Instituto Politcnico Nacional Escuela Nacional de Ciencias Biolgicas

Instituto Politcnico Nacional Escuela Nacional de Ciencias BiolgicasLaboratorio de Qumica Orgnica.Prctica No. 14 Sntesis de colorantes azoicos.

Equipo no. 15

Objetivos.Efectuar la sntesis de colorantes azoicos.Comprobar el efecto batocrmico en una serie de colorantes. Comprobar que el grupo cromforo principal de un compuesto es el responsable de su color. Espectro electromagntico Intervalo de longitudes de onda o frecuencias de la radiacin electromagntica. Regin visible: Aquellas longitudes de onda capaces de ser percibidas por el ojo humano.

por qu los objetos tienen distintos colores? De acuerdo a sus caractersticas, los objetos absorben determinadas longitudes de onda, mientras que reflejan otras. Por ejemplo, una substancia aparece de color negro si absorbe toda la luz visible que incide en ella, mientras que un objeto rojo absorbe todas la luz, pero refleja el componente rojo.

por qu algunos compuestos orgnicos son coloridos y otros no?La regin visible del espectro electromagntico es adyacente a la regin UV (ultravioleta), los compuestos coloridos son sistemas conjugados, es decir, presentan enlaces simples y dobles, alternados. Los colorantes presentan sistemas de conjugacin tan extendidos que sus absorciones UV se extienden a la regin visible.

Absorcin mx = 455nmqu sucede con sus molculas? Cuando la luz blanca (todas las longitudes de onda de la regin visible choca con el - caroteno, las longitudes de onda de 400 a 500nm (colores azules) son absorbidas, mientras que otras longitudes son transmitidas llegando hasta nuestros ojos, para el caso del - caroteno, observamos colores amarillo-naranja.

qu sucede con sus molculas? La luz ultravioleta y la luz visible tienen la energa suficiente para promover a un electrn desde un orbital molecular a otro de mayor energa. Dependiendo de la cantidad de energa que requiera para efectuar esta transicin electrnica, una molcula absorbe luz ultravioleta o luz visible.

qu sucede con sus molculas? Cuando la molcula se encuentra en su estado fundamental o basal, todos sus electrones se encuentran en orbitales de energa mnima, cuando absorbe luz, ocurre una transicin electrnica y la molcula queda en estado excitado. Energa OM no enlacequ sucede con sus molculas?

Efecto de la conjugacin sobre la mxCompuesto mx(nm)165217256290

HOMO-LUMOLa conjugacin eleva la energa del HOMO(orbital molecular de mayor energa ocupado) y disminuye la del LUMO(orbital de menor energa desocupado).

Si el compuesto tiene dobles enlaces suficientes absorber luz visible y ser un compuesto colorido.Electrones no conjugadosElectrones conjugadosLUMOHOMOLUMOHOMO**E no conjugadoE conjugadoColorantes.Grupo cromforo: Parte de la molcula del colorante que absorbe la luz UV/Visible.

Grupo auxocromo: Es un sustituyente que, unido al cromforo, altera la mx y la intensidad de la absorcin.

El espectro visible y los coloresEl color de un compuesto depende de la longitud de onda que absorbe, las longitudes de onda que no absorbe las refleja y producen el color que percibimos.

Longitud de onda absorbida(nm) Color absorbido Color observado380-460Azul-violetaAmarillo 380-500Azul Anaranjado 440-560Azul-verdeVerde480-610Verde Purpura540-650Anaranjado Azul 380-420; 610-700Purpura Verde Azo colorantes Los azobencenos tienen un sistema conjugado muy amplio y esto les permite absorber luz del espectro visible lo cual les permite actuar como colorantes.

Colorantes como indicadores cido-base

Espectroscopia UV/VISInvestiga la distribucin de los electrones, en especial de molculas que tienen sistemas de electrones conjugados.

Ley de Lambert-BeerEstos cientficos propusieron que la absorbancia depende tanto de la concentracin de la muestra como de la longitud de la trayectoria de la luz a travs de la muestra:EspectrofotometraLuz Lente Prisma Muestra Lente Absorbancia Absorbancia Concentracin Longitud de onda Efecto batocrmico e hipsocrmico Efecto batocrmico: Es el desplazamiento hacia longitudes de onda mayores debido a la sustitucin o cambio de medio.

Efecto hipsocrmico: Es el desplazamiento hacia longitudes de onda mas cortas, es el efecto opuesto al efecto batocrmico.Mecanismo de ReaccinPara la sntesis de colorantes azoicos se llevara acabo en dos pasos muy importantes los cuales sern;Formacin de un diazonio.Formacin de un enlace azo.

1.-

2.-

Mecanismo de la reaccin de aminas con acido nitrosoEste paso solo se utilizara en la obtencin del Orange II

Formacin del ion Nitrosonio

Formacin de in ion diazonio

Formacin de un azo-compuesto

IsomeraLos compuestos azo, al igual que los alquenos, pueden existir en formas cis y trans. El ismero trans es bastante mas estable que el cis porque carece de tensin estrica.

Reaccin para Rojo para

Reaccin de Sudan I.

PROPIEDADES DE LOS REACTIVOSNombreSULFATO DE SODIO ANHIDRO Estructura

Peso molecular 142g/molPunto de fusin 884CPunto de ebullicinNo aplicaDensidad(g/ml)2.67g/mlSolubilidadEn agua, solubilidad media.Toxicidad

En contacto con la piel: Produce irritacin.En los ojos: Produce irritacin.Inhalacin: No peligroso para la salud.

PROPIEDADES DE LOS REACTIVOSNombre-naftolEstructura

Peso molecular 144.2g/molPunto de fusin 121-123CPunto de ebullicin285CDensidad relativa1.22SolubilidadEn agua, 1g/100ml a 25CToxicidad

En contacto con la piel: Dolor, enrojecimiento.En los ojos: Dolor, enrojecimiento.Inhalacin: Tos, dolor de garganta.

PROPIEDADES DE LOS REACTIVOSNombreNITRITO DE SODIO Estructura

Peso molecular 69g/molPunto de fusin 271CPunto de ebullicin490CDensidad(g/ml)2.67g/mlSolubilidadEn agua, solubilidad media.Toxicidad

En contacto con la piel: Produce irritacin no muy severa.En los ojos: Puede daar la cornea dificultar la visin y causar conjuntivitis.Inhalacin: Irritacin del tracto respiratorio.

PROPIEDADES DE LOS REACTIVOSPROPIEDADES DE LOS REACTIVOSPROPIEDADES DE LOS REACTIVOSPropiedades de los reactivosNombreCIDO SULFANLICOEstructura

Peso molecular 173.2g/molPunto de fusin 288CPunto de ebullicin--Densidad(g/ml)1.5g/mlSolubilidadInsoluble en agua, soluble en solventes orgnicos.Toxicidad

En contacto con la piel: Irritacin y sensibilizacin.En los ojos: Irritacin.Inhalacin: Irritaciones en mucosas.

Propiedades de los reactivosNombrep-NITROANILINAEstructura

Peso molecular 138g/molPunto de fusin 148CPunto de ebullicin322CDensidad(g/ml)1.4g/mlSolubilidadInsoluble en agua, soluble en solventes orgnicos.Toxicidad

En contacto con la piel: Absorcin, labios piel y uas azuladas.Inhalacin: Dificultad respiratoria, nuseas, jadeo, debilidad, prdida del conocimiento.

Propiedades de los reactivosNombreANILINAEstructura

Peso molecular 93g/molPunto de fusin -6CPunto de ebullicin184CDensidad(g/ml)1.02g/mlSolubilidadSoluble en agua, insoluble en solventes orgnicos.Toxicidad

En contacto con la piel: Enrojecimiento. Absorcin.En los ojos: Enrojecimiento. Dolor.Inhalacin: Dolor de cabeza. Vrtigo. Dificultad respiratoria. Convulsiones.

Propiedades de los reactivosNombreCIDO ACTICOEstructura

Peso molecular 60g/molPunto de fusin 17CPunto de ebullicin118CDensidad(g/ml)1.05g/mlSolubilidadSoluble en agua, insoluble en solventes orgnicos.Toxicidad

En contacto con la piel: Enrojecimiento. Quemaduras cutneas. Ampollas.En los ojos: Enrojecimiento. Dolor. Quemaduras graves. Prdida de visin.Inhalacin: Dolor de garganta. Tos. Sensacin de quemazn.

Propiedades de los reactivosNombreETANOLEstructura

Peso molecular 98g/molPunto de fusin No aplica.Punto de ebullicin158CDensidad(g/ml)1.6g/mlSolubilidadSoluble en agua, insoluble en solventes orgnicos.Toxicidad

En contacto con la piel: Produce dermatitis. Resequedad y agrietamiento. En los ojos: Se presenta irritacin.Inhalacin: Produce irritacin de tracto respiratorio superior, nuseas, vmito.

ORANGE II

DIAZOACION

1.2 g de -naftol 1.8 g NaOH10 ml de aguaCalentar hasta disolucin y enfriar con hielo hasta 5C

1.7 g de cido sulfanilico 0.45 g Na2CO38 ml de aguaCalentar con agitacin hasta disolucin y enfriar con hielo hasta 5C200 ml1

2150 mleftol40

0.6 g de NaNO21.7 ml de aguaAdicionar a la solucin 2Mezclar con agitacin lenta

Verter en v.p.p con 1.7 ml de HCl Agitar en bao de hielo de 15-20 minCOPULACIN

Sumergir la solucin 1 en bao de hielo. Agregar sal de diazonio, lento y agitar. Mantener en hielo 30 min.SEPARACIN Y PURIFICACIN

Filtrar al vaco y recristalizar con agua calienteSUDAN IDIAZOACION

0.4 g de -naftol 22.5 ml de NaOH (10%)a 5C

8 ml de aguaAgregar lentamente 8 ml de HCl 2.5 ml de anilina1AB

2 g de NaNO2 10 ml de agua

Agregar la solucin B a la solucin A lentamenteMantener temperatura 0-5CACOPULACIN

Agregar la solucin 1 a la sal de diazonio lento y agitar.Reposo 30 min. Agitar a vecesSEPARACIN Y PURIFICACIN

Filtrar al vaco y lavar con 40 ml de agua fraROJO PARA

DIAZOACION

0.2 g de NaOH 0.5 g de -naftol 10 ml de agua caliente1.4 g de p-nitroanilinaAgregar solucin con 4 ml de HCl conc3 ml de agua.Calentar hasta disolucinABEnfriar con hielo 5 min. Agitacin constante48Agregar lentamente 1 ml de HCl conc. y hieloAgitar vigorosamente hasta suspensin fina de cristales de la salB

Enfriar de 0-5CAgregar rpido solucin de 0.8 g de NaNO2 3 ml de agua Agitar 3 min hasta que la sal de amina se disuelva. Dejar 2 minCOPULACINAgregar rpido solucin A en la solucin BAgregar 1 ml HCl.Bao de agua 30C.Agitar 30 minSEPARACIN Y PURIFICACIN

Filtrar al vaco y lavar con 40 ml de agua fra

50IDENTIFICACION DE PRODUCTOSPODER INDICADOR0.01 g de ORANGE II 1 ml de etanol5 gotas NaOH (10%)5 gotas HCl conc.Agitar y observarEFECTO BATOCRMICODisolver cada colorante en etanolLeer al espectrofotmetro en la regin visibleHacer grfica52

0.5 g de SUDAN I10 ml de HClDESAPARICIN DEL CROMFORO PRINCIPAL0.5 g de estao granulado4.5 ml de HCl conc.Calentar a reflujoCROMATOGRAFA EN CAPA FINAMuestra de cada colorante. Desarrollar en etanol