin tapar, se agita la mezcla
suavemente. Después de un minuto aproximadamente, se aumenta la agitación y se agita
vigorosamente durante cinco minutos más. Finalmente la mezcla se transvasa a un embudo de
decantación y se deja en reposo hasta que las dos capas se separen completamente.
La capa acuosa se saca del embudo y se desprecia. El cloruro de terc-butilo se lava con unos
25 mL de disolución saturada de bicarbonato sódico. El embudo de llave, destapado, se agita
suavemente mediante un ligero movimiento circular hasta que cese el fuerte desprendimiento gaseoso.
Entonces se tapa el embudo, se invierte cuidadosamente y se abre la llave para igualar la presión. A
continuación se agita, primero con suavidad, luego enérgicamente, abriendo la llave con frecuencia
para que salgan los gases. Por último se saca y se desprecia la capa de bicarbonato y el cloruro de
terc-butilo se lava una vez más con unos 20 mL de agua.
Tras decantar la capa acuosa, se transvasa el cloruro de terc-butilo bruto a un erlenmeyer
pequeño y se deja secar con cloruro cálcico escoriforme (como el cloruro de terc-butilo es muy
volátil, conviene mantener tapado el erlenmeyer y agitar éste de vez en cuando, para acelerar el
secado).
El líquido del erlenmeyer se decanta a un matraz de fondo redondo y se destila recogiendo la
fracción que destila entre 48-52ºC(es aconsejable enfriar el matraz de recogida en un baño de agua-
hielo). Determinar el rendimiento de la reacción.
Bibliografía:
"Curso Práctico de Química Orgánica" R. Brewster, C.A. Vanderwert y W.E. McEwen. Ed.
Alhambra, Madrid, 1965.
"Química Orgánica Experimental". H.D. Durst y G.W. Gokel. Ed. Reverté, Barcelona, 1985
PRÁCTICA 7.- OXIDACION DE ALCOHOLES SECUNDARIOS A CETONAS.
OBTENCION DE CICLOHEXANONA.
Objetivos.
Síntesis de ciclohexanona por oxidación de ciclohexanol. Purificación y caracterización de un
líquido orgánico. Preparación de un derivado sólido.
Procedimiento. En un balón de 50 mL se introducen 1g de ciclohexanol y 6.5 mL de ácido
acético. La mezcla se agita magnéticamente y se pone a enfriar en un baño de agua-hielo. Con ayuda
de un cuentagotas se introducen gota a gota en el matraz de reacción, 9.5 mL de una disolución de
hipoclorito sódico 2.1 M (12.7% en peso). Finalizada la adición del oxidante se retira el baño de agua-
hielo y se deja agitar el sistema a temperatura ambiente hasta consumición del producto de partida.
A continuación se transvasa la mezcla de reacción a un embudo de decantación y el matraz se
lava con unos 20 mL de agua que también se añaden al embudo de decantación. Extraer la mezcla de
reacción dos veces con 20 mL de diclorometano, reservando la fase acuosa en un erlenmeyer
etiquetado. Los extractos de diclorometano reunidos se lavan dos veces con 15 mL de una disolución
acuosa saturada de bicarbonato sódico (llevar a cabo el lavado con precaución dado que se produce
CO2). Recoger las fases acuosas en el erlenmeyer anteriormente etiquetado como "fase acuosa". A
continuación se extrae la fase orgánica dos veces con 15 mL de una disolución al 10% de tiosulfato de
sodio, recogiendo también las fases acuosas en el erlenmeyer anteriormente etiquetado. Secar la fase
orgánica con sulfato magnésico escoriforme. Filtrar el agente desecante por gravedad, usando un
embudo pequeño que contenga una torunda de algodón y recogiendo el filtrado en un matraz de fondo
redondo previamente pesado. Una vez evaporado el diclorometano a sequedad en el rotavapor, se pesa
el producto obtenido y se calcula el rendimiento de la reacción.
Obtención de la 2,4-dinitrofenilhidrazona de la ciclohexanona.
En un erlenmeyer pequeño se disuelven 0.5 g de 2,4-dinitrofenilhidracina en 10 ml de metanol.
Añadir con cuidado 10 gotas de ácido clorhídrico concentrado. Si es necesario, calentar en un baño de
vapor hasta total disolución de la mezcla. Añadir la ciclohexanona gota a gota y calentar en un baño
de vapor 2 minutos. Dejar enfriar en reposo hasta la precipitación completa del derivado. Se filtran los
cristales en un embudo Büchner y se lavan con unos mililitros de agua-hielo. Una vez secos se
determina el punto de fusión.
Bibliografía: " Experimental Organic Chemistry". D. R. Palleros. John Wiley and Sons, New York, 2000 (Unidad 23).
" Laboratory Experiments in Organic Chemistry". J.R. Mohrig y D.C. Neckers. Wadsworth Publishing Company , 1979
(Capítulo 21).
OH O
NaClOAcOH
PRÁCTICA 8. REACCION DE ESTERIFICACIÓN DE FISCHER. OBTENCIÓN DE
SALICILATO DE METILO.
Objetivos.
Síntesis de salicilato de metilo por reacción de esterificación de Fischer.
Purificación y caracterización de un líquido orgánico por destilación a presión reducida.
Procedimiento. En un matraz de fondo redondo se introducen 10 g de ácido salicílico y 50 mL
de metanol. A continuación se añaden con cuidado 10 mL de ácido sulfúrico concentrado, agitando
suavemente para mezclar bien los reactivos. El conjunto se calienta a reflujo durante 60 minutos. Tras
dejar enfriar, se añaden al matraz 50 mL de agua y se transfiere la mezcla a un embudo de
decantación, separando ambas fases. La fase orgánica se lava en el mismo embudo con 15 mL de una
disolución acuosa de bicarbonato sódico al 5%, agitando suavemente mientras se observe
desprendimiento gaseoso. Se separa la fase acuosa básica y a continuación se lava de nuevo la fase
orgánica con 30ml de salmuera. (El pH de las aguas de lavado debe ser neutro o básico, de lo
contrario habrá que repetir el lavado con bicarbonato y el posterior lavado con salmuera). Se saca el
éster del embudo de decantación y se transfiere a un erlenmeyer para su secado con cloruro cálcico
escoriforme. Finalmente el producto se purifica por destilación a presión reducida con trompa de
agua.
Bibliografía:
"Técnicas experimentales en síntesis orgánica". M.A. Martínez Grau y A.G. Csákÿ. Editorial
Síntesis, Madrid, 1998 (Capítulos 2 y 8).
"Vogel´s. Texbook of Practical Organic Chemistry. B.S. Furniss, A.J. Hannaford, P.W.G.
Smith, A.R. Tatchell, Ed. Longman, 1989 (Capítulo 6).
"Curso Práctico de Química Orgánica" R. Brewster, C.A. Vanderwert y W.E. McEwen. Ed.
Alhambra, Madrid, 1965.
OH
COOH
CH3OHOH
COOCH3
H2O
PRÁCTICA 9.- REACCIÓN DE CLAISEN-SCHMIDT. SÍNTESIS DE
DIBENZALACETONA.
Objetivos.
Síntesis de dibenzalacetona por reacción de Claisen-Schmidt.
Purificación y caracterización de un compuesto sólido.
Procedimiento. En un vaso de precipitados de 100 mL se disuelven 5 g de NaOH en 25 mL de
agua, se agregan posteriormente 25 mL de etanol y se enfría la mezcla en baño de agua-hielo hasta
temperatura ambiente. En un erlenmeyer de 100 mL se introducen 10.5 mL de benzaldehido y 3.6 mL
de acetona destilada. A la mezcla resultante se le añade la disolución etanólica de NaOH, previamente
preparada (a veces requiere enfriamiento externo).Tras agitar durante 15 minutos la mezcla de
reacción se filtra a vacío y el sólido obtenido se lava con agua fría para eliminar cualquier residuo de
álcali y después con un poco de etanol frío. El sólido amarillo obtenido se seca con papel de filtro y se
recristaliza de acetato de etilo. Determine el rendimiento y el punto de fusión del producto purificado.
Bibliografía:
"Química Orgánica Experimental". H.D. Durst y G.W. Gokel. Ed. Reverté, Barcelona, 1985
CHO
H3C CH3
O
O
NaOH+2
PRÁCTICA 10.-COLORANTES: PREPARACIÓN DEL NARANJA DE METILO.
Objetivos.
Preparación de una sal de diazonio por reacción de diazotación del ácido sulfanílico.
Síntesis de un colorante azoico (naranja de metilo) por reacción de acoplamiento de una sal de
diazonio con una amina aromática.
Diazotación del ácido sulfanílico.
Se disuelven 2 g de ácido sulfanílico y 0,8 g de carbonato sódico en 40 mL de agua. La
disolución se enfría a 0ºC añadiendo 60 g de hielo y a continuación se agregan 0,8 g de nitrito sódico
disueltos en 6 mL de agua. Finalmente se añaden, poco a poco, 1,6 mL de ácido clorhídrico
concentrado disuelto en 10 mL de agua.
Naranja de Metilo
Por otra parte, a una disolución de 2 mL de HCl concentrado en 6 mL de agua, se añaden 1,2
mL de dimetilanilina. Esta disolución se enfría en baño de hielo y se vierte con agitación continua
sobre la suspensión fría de la sal de diazonio del ácido sulfanílico. Tras agitar enérgicamente la
mezcla, aparecerá un precipitado rojo de heliantina. Mantener la mezcla en baño de hielo durante 15
minutos. A continuación se añaden lentamente y con agitación 16ml de una disolución de NaOH al
10% (asegurar que el pH de la disolución sea básico, de lo contrario habrá que añadir más
base).Calentar la mezcla a ebullición para disolver la mayor parte del naranja de metilo
formado(máximo unos 10 minutos), cuando éste se haya disuelto añadir mientras se agita, 1,2 g de
NaCl y dejar enfriar la mezcla en un baño de hielo.
Los cristales obtenidos se separan por filtración, se lavan con etanol y se secan al aire.
Heliantina
A 0,2 g de naranja de metilo se añaden 10 mL de agua y 1 mL de ácido clorhídrico
concentrado. Se calienta la mezcla, se filtra en caliente si procede y luego se deja enfriar para que
cristalice.
Bibliografía:
"Química Orgánica Experimental"D.L. Pavía, G.M. Lampman, G.S. Kriz. Editorial Eunibar,
Barcelona,1978.
NH2NaO3S N NNaO3S NNCH3 CH3
CH3CH3
NaNO2
HCl
PRÁCTICA 11.-SECUENCIA SINTÉTICA I: DE BENZOINA A ÁCIDO BENCÍLICO
Objetivos.
Síntesis de una α-dicetona por oxidación de una α-hidroxicetona. Síntesis de un α-hidroxiácido por transposición bencílica de una α-dicetona.
11.1. Oxidación de benzoína a bencilo
En un matraz de fondo redondo se introducen 2 g de benzoína, 3,75 g de acetato cúprico
monohidrato, 15 g de ácido acético y 5 mL de agua. La mezcla se calienta a reflujo hasta que se haya
consumido el producto de partida. La mezcla de reacción se filtra en caliente por gravedad para
eliminar el óxido cuproso y el filtrado se deja enfriar para que cristalice. El sólido cristalizado se filtra
en un embudo Büchner, se lava con agua y finalmente con un poco de etanol frío. El bencilo obtenido
se puede recristalizar de etanol. Calcular el rendimiento.
11.2 Transposición de bencilo a ácido bencílico
En un matraz de fondo redondo se introducen 4 g de bencilo, 5 g de hidróxido potásico, 20 mL
de etanol y 20 mL de agua. Se adapta un refrigerante de reflujo y se calienta el contenido del matraz a
ebullición durante 15 minutos. El líquido caliente se vierte en un vaso de 250 mL y se añaden 100 mL
de agua.
En algunas ocasiones se separa un poco de bencilo inalterado en forma de una suspensión
coloidal; para eliminar este residuo se añade carbón activo, se agita la mezcla y a continuación se
filtra en caliente para eliminar el carbón. El ácido bencílico se obtiene del filtrado de la siguiente
manera: en un vaso de 400 mL se pesan aproximadamente 50-75 g de hielo picado y se añaden 10 mL
de ácido clorhídrico concentrado. A continuación, sobre la mezcla de hielo y ácido, se añaden 10-15
mL de la disolución de bencilato potásico y se agita la mezcla hasta que el ácido bencílico, que a
veces se separa en forma coloidal, sea cristalino. Entonces, poco a poco y con agitación continua, se
añade el resto de la solución de bencilato potásico (comprobar que el medio sigue siendo ácido).
Finalmente, el ácido bencílico se recoge por filtración sobre un Büchner. Se seca y se calcula su
rendimiento.
El ácido bencílico obtenido se puede recristalizar de agua caliente.
Bibliografía.
Synthesis of Benzil from Benzoin with Copper (II) Acetate" P. Depreux, G. Bethegnies and A.
Marcial-Lefebre. Journal of Chemical Education 1988, 65, 553. "Introduction to Organic Laboratory Techniques" .D.L. Pavia, G.M. Lampman and G.S. Kriz
Jr. Saunders Company, Philadelphia, 1976.
CH COOH
C COOCuAcO2
AcOH
C COO
OH
COOHKOH
EtOH/H2O
HCl
PRÁCTICA 12.- SECUENCIA SINTÉTICA II: DE ANILINA A p-NITROANILINA.
Objetivos.
Protección de un grupo amino mediante su transformación en amida.
Nitración de un compuesto aromático mediante reacción de substitución aromática
electrofílica.
Hidrólisis de un grupo amida.
12.1. Protección del grupo amino: Síntesis de acetanilida a partir de anilina
En un matraz de fondo redondo de 100 mL se introducen por este orden: 4 mL de anilina, 7
mL de ácido acético glacial y 7 mL de anhídrido acético (al añadir el anhídrido se observará un
desprendimiento de calor). Se adapta al matraz un refrigerante y la disolución se calienta a reflujo
durante 10 minutos. Transcurrido este tiempo, se enfría un poco el matraz en un baño de agua (no
enfriar demasiado pues solidificaría todo el contenido del matraz) y se vierte su contenido en un vaso
que contenga 50 mL de agua. Se agita bien la mezcla y los cristales de acetanilida se recogen por
filtración en un Büchner, lavándolos con pequeñas porciones de agua fría. Tras secar en lo posible los
cristales, se pesan para determinar el rendimiento de acetanilida bruta, se separa una pequeña cantidad
para recristalizar (de agua) y determinar su punto de fusión y el resto se utiliza en la etapa siguiente.
12.2 Obtención de p-nitroacetanilida a partir de acetanilida
En este procedimiento experimental las cantidades de reactivos deben recalcularse en función
de la cantidad de producto de partida de que se disponga.
En un erlenmeyer pequeño se vierten 7,5 mL de ácido sulfúrico concentrado y se añaden, en
pequeñas porciones y con agitación constante, 3,5 g de acetanilida. Cuando todo el producto se haya
disuelto se introduce el erlenmeyer en un baño de hielo donde se le deja enfriar y mientras tanto se
NH2 NHCOCH3
Ac2O
AcOH
NHCOCH3NHCOCH3
HNO3
H2SO4
NO2
prepara en otro erlenmeyer pequeño una solución de 3 mL de ácido nítrico concentrado en 3 mL de
ácido sulfúrico concentrado.
La mezcla de ácidos se deja caer gota a gota sobre el matraz de reacción, con agitación
constante y procurando que la temperatura no sobrepase los 35 ºC.Acabada la adición, se saca el
erlenmeyer del baño de hielo y se deja reposar durante 10 minutos a temperatura ambiente. Se vierte
entonces la mezcla de reacción en un vaso de 250 mL, junto con 50 mL de agua y aproximadamente
15 g de hielo agitando bien hasta completa fusión del hielo.
Los cristales de p-nitroacetanilida se recogen por filtración en un embudo Büchner y se lavan
con agua fría. Una pequeña cantidad del precipitado húmedo se pasa a un papel de filtro y se seca para
recristalizar de etanol y determinar su punto de fusión. El resto se utiliza en la etapa siguiente.
12.3. Obtención de p-nitroanilina a partir de p-nitroacetanilida.
La p-nitroacetanilida húmeda se pasa a un matraz de fondo redondo de 100 mL, se añaden 50
mL de agua y se forma con la mezcla una pasta fina. Se agregan a continuación 15 mL de ácido
clorhídrico concentrado y se calienta la mezcla a reflujo durante 30-35 minutos.
Terminada la hidrólisis se enfría el matraz, se vierte el contenido de la mezcla de reacción en
un vaso de precipitados y se añaden unos 30 mL de hielo picado. La p-nitroanilina se precipita
alcalinizando la disolución con amoniaco (aprox. 25 mL). La p-nitroanilina precipitada se recoge en
un embudo Büchner, se lava cuidadosamente con pequeñas porciones de agua y, tras secar, se pesa el
producto obtenido para calcular el rendimiento. Una parte de la p-nitroanilina se cristaliza de etanol
para determinar el punto de fusión.
Bibliografía:
"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 (Capítulo 44).
NHCOCH3
NO2
NH2
NO2
HCl
