Sem. Sintesis De P Nitroanilina p5j4h

1

SÍNTESIS DE pNITROANILINA

OBJETIVOS 2

1.- Estudiar la reacción de Sustitución Electrofílica Aromática (SEA) para obtener la p-nitroanilina. 2.- Observar el efecto protector y orientador del grupo acetilo durante la reacción de nitración.

AROMATICIDAD 3

• Olor agradable • Altamente insaturados • Planos, cíclicos • Cumplen con la regla de Hückel.

Yurkanis, P. (2008). Química orgánica. Quinta edición. México: PEARSON EDUCACIÓN.

ANTIAROMATICIDAD 4

• Compuesto plano y cíclico • La nube π debe contener un numero impar de e π

McMurry J. (2012). Química orgánica.8ª edición. México, D.F.: CENGAGE Learning.

RESONANCIA 5

  

Reglas de resonancia Energía de resonancia Sistemas de resonancia

CALORES DE HIDROGENACIÓN 6

Entre más sustituido este un doble enlace es más estable.

DENSIDAD ELECTRÓNICA 7

8

ORBITALES MOLECULARES

REACCIÓN GENERAL DE SEA 9

Yurkanis, P. (2008). Química orgánica. Quinta edición. México: PEARSON EDUCACIÓN.

REACCIONES DE SEA 10

HALOGENACIÓN 11

Para que se lleve a cabo la reacción tiene que generar un electrófilo y debe haber un catalizados.

Formación del electrófilo

Yurkanis, P. (2008). Química orgánica. Quinta edición. México: PEARSON EDUCACIÓN.

NITRACIÓN 12

Yurkanis, P. (2008). Química orgánica. Quinta edición. México: PEARSON EDUCACIÓN.

SULFONACIÓN 13

Yurkanis, P. (2008). Química orgánica. Quinta edición. México: PEARSON EDUCACIÓN.

ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS 14

McMurry J. (2012). Química orgánica.8ª edición. México, D.F.: CENGAGE Learning.

ACILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS 15

McMurry J. (2012). Química orgánica.8ª edición. México, D.F.: CENGAGE Learning.

REACCIONES DE BENCENOS SUSTITUIDOS 16

- Nomenclatura - Rapidez de reaccion

Yurkanis, P. (2008). Química orgánica. Quinta edición. México: PEARSON EDUCACIÓN pp 678,679, 682

ELCTRO DONADOR ELECTROATRACTOR 17

Yurkanis, P. (2008). Química orgánica. Quinta edición. México: PEARSON EDUCACIÓN pp. 682683.

Reactividad de bencenos sustituidos 18

19

Yurcanis,P.. (2008). Química orgánica . México : PEARSON EDUCACION. pág.. 684

GRUPOS ORIENTADORES 20

GRUPOS ORIENTADORES 21

Efecto de los sustituyentes sobre la orientación 22

23

Yurcanis,P.. (2008). Química orgánica . México : PEARSON EDUCACION. pág.. 689,690

24

¿Porqué partimos de la acetanilida y no de la anilina?

Comité Internacional de Expertos del IPCS . (2001). Fichas Internacionales de Seguridad Química . Marzo 2001, de Comité Internacional de Expertos del IPCS Sitio web: http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/0a100/nspn0011.pdf

25

Química Suastes, S.A de C.V. (2007). Hoja De Seguridad. Acetanilida. Diciembre 18, 2007, de Reactivos Química Meyer Sitio web: http://reactivosmeyer.com.mx/pdf/reactivos/hds_0020.pdf

Grupos orientadores de Anilina y Acetanilida 26

Fuerte activador Posiciones orto y para Efecto inductivo electro atractor débil Efecto de resonancia electrodonador fuerte

Moderente activador Posiciones orto y para Efecto inductivo Efecto de resonancia

27

●Impedimento Estérico. Es un efecto causado por grupos voluminosos debidos a las fuerzas de repulsión en el sitio de la reacción que dificultan el acercamiento mutuo de los reactivos.

Francis A. Carey & Robert M. Giuliano. (2014). Química Orgánica. México: McGraw Hill.

28

La acetanilida es escogida entonces porque es un orientador que favorece la posición p-, debido que existe un impedimento estérico en la posición o-, producida por el amplio “volumen” de la molécula.

29

●Grupo protector: Una alteración provisional en la naturaleza de un grupo funcional para hacerlo inerte bajo las condiciones en que se efectúa la reacción en otro lugar de la molécula. L.O, Smith Jr. & S.J. Cristol . (1970) .Química Orgánica. España: Reverté S.A

30

El factor más importante a considerar cuando se escoge un grupo protector es la facilidad con la que éste se podrá separar o eliminar en las etapas posteriores de la síntesis.

Ege. s. (2000). Química orgánica: estructura y reactividad. Tomo 2. España: Reverté. S.A.

31

Protegiendo una función determinada se consigue que ésta sea temporalmente inerte en unas condiciones en las que si reacciona otro grupo.

Camps G. Pelayo, Vázquez C. Santiago & Escolano M. Carmen. (2009). Química Farmacéutica I. Tomo 1.. España: Universitat de Barcelona.

USOS DE LA pNITROANILINA

32

   

Sustancia química intermedia en la fabricación de tinturas. Industria farmacéutica. Pesticidas. Se consume principalmente industrialmente como un precursor de la p-fenilendiamina, un colorante importante.

PARTE EXPERIMENTAL

33

HIDRÓXIDO DE SODIO Formula condensada: NaOH P.M. 39.997 g/mol p.f. 318.4 ºC p.e. 1388 ºC Densidad: 2.13 g/mL Solubilidad: Soluble en agua, alcoholes y glicerol. Insoluble en en acetona y éter Toxicidad: Irritante y corrosivo de los tejidos

0 3

ÁCIDO CLORHÍDRICO Formula condensada: HCl P.M. 36.46 g/mol p.f. - 26 ºC p.e. 48 ºC Densidad: 1.639 g/L

0 3

Solubilidad: Soluble en agua, alcohol, éter, acetona, ácido acético y cloroformo. Insoluble en hidrocarburos Toxicidad: Corrosión cutánea, toxicidad específica en determinados órganos - exposición única, corrosivo para los metales

ACIDO SULFURICO Formula condensada: H2 SO4 P.M. 98,08 g/mol p.f. 10º C p.e. 310º C Densidad: 1.8 g/cm3 Solubilidad: Soluble en agua y alcohol etílico Toxicidad: Corrosivo, puede producir graves quemaduras en los ojos, la piel e irritar las mucosas, muy irritante, olor, enrojecimiento http://iio.ens.uabc.mx/hojas-seguridad/acido_sulfurico.pdf

1

0

0 3 34

2

ACIDO NITRICO Formula condensada: HNO3 P.M. 63.01 g/mol p.f. -42 °C p.e. 86 °C Densidad: 1.51 g/cm³

0 3

Solubilidad: Es soluble en agua (en cualquier proporción y cantidad), generándose calor. Toxicidad: Es corrosivo de metales y tejidos. Pueden producirse quemaduras graves con cicatrices y necrosis.

1 OXIDANTE

ACETANILIDA Formula condensada: C8H9NO P.M. 135.17 g/mol p.f. 113.5 °C (387°K) p.e. 304 °C (577 °K) Densidad: 1.219 g/cm³

1 3

Solubilidad: Soluble en agua caliente, etanol y en HCl caliente Toxicidad: Ingestión : Ardor del tracto digestivo y dolor de garganta, Inhalación: Tos y dificultad respiratoria, En Piel : Enrojecimiento y dolor,

p-NITROACETANILIDA Formula condensada: C₈H₈N₂O₃ P.M. 39,.97 g/mol P.F. 212 - 215 °C P.E. 408.9 °C

0

Solubilidad: Soluble en agua caliente y en disolventes orgánicos Toxicidad: Irrita los ojos, la piel y las vías respiratorias.

3

Densidad: 1.34 g/cm³ 35 http://cedrosa.com.mx/info/a380hs.htm

0

1

p-NITROANILINA Formula condensada: C6H6N2O2 P.M. 138.1 g/mol p.f. 148ºC p.e. 332ºC Densidad: 1.34 g/cm³ Solubilidad: Soluble en agua caliente y etanol Toxicidad: Somnolencia, dolor de cabeza, dificultad respiratoria, náuseas,debilidad, pérdida del conocimiento.

1 3

36 http://cedrosa.com.mx/info/a380hs.htm

3

SÍNTESIS DE p-NITROANILINA En un matraz Erlenmeyer de 125 mL

0 3

W

2

Acido Sulfúrico

1 3

0

Acetanilida

Colocar Colocar el el Matraz Matraz en hielo hielo en

Agregar

7 7 mL mL H H22 SO SO44 3 g de de Acetanilida 3g Acetanilida

0 3

Acido Sulfúrico

Agitar

Hasta Hasta obtener obtener una una solución solución

2 W

Adicionar gota a gota T = 25 y 35°C

Preparar Preparar una una solución solución con con 6 6 mL mL HN0 HN033 6 6 mL mL H SO H22 SO44

Agitar constantemente

0 3

1 Oxidante

Acido Nítrico

Dejar Dejar reposar reposar a a temperatura ambiente temperatura ambiente 5 5 min min Vertír

Vaso Vaso de de precipitados precipitados con hielo/agua hielo/agua (50 con (50 mL/ mL/ 15 g) g) 15

p-nitroacetanilida

Agitar

Observar Observar un un precipitado precipitado

37

Filtrar

Lavar Lavar el el precipitado precipitado con con dos porciones de 50 mL dos porciones de 50 mL c/u c/u de agua fría. de agua fría.

Colocar

Colocar la p-nitroacetanilida humeda obtenida en un matraz hasta formar una pasta fina con H2O Agregar

MECANISMO DE NITRACIÓN DE LA ACETANILIDA 38

Colocar la p-nitroacetanilida humeda obtenida en un matraz hasta formar una pasta fina con H2O p-nitroacetanilida

Agregar

15 mL HCl concentrado por las paredes Acido Clorhídrico

Adaptar Adaptar refrigerante refrigerante en posición en posición de de reflujo, reflujo, calentar calentar por por 30 min. 30 min.

Hidróxido de Sodio

Al Al finalizar finalizar el el calentamiento, verter calentamiento, verter el el contenido contenido en en hielo hielo picado, picado, alcalinizar alcalinizar con con NaOH NaOH

35 35 g g de de hielo. hielo. NaOH NaOH al al 40%, 40%, poco a poco poco a poco

Recristalizacion Recristalizacion del del solido solido

Detenerse Detenerse hasta hasta formación formación de de sólido sólido color color amarillo amarillo (p-nitroanilina) (p-nitroanilina) Filtrar

39

Dejar Dejar secar secar yy determinar determinar punto punto de de fusión. fusión.

Calcular Calcular rendimiento rendimiento de de reacción reacción

MECANISMO DE HIDRÓLISIS ELIMINACION DEL GRUPO PROTECTOR 40

41

42

43