Guia Quimica Organica II

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Departamento de Química Orgánica Guía de Trabajos Prácticos Química Orgánica II Prof. Diego Amato

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Guia Quimica Organica II

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  • Departamento de Qumica Orgnica

    Gua de Tra ba jos Pr cticos Q u m i c a O r g n i c a I I

    P r o f . D i e g o A m a t o

  • E.T. Nro. 27 Hiplito Yrigoyen TRABAJOS PRCTICOS DE QUMICA ORGNICA Il

    Departamento de Qumica Orgnica

    Q U M I C A O R G N I C A I I O B J E T I V O S

    Sintetizar, purificar e identificar compuestos orgnicos.

    Reconocer los distintos mecanismos por el cual suceden las diversas sntesis reali-zadas.

    Plantear diversos caminos para la separacin y purificacin de distintos compuestos fundamentados en su estructura molecular.

    Adquirir nociones bsicas de espectroscopia IR y su uso como medio para identificar diversos grupos funcionales.

    O B J E T I V O S E S P E C I F I C O S Relacionar la estructura de las molculas de compuestos orgnicos con sus propie-

    dades fsicas.

    Reconocer, clasificar y nombrar los compuestos orgnicos de acuerdo con la nomen-clatura I.U.P.A.C.

    I N T R O D U C C I N Las propiedades de los compuestos orgnicos, as como sus funciones biolgicas, estn determinadas por su estructura. Cuando pensamos en las sustancias que nos rodean o que utilizamos habitualmente o que forman parte de los organismos vivos, visualizamos que muchos son compuestos orgnicos, que tienen diferentes propiedades y aplicaciones, que slo pueden entenderse en base a la diversidad de sus estructuras.

    Surgen, entonces, preguntas: por qu el azcar de mesa se disuelve en agua y el aceite no? Por qu los jabones ejercen su accin limpiadora? Por qu los cidos nucleicos for-man dobles hlices? Por qu una protena debe ordenarse espacialmente de una determi-nada manera para cumplir su funcin? Por qu los fosfolpidos estn presentes en las membranas? Por qu la celulosa es un polisacrido estructural y el almidn es un polisac-rido de reserva?

    Para contestar estas preguntas debemos comprender los conceptos bsicos de la qumica orgnica: cmo se une el carbono con los distintos elementos, la polaridad de los enlaces, la polaridad de las molculas, las fuerzas intra e inter-moleculares, la isomera, la capacidad de oxidarse o reducirse de las diferentes molculas, sus propiedades cido-base, la disposi-cin espacial de los tomos en una molcula.

    Estos conocimientos nos permitirn explicar mecanismos biolgicos complejos, como el transporte de oxgeno en sangre, el transporte a travs de la membrana y la capacidad de reconocimiento de una enzima.

    Estos apuntes quieren ser una gua orientativa para el trabajo en el laboratorio. Pretende tambin que el alumno sepa que es lo que pasa adentro del baln de reaccin y como pasa.

    De ninguna manera quiere reemplazar las clases tericas pero si complementarse con las mismas. Apunta fundamentalmente al razonamiento y no a la memoria, y pretende que el alumno pueda predecir el comportamiento de una sustancia conociendo su estructura.

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    O R I E N T A C I O N E S G E N E R A L E S P A R A E L C U R S A D O D E T R A B A J O S P R C T I C O S D E Q U M I C A O R G N I C A I I

    La aprobacin de la asignatura se obtendr de la combinacin de cuatro notas constituidas por: 1) el desempeo personal en el laboratorio, el que ser reflejado por

    i) Habilidad en el trabajo relacionado al desarrollo de las experiencias y uso correc-to de los materiales necesarios

    ii) Conocimientos demostrados en las prcticas a realizar.

    iii) Observacin de las normas de seguridad en el mismo.

    2) la aprobacin de evaluaciones parciales con la nota de 6 (seis) los cuales sern realizados sobre la base de la teora de cada prctico y de las conclusiones a la que se arribe en ca-da experiencia.

    3) la asistencia a los prcticos la cual no deber ser menor a un 75%. En caso de enferme-dad los das debern ser justificado mediante certificado mdico.

    4) La presentacin de los informes de cada prctica sintetizando los datos, los procesos y cualquier tipo de informacin que ayude a la reflexin posterior acerca de la misma prc-tica. Estos informes se presentarn dentro del trimestre de realizada la prctica.

    En los trabajos prcticos cada alumno debe anotar en una libreta de laboratorio todos y cada uno de los datos que considere necesarios o relevantes para elaborar sus conclusiones y pos-terior informe.

    Se recomienda para cada experiencia la constitucin de comisiones de no ms de tres alum-nos. El objetivo de las comisiones es el de una mejor distribucin de materiales de laborato-rio. La composicin de cada comisin queda bajo la exclusiva responsabilidad de los alumnos que la componen.

    Para cumplir adecuadamente con el horario de trabajos prcticos se sugiere la lectura previa del prctico teniendo de esa manera una idea global de los pasos a seguir, materiales y reac-tivos a preparar y utilizar para el desarrollo coherente y efectivo del mismo.

    Es tambin importante dar atencin a las recomendaciones que efecten tanto el docente como los ayudantes o jefes de laboratorio, como as tambin evacuar cualquier duda antes y durante el desarrollo de la prctica misma.

    Desde ya muchas gracias

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    L I S T A D O D E M A T E R I A L D E L A B O R A T O R I O

    A L U M N O : Esptula grande y/o pequea Varilla de vidrio Trapos absorbentes o repasador Delantal Gafas de seguridad

    Broche de madera Marcador indeleble Tijera Lpiz Cinta adhesiva

    C U R S O Tarro de capilares Rollo de papel Absorbente Rollo de papel film Caja grande de fsforos 1 piseta de 200 cc. aprox.

    G R U P O Perita de goma o propipeta (recomendable) Envases varios para conservar lquidos slidos 1 Frasco de mermelada con tapa, uso cromatografa

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    Trabajo Prctico Nro. 1: Extraccin cido - Base

    Fundamentos Tericos

    La extraccin es la transferencia de un soluto de un disolvente a otro. Cuando se utiliza un disolvente orgnico el soluto se extrae por un proceso de distribucin.

    Cuando una sustancia est en contacto con dos fases lquidas, inmiscibles entre s, se es-tablece un equilibrio de distribucin de la misma entre dichas fases. La sustancia puede ser slida, lquida o gaseosa.

    En general, el proceso de distribucin de una sustancia entre dos fases en contacto depen-de de una de dos fenmenos: Particin o Adsorcin.

    La Particin indica una disolucin selectiva, con solubilidades diferentes para una sustancia, entre las fases de dos solventes inmiscibles.

    La adsorcin indica una adherencia selectiva, con desorciones diferentes, para una sustan-cia entre la fase slida del adsorbente y la fase lquida del eluyente.

    La Extraccin se basa slo en el fenmeno de particin. Una tcnica cromatogrficas, se basan en la adsorcin desorcin.

    Los disolventes orgnicos utilizados en extraccin deben tener baja solubilidad en agua, alta capacidad de solvatacin hacia la sustancia que se va a extraer y bajo punto de ebullicin para facilitar su eliminacin posterior.

    Buscar similitudes y diferencias con un solvente de cristalizacin.

    La extraccin con disolvente activo se basa en una reaccin cido-base entre el producto a separar y el disolvente activo adecuado. Se emplea para separar mezclas de compuestos orgnicos en funcin de la acidez, de la basicidad o de la neutralidad de stos.

    Los compuestos inicos son ms solubles en agua que los compuestos covalentes, y stos, son ms solubles en disolventes orgnicos.

    Se puede definir, entonces, a la Extraccin, como la separacin de un componente (del seno de una mezcla), por accin de un solvente que lo disuelve selectivamente. Se llama, en cambio, Lavado cuando lo que se extrae es la impureza, permaneciendo el compuesto deseado en su fase original.

    La Constante de Particin

    La teora del proceso de extraccin puede ilustrarse considerando la operacin de extraer un compuesto orgnico que se encuentra en solucin acuosa, con un solvente orgnico, inmiscible con agua.

    Se aplica en este proceso la llamada Ley de Distribucin o Ley de Particin, que establece que:

    "si a un sistema de dos fases lquidas inmiscibles o muy poco miscibles, se le agrega una cantidad de un tercer componente, soluble en ambas fases, ste se distribuir en cada fase, de tal forma que el cociente que resulta de dividir las concentraciones logradas en cada fase ser una constante, que slo depender de la temperatura."

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    Se asume que el estado molecular de la sustancia en cuestin es el mismo en ambas fases (no se consideran asociaciones ni disociaciones).

    Si CA y CB son las concentraciones de la sustancia en las fases lquidas A y B, entonces, a una dada temperatura, se cumple que:

    = (cualquiera de las dos fases puede ser la fase acuosa, y se debe aclarar). Kd

    es el llamado coeficiente de particin o distribucin

    Una aproximacin al valor de Kd estara dada por la razn de los valores de solubilidad que presenta la sustancia en cada uno de los solventes.

    Por ejemplo: a 25C la solubilidad del cido acetilsaliclico (aspirina) es 4,27 g/100 ml de ter etlico, y 1,22 g/100 ml de agua.

    Cuando se agrega aspirina slida (pulverizada) a una mezcla de iguales volmenes de agua y ter etlico, la concentracin de aspirina en el ter ser, aproximadamente 3,5 veces ma-yor que en la fase acuosa:

    En base a qu parmetros se elige el mejor solvente de extraccin?

    Los compuestos orgnicos son generalmente ms solubles en solventes orgnicos que en agua y, por lo tanto, pueden extraerse de soluciones acuosas.

    La eleccin del solvente de extraccin depende de la solubilidad del compuesto a extraer, de la volatilidad, inflamabilidad y toxicidad de los posibles solventes a emplear.

    Nuevamente aplicamos la regla que dice "lo similar disuelve lo similar. Cuanto mayor sea la afinidad de la muestra orgnica por el solvente de extraccin elegido, ms fcilmente se extraer.

    Si la solubilidad del compuesto en agua es grande, se puede recurrir al efecto "salting out" Esto es por agregado de electrolitos a la fase acuosa, se aumentar la fuerza inica de la misma, haciendo descender el valor de la solubilidad de la muestra orgnica en dicha fase, lo cual favorecer el pasaje de la misma a la fase del solvente orgnico de extraccin.

    Cunto se extrae?

    En general, la extraccin consiste en agitar la solucin acuosa y la fase de solvente orgnico en una ampolla de decantacin.

    Luego de dejar reposar unos minutos, se separan nuevamente las fases y se separan, dre-nando la fase inferior por la llave de la ampolla.

    Pero... es suficiente realizar una vez el proceso, o debe repetirse algunas veces ms?

    Supongamos que se desea extraer 100 ml de una solucin acuosa que contiene 1,0 g de aspirina con 60 ml de ter etlico, con el objeto de recuperar la mayor cantidad de aspirina posible en la fase etrea.

    Si los 100 ml de solucin acuosa se agitan con los 60 ml de ter, la concentracin de aspiri-na remanente en la solucin acuosa puede calcularse de la expresin de Kd. Si llamamos X al nmero de gramos de aspirina que se extraern con ter, ser 1-X el nmero de gramos que permanecer en la fase acuosa, luego de la extraccin.

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    Entonces:

    Por lo tanto, una extraccin con 60 ml de ter remueve 0,68 g de aspirina de la fase acuosa.

    Supongamos ahora que, en vez de extraer 1 vez con 60 ml de ter, se extrae en 2 veces, con 30 ml cada vez

    Nuevamente, podemos expresar la cantidad de aspirina remanente.

    Primera Extraccin:

    Quedan entonces 0,49 g en la fase acuosa.

    Segunda Extraccin:

    Los extractos etreos reunidos sumarn 0,76 g de aspirina, lo que representa 0,08 g ms que la cantidad separada al realizar un slo paso de extraccin (un 8% ms eficiente resulta la doble extraccin).

    Sugerencia: Calcule la cantidad de aspirina extrada en 3 pasos con 20 ml de ter cada vez.

    Debe ser inerte un solvente de extraccin?

    El solvente utilizado en la extraccin no debe alterar la estructura del compuesto a extraer. Sin embargo, las reacciones de tipo cido-base (que son reversibles) son muy frecuente-mente utilizadas para realizar lavados secuenciales.

    Comentarios y sntesis i) Frente a una mezcla de sustancias a separar hay que reconocer primero, los grupos

    funcionales cidos, bsicos o neutros presentes. Seguidamente se debe analizar la solubi-lidad en agua o en fase orgnica de los componentes de dicha mezcla. Si se encuentran presentes compuestos solubles en agua, stos debern separarse antes de extraer con so-luciones acidas o bsicas.

    ii) Es posible diferenciar entre grupos cidos y dbilmente cidos:

    Los fenoles se extraen slo con solucin de NaOH. Los cidos orgnicos se pueden extraer con solucin de bicarbonato de sodio. A este

    pH los fenoles no pasan a fenxidos, exceptuando aquellos que presenten grupos atractores de electrones en el anillo aromtico (ej.: nitro-fenoles).

    iii) Los disolventes orgnicos utilizados en extraccin deben tener baja solubilidad en agua, alta capacidad de solvatacin hacia la sustancia que se va a extraer y bajo punto de ebullicin para facilitar su eliminacin posterior.

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    iv) El coeficiente de reparto o distribucin de un soluto, ante su lquido de disolucin y su lquido extrayente es constante y depende de la naturaleza de dicho soluto, as como de la naturaleza de ambos disolventes y de la temperatura de trabajo.

    v) La extraccin selectiva se emplea para separar mezclas de compuestos orgnicos, en funcin de la acidez, de la basicidad o de la neutralidad de stos.

    vi) Los compuestos inicos son ms solubles en agua que los compuestos covalentes y stos, son ms solubles en disolventes orgnicos que aqullos.

    Extraccin cido-base (ejemplo) Se tiene una solucin etrea de naftaleno, impurificada con cido benzoico y N, N-dimetil anilina cmo lograr, mediante extraccin cido-base, tener los compuestos separados?

    Primer paso: se pone en contacto la solucin etrea de la mezcla con porciones frescas de HCl 5%. Se extrae cada vez, una dada cantidad de N,N-dimetil anilina, pues la pequea

    proporcin de la amina que se disuelve en agua (y dara lugar a un grande), se protona, formndose una nueva especie: Cloruro de N,N-dimetilanilonio, muy soluble en agua.

    Esto implica la "desaparicin" de la N,N-dimetilanilina disuelta como tal, y por lo tanto, el pasaje de ms molculas de amina libre a la fase acuosa (ya que Kd es una constante por el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la derecha).

    Este paso se repite algunas veces, para asegurar una extraccin eficiente, hasta la desapa-ricin de la N,N-dimetilanilina de la fase etrea original (I).

    Se tienen entonces, varias fracciones de solvente acuoso de extraccin y, reunidos, contie-nen la totalidad de la amina como cloruro de N,N-dimetilanilonio.

    Segundo paso: Se pone en contacto la solucin etrea original (I) (que ahora slo contiene naftaleno y cido benzoico) con solucin de NaOH 5%. Se extraer ahora el cido benzoico, pues:

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    La pequea proporcin de cido que se disuelve en el agua (dara lugar a un gran-

    de), se ioniza, formndose la sal del anin carboxilato. Esto implica la "desaparicin" de la "especie cido benzoico disuelto en agua como tal y, por lo tanto, el pasaje de ms molcu-las de cido benzoico a la fase acuosa (Kd = cte; Principio de Le Chatelier).

    Este paso se repite algunas veces, con alcuotas nuevas de solucin alcalina, para asegurar una extraccin eficiente; hasta la desaparicin del cido benzoico de la fase etrea (I). Dicha fase etrea original (I), qued, por lo tanto, con naftaleno como nico soluto.

    La forma ms sinttica y sencilla de expresar la secuencia descripta, es la que se observa en el siguiente grfico.

    Consideraciones experimentales La tcnica do extraccin se emplea muy frecuentemente para lograr el aislamiento de pro-ductos naturales, o para purificar el producto sintetizado en una reaccin.

    Algunas posibles situaciones de extraccin son:

    1) Aislamiento de productos orgnicos de una solucin acuosa, por extraccin con un solvente orgnico.

    2) Purificacin del compuesto orgnico deseado, separando sales y cidos o bases formados en la reaccin, por extraccin con agua ("lavados").

    3) Separacin de cidos o bases orgnicas, de otros compuestos orgnicos presentes en una fase orgnica, por extraccin con cidos o bases diluidas.

    En todos estos casos se puede aplicar una extraccin simple, con la ayuda de una ampolla de decantacin.

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    Cmo se manipula la ampolla de decantacin? Las ampollas alongadas permiten observar mejor la zona de separacin de fases, cuando se est decantando.

    Las ampollas tienen un robinete en su parte inferior, por donde drenar el contenido al vs-tago. Antes de usar cualquier ampolla de decantacin, verificar que el robinete no pierda.

    Para llevar a cabo la extraccin, se coloca la solucin dentro de la ampolla con el robinete cerrado, La ampolla se encuentra soportada por un aro, y con un recipiente colector por de-bajo.

    Se agrega, entonces, el volumen del solvente de extraccin elegido, de tal forma de no lle-narla ms all de 3/4 de su volumen.

    El orificio superior de la ampolla se cierra con un tapn de Tefln o esmeril.

    Para agitar el contenido, se toma la ampolla de tal forma de presionar el tapn con la palma de la mano. Se debe agitar vigorosamente para lograr que los dos lquidos inmiscibles se mezclen ntimamente, tanto como sea posible. Es decir, el propsito es aumentar la superficie de contacto entre los dos solventes, para que la distribucin del soluto se equili-bre en el menor tiempo posible.

    Durante la agitacin, aumenta la temperatura del contenido de la ampolla, ya sea por el color de disolucin liberado, o por el contacto con las manos; de tal forma que aumenta la presin en su interior. Es necesario liberar la presin formada.

    Para liberar la presin que se desarroll dentro de la ampolla, se debe invertir la misma (con el robinete para arriba), manteniendo la tapa bien cerrada, y entonces abrir cuidadosamente el robinete.

    Este procedimiento es particularmente importante cuando los solventes tienen bajo P.E., o se extrae una solucin acida con bicarbonato de sodio (se libera CO2), etc. Si no se realizara esta operacin, puede desprenderse violentamente el tapn, o eventualmente, estallar la ampolla, perdindose el contenido de la misma y pudiendo ocasionar lesiones (de piel, ocu-lares, etc.).

    Luego so dejan separar las fases y, cuidadosamente, se drena la fase inferior al recipiente colector (si la ampolla est tapada no drenar el lquido, por qu?).

    Como regla general las fases se separaron de tal forma que el solvente ms denso va al fondo. Sin embargo, a veces ocurre que la concentracin de solutos presentes, puede alte-rar la densidad de alguna fase hasta el punto de invertir las densidades relativas de los sol-ventes (a veces esto se debe al efecto "salting out").

    Aclaracin: Es muy comn que se descarte la fase equivocada y lo verifiquen demasiado tarde. Como prevencin, se sugiere guardar ambas fases, hasta que no quede duda sobre la identidad de cada una.

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    Si quedaron restos de slidos en la interfase (a veces forman una tercera capa), es necesa-rio filtrar el sistema heterogneo antes de la separacin. Luego de la extraccin, la fase orgnica est saturada con agua, y es necesario secarla, antes de evaporarla. El agua es una impureza que siempre hay que sacar antes de evaporar el solvente (o antes de destilar). Normalmente se utilizan sales que forman hidratos, como agentes desecantes. La eficiencia del secado depender del grado del desplazamiento del equilibrio sal - sal hidratada, hacia la derecha (intensidad); del grado de hidratacin (capacidad de incorporar una o ms mol-culas de agua en el hidrato), y de la velocidad con que se llegue al equilibrio citado.

    Secado de solventes orgnicos El secado de soluciones orgnicas consiste en agregar el desecante, dejando en reposo el sistema unos minutos luego de agitarlo de vez en cuando. Luego se filtra. Los agentes desecantes ms comunes son aquellos que no afectan o reaccionan con la mayora de los compuestos orgnicos. Algunos ejemplos son:

    1) MgS04 = alta capacidad, mediana intensidad, rpida accin, barato. Es uno de los ms usados.

    2) Na2S04= alta capacidad, baja intensidad, rpida accin. Muy usado. 3) CaCl2 = alta intensidad; se lo utiliza principalmente con hidrocarburos y halogenuros

    de alquilo, porque forma complejos con la mayora de los compuestos que tienen O y N.

    4) CaSO4 = (Drierite)= muy alta intensidad, baja capacidad, rpido. Se lo utiliza para secado de gases.

    5) K2CO3 = se lo utiliza para secar alcoholes, por ser muy insoluble en ellos. Tiene ca-pacidad e intensidad intermedias.

    6) Tamices moleculares (molecular sieves) son complejos de silicatos con una estructu-ra porosa tal que atrapa selectivamente molculas de agua. Muy buen agente desecante.

    La cantidad de agente desecante a utilizar es aproximadamente una dcima o vigsima par-te del volumen a secar. Se permite el contacto lquido-desecante durante 10 a 20 minutos y luego se elimina por filtracin rpida.

    Las mezclas pueden ser:

    Naftaleno, cido benzoico y una amina. naftol y cido benzoico. naftol, cido benzoico, benzoato de sodio y difenilamina. Otras, segn criterio del docente

    Nota: realizar en todos los casos el diagrama de flujo correspondiente.

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    Cuestionario 1. La solubilidad del yodo en agua es 0.029 g/100 ml y en cloruro de metileno es de

    2.91 g/100 ml. Calcular la constante de reparto.

    2. Teniendo en cuenta la solubilidad del yodo en agua, calcular los gramos de yodo presentes en 15 ml de disolucin acuosa.

    3. Calcular la cantidad de yodo extrada partiendo de 1g realizando tres extracciones consecutivas con 5 ml de cloruro de metileno y el tanto por ciento total extrado.

    4. Calcular el volumen de cloruro de metileno que se hubiera necesitado para extraer la misma cantidad de yodo en una sola operacin.

    5. Por qu se debe destapar siempre un embudo de separacin (ampolla de decanta-cin) cuando se est sacando, a travs del robinete, el lquido que contiene?

    6. Qu desventajas presentara un disolvente cuya densidad fuese muy semejante a la del agua?

    7. De acuerdo a la siguiente tabla,

    Disolvente Densidad g/ml

    Punto de ebullicin

    C

    Solubilidad en g/100 ml H20

    ter dietlico 0.7135 34.6 7.520 (Nota1)

    Cloruro de metileno 1.32 39 2.0

    Acetona 0.792 56.5

    Nota 1: El valor 7.520 significa que 7.5 g. de ter etlico son solubles en 100 ml de agua a una temperatura de 20C.

    Cul o cules de stos disolventes al mezclarse con agua formar dos fases inmiscibles? 8. Sobre la base de lo observado en la prctica o lo razonado tericamente completar

    las siguientes reacciones y fundamentarlas:

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    9. Conteste las siguientes preguntas:

    De los compuestos que fueron solubles en HCI 10%

    a. Cmo los volvera a insolubilizar?

    b. Qu hara para recuperarlos ya como slidos?

    De los compuestos que fueron solubles en NaOH 10%

    a. Cmo los volvera a insolubilizar?

    b. Qu hara para recuperarlos ya como slidos?

    Si se tuviese un sistema de dos fases inmiscibles, una orgnica y una acuosa con pH cido, deduzca qu productos de las reacciones anteriores sern ms solubles en la fase acuosa.

    Para el mismo sistema de fases, donde la fase acuosa tenga pH bsico, qu productos de las reacciones anteriores sern solubles en la fase acuosa.

    10. Disear un diagrama de separacin de los compuestos indicados:

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    11. Diga cul de los siguientes sistemas de disolventes mezclados con agua son facti-bles para la extraccin. De acuerdo a su densidad y pto. de ebullicin, en qu fase quedaran ubicados los disolventes?

    Solvente Densidad g/ml Pto. de eb.

    C Agua 1,000 100 Hexano 0,659 69 Tolueno 0,867 110.8 Ac. actico 1.049 118.1 Ac. clorhdrico 1,048 103

    12. Indicar la diferencia existente entre extraccin y lavado.

    13. Disear un diagrama de separacin de los siguientes compuestos

    a. Difenil amina benzoato de sodio NaCl

    b. Benzoato de sodio cido benzoico naftaleno

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    Informe Trabajo Prctico N 1 E x t r a c c i n a c i d o b a s e

    Integrantes del equipo Fecha comienzo de la prctica: Fecha fin de la prctica:

    Sustancia Punto de fusin Masa

    Rendimiento crudo tablas 1ra. det. 2da. det. Inicial Final

    Diagrama de separacin Observaciones y justificaciones

    Fuentes de prdidas de producto

    Conclusiones: Ptos. de prdidas de productos Comparativa de Ptos. de fusin. Otras

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    Trabajo Prctico Nro. 2: Sntesis del cido Benzoico

    Fundamentos tericos Los aldehidos son un tipo de compuestos caracterizados por contener un grupo carbonilo unido a un hidrgeno y a un grupo alquilo o arilo.

    La electronegatividad del carbono y del oxgeno (en la escala de Pauling) es de 2.5 y 3.5 respectivamente. Debido a esta gran diferencia de electronegatividad, el grupo carbonilo se halla marcadamente polarizado.

    La polaridad del grupo carbonilo influye sobre las propiedades de solubilidad de las molcu-las que lo contienen. No es extrao que un compuesto orgnico sea soluble en disolventes orgnicos, la propiedad ms interesante es que debido al dipolo presente en el grupo carbo-nilo, su extremo negativo puede formar enlaces de hidrgeno con el agua y con disolventes polares protnicos del tipo de los alcoholes.

    Si los grupos enlazados al grupo carbonilo no son muy grandes, la molcula puede ser solu-ble en agua. En general, esto es as para aldehdos y cetonas de bajo peso molecular.

    Por otro lado, el olor de un compuesto es siempre consecuencia de su estructura global. Es una creencia general que los receptores olfativos tienen formas definidas. Algunas molcu-las con grupos funcionales y reactividad distintas pueden tener un olor parecido, debido a que su forma es muy similar.

    En el caso del benzaldehdo, este es un compuesto que se caracteriza por su olor a almen-dras amargas. Dos aldehdos cuyos nombres indican su olor son el cinamaldehdo y la vaini-llina o 4-hidroxi-3- metoxibenzaldehdo. El primero huele a canela, siendo uno de los com-ponentes de esta especia, mientras el segundo, como su nombre indica, huele a vainilla, con un olor tan intenso que casi resulta repulsivo.

    Los aldehdos pueden oxidarse fcilmente dando lugar a cidos orgnicos que pueden ser considerados como derivados del cido carbnico en el cual uno de los grupos OH es reem-plazado por un grupo orgnico:

    Los cidos carboxlicos son mucho ms estables que el cido carbnico y pierden dixido de carbono slo mediante fuerte calentamiento (unos 250* C).

    Todos los cidos carboxlicos poseen un cierto carcter cido, dependiendo el pKa de la estructura global de cada compuesto.

    Aunque muchos cidos tienen nombres que proporcionan indicaciones de su estructura o de sus propiedades, en muchos no es as; el cido benzoico, por ejemplo, se denomina as debido a que se aisl en una secuencia de reacciones que partan de compuestos que se hallan en la planta llamada benzoe. Este compuesto se utiliza como aditivo alimentario con el cdigo E 210.

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    Objetivos Realizar la oxidacin de un aldehido.

    La oxidacin del benzaldehdo se realizar empleando como oxidante un reactivo inorgni-co: el KMnO4 en medio bsico. Como resultado obtendremos la sal alcalina de un cido car-boxlico, el cido benzoico y MnO2, forma reducida del permanganato potsico.

    65 + 4 65 +2 Material y productos

    Material 2 erlenmeyer de 100 ml. 1 vaso de precipitado de 500 ml. 1 vaso de precipitado de 100 ml. 1 embudo cnico pequeo. 1 pipeta de 10 ml.

    1 probeta de 25 ml o de 50 ml. 1 termmetro. 1 soporte. 1 pinza.

    Reactivos Benzaldehdo. Permanganato potsico. Hidrxido sdico en lentejas. cido clorhdrico concentrado. Etanol.

    Procedimiento experimental Se pesan aproximadamente 5 g de NaOH en un erlenmeyer y se disuelven en 50 ml de agua. Advertencia: al disolver NaOH en agua, se genera una gran cantidad de calor; por tanto, esta disolucin debe hacerse con precaucin, y enfriando el matraz si fuera preciso.

    Igualmente se pesan aproximadamente 8 g de KMnO4 y se aade una pequea porcin a la disolucin de NaOH, junto con 5 ml de benzaldehdo. La mezcla de reaccin toma inicial-mente color prpura (debido al permanganato potsico) y lentamente pasa primero a verde y finalmente aparece un precipitado de color marrn (MnO2).

    El erlenmeyer se calienta al bao de Mara a unos 70*C. Debido a que el permanganato potsico es un oxidante fuerte y puede reaccionar violentamente con el benzaldehdo, debe aadirse lentamente a la mezcla de reaccin.

    El procedimiento a seguir es el siguiente: aadir una pequea porcin de permanganato, el color prpura inicial desaparece poco a poco, pasando a verde y finalmente a marrn, indi-cando que se ha consumido todo el permanganato. Entonces se aade una nueva porcin y as sucesivamente (tener en cuenta que el KmnO4 se aade en exceso con respecto al ben-zaldehdo).

    Durante este proceso, se agitar peridicamente el matraz, procurando homogeneizar la mezcla. El perodo a lo largo del que se debe aadir el KMnO4 no debe durar menos de me-dia hora. Se debe procurar disolver el KMnO4 que quede adherido a las paredes, aadiendo incluso un poco ms de agua para rebaar las paredes (el volumen total no debe superar los 75 ml).

    Tras aadir la ltima porcin de KMnO4, se mantendr el matraz, a la misma temperatura de 70*C, durante, al menos, otros 10 minutos. Transcurrido este tiempo, tras el que probable-mente persistir el color del permanganato, se proceder a destruir el exceso del mismo.

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    Para eliminarlo se aaden poco a poco y dentro del bao, unos 5 a 20 ml de alcohol etlico hasta que todo el permanganato quede reducido, lo que se manifiesta por el cambio de color (se agitar durante aproximadamente 15 minutos).

    Se filtra a vaco y en caliente1 la mezcla a travs de un bchner. En el filtro quedar MnO2 slido que ser desechado y en el filtrado transparente estar disuelto el cido benzoico bajo la forma de benzoato potsico.

    El lquido filtrado se traspasa a un vaso de precipitado de 500 ml. Para aislar el cido ben-zoico se acidula poco a poco con HCl concentrado hasta acidez, aadiendo luego un ligero exceso de cido (unos 5 ml). Se filtra el precipitado y se lava con un poco de agua fra.

    El producto impuro se recristaliza en agua (vase la solubilidad a diferentes temperaturas en la tabla que se adjunta), emplendose la mnima cantidad de agua caliente que disuelva el benzoico (volumen recomendado total: 50 ml).

    Una vez recristalizado, se filtran de nuevo los cristales, escurriendo bien y lavando con una pequea cantidad de agua helada. Los cristales se secan y pesan para calcular el rendi-miento y se realizar una CCD buscando primeramente el solvente de elucin.

    Solubilidad en agua del cido benzoico a diferentes temperaturas.

    1 Cuando se dice filtrar en caliente, hay que tener en cuenta que antes de pasar el lqui-

    do caliente a filtrar, hay que calentar el filtro, pasando un poco de agua caliente por el mismo.

    Temperaturas C 0 20 50 75

    Solubilidad g/l 1.7 2.9 9.5 22.0

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    Informe Trabajo Prctico N 2 S n te s i s d e l c i d o B e n z o i c o

    Integrantes del equipo Fecha comienzo de la prctica: Fecha fin de la prctica:

    Rendimiento

    Acido Benzoico

    Terica Real Rend. Masa (gr)

    Punto de fusin

    Temperatura de fusin

    Producto Crudo 1ra. det. 2da. Det.

    Cromatografa

    Observaciones

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    Trabajo Prctico Nro. :3 Formacin de steres Sntesis de la aspirina (CIDO ACETILSALICLICO)

    Fundamento teorico La Aspirina, nombre comercial registrado por la Bayer, es el cido acetilsaliclico ster etlico del cido orto oxibenzico (y para otros autores, ter etnico del cido orto oxibenzi-co).

    Se obtiene por acetilacin ( etilacin) del cido Saliclico con anhdrido Actico en presen-cia de cido sulfrico concentrado (unas gotas). Es el OH fenlico del cido saliclico el que se etila ( acetila).

    El nombre de ASPIRINA proviene de una planta, rica en salicilatos, llamada comunmente La reina de los prados y cientficamente Spiraea ulmaria (actualmente Filpula ulmaria). As pues, su nombre se compuso de esta forma: A, del radical Acetil; SPIR, abreviatura de Spirsare, que en alemn significa cido de la Spiraea; e INA, sufijo propio de muchos frmacos y compuestos qumicos. La aspirina es el frmaco que mayor empleo ha recibido en la sociedad moderna, siendo el ms empleado para la automedicacin.

    Su historia se remonta al ao 1763 cuando se descubri que el extracto de corteza de sauce era capaz de reducir los sntomas febriles de la malaria. Este mismo producto natural fue aplicado un siglo despus para aliviar los sntomas del reumatismo. Al poco tiempo, se aisl e identific el verdadero principio activo que era el cido saliclico (compuesto 1). Dicha sus-tancia pudo entonces sintetizarse qumicamente en grandes cantidades para su uso en me-dicina. As, un mismo producto presentaba las propiedades de un analgsico (alivio de do-lor), antipirtico (disminucin de fiebre) y de antiinflamatorio.

    Sin embargo, pronto result evidente que el uso del cido saliclico se vea limitado por sus propiedades acidas ya que produca irritacin en las mucosas de la boca, del esfago y del estmago. La solucin lleg en 1893 cuando un qumico de la casa Bayer, Flix Hoffman, dise una sntesis sencilla del cido acetilsaliclico (compuesto 2), el cual presentaba las mismas propiedades farmacolgicas pero no tena ya ese gusto desagradable y no irritaba excesivamente la mucosa gstrica. Esta sustancia fue rebautizada como aspirina.

    Por qu el compuesto 1 es ms cido que el 2? Al comparar entre 1 y 2, qu grupos funcionales crees que son los responsables de la

    accin farmacolgica de la aspirina?

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    De entre los ms de 40 compuestos sustitutivos de la aspirina, los analgsicos ms popula-res son el tylenol y el ibuprofn:

    Compralos con la estructura de la aspirina, y trata de identificar qu grupos funcionales estn detrs de su efecto analgsico.

    La aspirina, acta inhibiendo la biosntesis de prostaglandinas, compuestos que inducen el dolor, la inflamacin y la fiebre. Asimismo, la aspirina posee un moderado efecto anticoagu-lante derivado de la inhibicin que ejerce en la biosntesis del tromboxano, un agregador plaquetario, y que ha llevado a su utilizacin en la prevencin del infarto de miocardio y de ataques al corazn por formacin de trombos.

    El propio cido saliclico es un analgsico. En realidad, es ste el producto que puede ex-traerse de varias plantas medicinales capaces de aliviar el dolor. Inicialmente, el frmaco se administr en forma de sal sdica. Sin embargo, el uso del salicilato sdico produca moles-tos efectos secundarios, y pronto se busc una modificacin del frmaco que retuviese los efectos teraputicas de este compuesto, sin presentar los efectos secundarios indeseables.

    Por tratamiento del cido saliclico con anhdrido actico se obtiene el cido acetilsaliclico, un compuesto tan eficaz como el salicilato sdico, pero de reducidos efectos secundarios. El mismo tipo de estrategia se emple ms tarde para la modificacin de otro potente analgsi-co, la morfina. En este caso el problema consista en su capacidad de crear adiccin y, con la idea de solventarlo, se acetil la morfina, obtenindose la diacetilmorfina o herona. La estrategia no tuvo el mismo xito que con el cido saliclico.

    Es interesante observar que, aunque las estructuras de la aspirina (cido acetilsaliclico) y de la esencia de gaulteria (salicilato de metilo) son muy similares, la primera es un analgsi-co mientras que la segunda se emplea principalmente como agente aromatizante.

    No obstante, la esencia de gaulteria forma parte de muchos linimentos, pues se absorbe a travs de la piel. Una vez absorbido, el salicilato de metilo puede hidrolizarse a cido salicli-co, el cual acta como analgsico, aunque sea de forma localizada.

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    El cido acetilsaliclico se prepara fcilmente en el laboratorio por esterificacin del grupo hidroxilo del cido saliclico (cido 2-hidroxibenzoico).

    La formacin de un ster a partir de un cido carboxlico y un alcohol (esterificacin de Fis-cher) es un proceso que slo se produce si se utiliza como catalizador un cido fuerte: cido orto-fosfrico, cido sulfrico, etc.

    Es una reaccin de equilibrio que puede evolucionar en ambas direcciones dependiendo de las condiciones empleadas.

    El cido acetilsaliclico es un ster de cido actico y cido saliclico (este ltimo acta como "alcohol").

    Observa cmo una reaccin de esterificacin en medio cido alcanza una situacin de equi-librio. La posicin exacta del equilibrio depende conjuntamente de la estructura del cido y del alcohol, pero se puede lograr que la reaccin se complete en un sentido o en otro utili-zando distintas tcnicas como, por ejemplo:

    Utilizar un exceso de cido actico Separar el ster que se forma mediante un proceso de destilacin. Aadir un agente desecante que elimine el H20.

    Qu procedimiento crees que es el ms eficaz para desplazar el equilibrio en la snte-sis de aspirina? Por qu?

    Una aspirina que no se mantiene seca se descompone y da un olor punzante y agrio. Qu reaccin tiene lugar?

    El Mecanismo de Esterificacin en Medio cido Quizs el aspecto ms destacado del siguiente mecanismo es la participacin del cataliza-dor cido, en forma de protones que van y vienen, pero que no se consumen en la reaccin. De este modo, cuando un grupo carbonilo acepta un protn transitoriamente, incrementa su carcter electroflico y puede ser atacado por un nuclefilo dbil como es un grupo hidroxilo.

    Date cuenta tambin que un sentido de este mecanismo se corresponde con la reaccin de esterificacin y el otro sentido con la hidrlisis de un ster, o sea, se trata de un proceso reversible.

    En el siguiente esquema esbozamos el mecanismo de la esterificacin de cido actico por etanol. Por supuesto, el mecanismo de todas las reacciones de esterificacin es esencial-mente idntico. Fjate bien en los distintos pasos del mecanismo {profanacin, ataque nu-cleoflico, etc.) y en la existencia de intermedios de reaccin tetradricos en los que el C sp2 del grupo cido adquiere temporalmente hibridacin sp3.

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    Depende el mecanismo del tipo de cido que se emplee como catalizador?

    Por qu este mecanismo de reaccin corresponde a un proceso reversible?

    Aunque se pueden obtener steres de cido por interaccin directa del cido actico con un alcohol o un fenol, se suele usar un sustituto del cido actico, anhdrido actico, como agente acetilante. ste permite producir steres de acetato con velocidad mucho mayor, que por la accin directa del cido actico.

    Mecanismo de sustitucin nucleoflica aclica El mecanismo de reaccin de sustitucin nucleoflica aclica comprende el ataque y adicin de una base de Lewis (alcohol, agua, amoniaco o una amina) a un carbono carboxlico par-cialmente positivo usando un par solitario de electrones. El resultado es un intermediario tetradrico que elimina rpidamente una molcula de cido carboxlico para formar el pro-ducto final. Este mecanismo se ilustra empleando anhdrido metanoico y metanol.

    Explica por qu el anhdrido actico es ms reactivo que el cido actico. El mecanismo por el cual transcurre esta reaccin es el siguiente

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    En la prctica, aunque el cido saliclico puede extraerse de plantas como el abedul o la gaulteria, suele obtenerse por sntesis mediante la carboxilacin del fenol segn Kolbe. En la reaccin de Kolbe se transforma un fenol en un cido fenlico por la accin de una base y del dixido de carbono. A escala industrial es una reaccin muy eficaz.

    Observaciones La reaccin se puede desplazar hacia la formacin del ster eliminando el agua a medida que se va formando y/o utilizando un exceso de uno de los dos reactivos - Le Chatelier - (generalmente de alcohol).

    Por otra parte, la concentracin de cido acetilsaliclico en las tabletas de aspirina puede determinarse por valoracin con NaOH hasta punto final de la fenolftalena. Como el cido acetilsaliclico se hidroliza fcilmente para dar actico y cido saliclico, el disolvente agua no resulta adecuado como medio para llevar a cabo dicha valoracin:

    Como los protones carboxlicos tanto del cido actico como del saliclico se neutralizan hasta punto final de la fenolftalena, la hidrlisis del producto de partida dar resultados ms altos y, en consecuencia, un error por exceso. La reaccin de hidrlisis tiene lugar tanto ms lentamente cuanto ms baja sea la temperatura; y se reduce en parte disolviendo inicialmen-te la muestra en un disolvente no acuoso como el etanol.

    Objetivo de la prctica: Obtener cido acetilsaliclico a partir de la esterificacin de Fisher, en presencia de

    cido fosfrico al 85%. Purificar la aspirina mediante recristalizacin

    Material 1 micro baln de 100 ml. 1 vaso de precipitado de 500 ml. 1 probeta de 10 ml. 1 varilla de vidrio.

    1 trpode con rejilla de amianto. 1 embudo cnico. 1 embudo Buchner. 1 matraz kitasato de 250 ml.

    Reactivos cido saliclico. Anhdrido actico. Solucin de cido fosfrico al 85%. o cido sulfrico conc. Etanol. NaOH 0.1N factorizada.

    Procedimiento experimental

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    En un micro baln de 100 ml se coloca aproximadamente 2,5 g de cido saliclico (tomar nota de la cantidad pesada) y con precaucin se aaden 5 ml de anhdrido actico y unas gotas de cido fosfrico 85% o cido sulfrico concentrado.

    Se agita suavemente la mezcla para homogeneizar la mezcla, se aade un trocito de porcelana porosa y se acopla al baln un refrigerante. El medio de reaccin se mantiene a 80C - 85C durante 20 minutos, sumergiendo para ello el balon en un bao de agua previamente calentado.

    Al finalizar la reaccin, se aparta el matraz del bao y se enfria un poco en bao de agua. Se vuelca el sistema sobre agua fria con unos trozos de hielo molido. Si el slido no aparece o precipita en aceite, se rasca suavemente la pared con una varilla de vidrio.

    Cuando el producto haya cristalizado totalmente, se recoge por filtracin y se lava varias veces con pequeas cantidad de agua destilada fra hasta que se haya eliminado el cido actico.

    Recristalizacin El cido acetilsaliclico puede purificarse por recristalizacin en una mezcla de disolventes por ejemplo etanol/agua.

    Para ello se coloca la aspirina obtenida en un vaso de precipitado de 100 ml y se la disuelve en la menor cantidad de etanol caliente posible, aadir lentamente agua fra hasta enturbia-miento, calentar un poco ms.

    Si hay impurezas filtrar en caliente. Dejar enfriar la solucin a tempera-tura ambiente durante 10-15 minutos. Cuando se inicie el enturbia-miento, se rasca la pared del vaso con una varilla de vidrio2, hasta que recristalice la aspirina.

    Enfriar en bao de hielo durante 10 minutos para completar la cristali-zacin y filtrar a vaco en Bchner. Lavar los cristales con porciones de 3 ml de agua fra hasta que las aguas de lavado no den color violceo al aadirle unas gotas de cloruro frrico, (por qu)

    Poner los cristales en una cpsula de Petri a secar al aire. Pesar el producto y calcular el rendimiento del proceso de recristalizacin.

    Otro solvente de recristalizacin puede ser el acetato de etilo. El agua caliente no es un disolvente de recristalizacin adecuado porque en la disolucin caliente, la aspirina experimenta una hidrlisis parcial a ci-dos saliclico y actico.

    La aspirina sintetizada se valorar para determinar su pureza. Cul es el reactivo limitante en la reaccin?. (buscar la densidad

    del anhdrido actico) Por qu debes realizar un secado de los cristales de cido acetilsaliclico en vaco y no

    en la estufa? No sera ms sencillo usar la estufa?

    2Al rascar la pared del vaso con la varilla de vidrio se desprenden pequeas partculas de ste, favoreciendo la cristaliza-cin. Pensar y buscar en la bibliografa el mecanismo por el que se favorece la cristalizacin mediante este proceso

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    Caracterizacin de la aspirina Test de cloruro frrico

    La adicin de cloruro frrico al cido saliclico produce un color especfico causado por la reaccin del cido saliclico con el ion Fe+3. Los tomos de oxgeno del grupo -COOH y del grupo -OH del cido saliclico forman un complejo con el ion metlico. Dicho complejo pre-senta un intenso color violeta. En el caso especfico de la aspirina, el grupo -OH ha sido re-emplazado por el grupo ster -O-COCH3, lo cual impide la formacin del complejo.

    Tomar 2 tubos de ensayo e identificarlos como Tubo 1 y Tubo 2. En cada tubo adicionar 1 ml de etanol y una gota de solucin al 1% de cloruro frrico (FeCI3). En el Tubo 1 agregar una pequea cantidad de cido saliclico. mientras que en el Tubo 2 agregar la misma canti-dad de cido acetilsaliclico. Anotar observaciones.

    Test de calor Cuando la aspirina es calentada a elevadas temperaturas en presencia de agua, esta sufre una hidrlisis, descomponindose en cido saliclico y cido actico. Un resultado positivo del test ser indicado por un fuerte olor (recordar que el vinagre debe su olor al cido acti-co).

    En un tubo de ensayo adicionar una pequea cantidad de producto. Calentar suavemente para fundir. Remover del calor y analizar olor de los vapores desprendidos. Anotar observa-ciones.

    Temperatura de fusin Las medidas de punto de fusin son efectivas en la identificacin y en la determinacin del grado pureza de un compuesto. Determinar el pto. De fusin del c. acetilsaliclico.

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    Cromatografa de la aspirina Se utilizarn cromatoplacas recubiertas con slica geI, con indicador de fluores-

    cencia de 4cm x 10cm.

    Se realizarn tres siembras "a una distancia de 1,5 cm de distancia entre ellas

    La primera con un patrn de cido acetil saliclico (aspirina pura), la segunda con la muestra a analizar en una solucin de concentracin 0,5 mg\ml y la tercera con un patrn de cido saliclico, siempre a la misma concentracin aproximada.

    Las siembras se realizarn con capilares de punta muy fina.

    Se colocar una gota lo ms pequea de cada una de las sustancias se seca abanicando y se vuelve a sembrar encima.

    Las cubas cromatogrficas se pueden armar en frascos tapados y saturadas pre-viamente en el solvente de desarrollo.

    Las paredes del vaso pueden ser cubiertas con un papel de filtro impregnado en el solvente.

    El solvente de desarrollo ser etanol 60 - agua 10 - etanol 30.

    Luego de sembradas se introducen las placas en las cubas cuidando que el frente del solvente quede por debajo de la lnea de siembra.

    Se deja correr hasta que el frente alcance aproximadamente 1 cm por debajo del borde superior de la placa.

    Se seca con secador o por radiacin.

    Se revelan con luz uv de 254 nm. Se calculan los Rf.

    Se dibuja con lapiz la forma de la mancha y se calcula el Rf

    Determinacin del contenido en cido acetilsaliclico de aspirina co-mercial

    Hacer un blanco para la valoracin: Poner en un erlenmeyer: 25 ml de etanol y 4 gotas de fenolftalena. Valorar con NaOH 0,1N hasta coloracin permanente de la disolucin

    (incoloro rosa). (Anotar los ml del valorante gastados). Valorar las muestra de aspirina comercial: Pesar una tableta de aspirina y anotar el peso. Triturarla en un mortero y pesar 0,3 g de la muestra triturada (anotar

    exactamente el peso). Aadir 25 ml de etanol para disolver el slido. Aadir 4 gotas de fenolftalena. Valorar inmediatamente hasta el punto de viraje del indicador (incoloro

    rosa).

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    Determinacin de la pureza del cido acetilsaliclico sintetizado me-diante valoracin

    Pesar 0,3 g del producto obtenido (Anotar exactamente el peso) Aadir 25 ml de etanol para disolver el slido. Aadir 4 gotas de fenolftalena Valorar inmediatamente hasta el punto de viraje del indicador (incoloro

    rosa).

    Cuestionario 1. Determine mediante clculos el reactivo limitante v el reactivo en exceso en esta

    reaccin.

    2. Por qu el cido sulfrico acta como catalizador de la reaccin?

    3. Explique el mecanismo de reaccin en la sntesis de aspirina.

    4. Determine el % de rendimiento de la reaccin. Explique los motivos por los cuales el rendimiento es menor al 100%.

    5. De qu forma cada Test contribuye a la caracterizacin y determinacin de pureza de la aspirina.

    6. Cmo podra purificarse la aspirina?

    7. Por qu al finalizar la sntesis de la aspirina y la misma cristaliza, se filtra y se lava el filtrado varias veces con pequeas porciones de agua fra?

    8. Cuntos gramos de aspirina podramos obtener a partir de 2 g de cido saliclico y 2 g de anhdrido actico?

    9. Si en la sntesis de la aspirina queda cido saliclico sin reaccionar qu procedi-miento experimental, de los estudiados, podramos utilizar para separar la aspirina pura?

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    Informe Trabajo Prctico N 3 S n te s i s d e l c i d o A c e t i l s a l i c l i c o

    Integrantes del equipo Fecha comienzo de la prctica: Fecha fin de la prctica:

    Rendimiento

    Acido saliclico Anhdrido actico Acido acetilsaliclico

    Teorico Real Rend.

    PM (g/mol)

    Gramos

    Moles

    Test de FeCl3

    Tubo Positivo Negativo 1 2

    Test del calor

    Observaciones

    Temperatura de fusin

    Temperatura de fusin

    Producto Crudo 1ra. det. 2da. Det.

    Cromatografa

    Observaciones

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    Aspir in Tablets General Notices

    Acetylsalicylic Acid Tablets

    Definition Aspirin Tablets contain Aspirin. The tablets comply with the requirements stated under Tablets and with the following re-quirements. Content of aspirin, C9H8O4 95.0 to 105.0% of the prescribed or stated amount. Identification Boil 0.5 g of the powdered tablets for 2 to 3 minutes with 10 ml of 5M sodium hydroxide, cool and add an excess of 1M sulphuric acid; a crystalline precipitate is produced and the odour of acetic acid is detectable. To a solution of the precipitate in water add iron(III) chloride solution R1; a deep violet colour is produced. Salicylic acid Shake a quantity of the powdered tablets containing 0.20 g of Aspirin with 4 ml of ethanol (96%) and dilute to 100 ml with water at a temperature not exceeding 10. Filter immediately, transfer 50 ml of the filtrate to a Nessler cylinder, add 1 ml of freshly prepared ammonium iron(III) sulphate solution R1, mix and allow to stand for 1 minute. Any violet colour produced is not more intense than that obtained by adding 1 ml of freshly prepared ammonium iron(III) sulphate solution R1 to a mixture of 3 ml of a freshly prepared 0.010% w/v solution of salicylic acid, 2 ml of ethanol (96%) and sufficient water to produce 50 ml contained in a second Nessler cylinder (0.3%). Dissolution Comply with the dissolution test for tablets and capsules, Appendix XII D, using Apparatus II. Use as the medium 500 ml of a pH 4.5 buffer prepared by mixing 29.9 g of so-dium acetate and 16.6 ml of glacial acetic acid with sufficient water to produce 10 litres and rotate the paddle at 50 revolutions per minute. Withdraw a sample of 20 ml of the medium and filter. Immediately measure the absorbance of the filtrate, Appendix II B, diluted with the dissolution medium if necessary, at 265 nm using dissolution medium in the reference cell. Measure the absorbance of a suitable solution of aspirin BPCRS in the dissolution medium and calculate the total content of aspirin, C9H8O4, in the medium using the declared content of C9H8O4 in aspirin BPCRS. Assay Weigh and powder 20 tablets. To a quantity of the powder containing 0.5 g of Aspirin add 30 ml of 0.5M sodium hydroxide VS, boil gently for 10 minutes and titrate the excess of alkali with 0.5M hydrochloric acid VS using phenol red solution as indicator. Repeat the op-eration without the substance being examined. The difference between the titrations repre-sents the amount of sodium hydroxide required. Each ml of 0.5M sodium hydroxide VS is equivalent to 45.04 mg of C9H8O4.

    Labelling The label states that the tablets contain Aspirin, unless this word appears in the name of the tablets. This requirement does not apply in countries where exclusive proprietary rights in the name Aspirin are claimed.

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    HNO3H2SO4

    NH3+ NH3

    NO2

    +

    Trabajo Prctico Nro. 4: Proteccin y desproteccin de grupos sustituyentes Esta prctica se realiza en 3 partes a saber:

    a. Obtencin de la Acetanilida (proteccin del grupo sustituyente)

    b. Sntesis de la p-nitro acetanilida (nitracin del anillo bencnico)

    c. Sntesis de la p-nitro anilina (desproteccin del grupo sustituyente)

    Objetivos Realizar una sntesis por pasos.

    Obtener la p-nitroanilina partiendo de anilina

    Fundamentos Tericos Al nitrar directamente la anilina obtendremos una mezcla de ismeros orto y para, donde el mayoritario sera el ismero para.

    Se trata de una reaccin de sustitucin aromtica electroflica.

    La razn es que el grupo amino es activante y ortoparadirigente. Se debe a que el par de electrones sin compartir del nitrgeno est conjugado con el anillo de benceno y cede elec-trones por resonancia.

    Lo expuesto anteriormente es correcto, pero se presenta el problema de que las aminas tien-den a protonarse en medio cido. Y es preci-samente esto lo que ocurre en esta nitracin.

    De este modo pasamos de un sustituyente activante y director ortopara como es el grupo amino a uno desactivante y metadirigente co-mo es reaccin el grupo NH3+

    La orientacin y reactividad de este grupo se debe a que es un grupo que atrae electrones por resonancia y por tanto concentra an ms la carga positiva sobre el ion arenio, este he-cho conlleva una desestabilizacin del mismo.

    Como tenemos un equilibrio habr en el medio tanto anilina como su espe-cie protonada y en consecuencia po-demos obtener una mezcla de los tres ismeros posibles.

    Otro problema adicional que puede dar la nitracin directa es que se pueden obtener productos di y trisustituidos, adems las anilinas pueden oxidarse con relativa facilidad en presencia de un oxidante enrgico como es el ntrico.

    NH 2

    H +

    NH 3 +

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    Todo esto representa un problema, porque aunque el producto mayoritario sea pnitroanilina, el rendimiento de la reaccin se ve claramente afectado.

    Para evitar estos problemas protegemos el grupo amino convirtindolo en NHCOCH3 que tambin es activante y ortoparadirigente, pero que tiene menos tendencia a protonarse.

    Un grupo protector debe cumplir tres importantes requisitos:

    Reaccionar fcilmente con el grupo que se desea proteger. La reaccin para pasar al grupo protector debe tener gran rendimiento.

    Tiene que ser estable bajo las condiciones en las que deber llevarse a cabo la reaccin.

    Debe eliminarse fcilmente una vez que haya cumplido su funcin. Debe orientar, en este caso, a las mismas posiciones que el grupo original

    Esta proteccin se lleva a cabo mediante una reaccin de sustitucin nucleoflica aclica. En este caso se realizar la sustitucin sobre el anhdrido actico. La reaccin se realiza en el medio cido que proporciona el cido actico.

    La eleccin del cido actico se debe en parte a que el subproducto de la reaccin es preci-samente cido actico. La reaccin precisa de calor y por tanto se realizar un calentamien-to a reflujo.

    Posteriormente se realiza una adicin de agua para hacer una hidrlisis, ya que lo que se obtiene es la amida protonada. Los cristales de acetanilida se recogern en una filtracin a vaco y despus la recristalizaremos para purificarla.

    H3C CO

    OCH3C

    O

    +

    NH2 H3C C

    O

    O

    NH H

    C CH3

    O

    O

    CH3CO

    O

    CH3C

    NH H HH N

    CH3CO

    CH3OH

    + CO

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    Material Equipo de reflujo Equipo de filtracin al vaco

    Vaso de precipitados Pipeta Pasteur

    Reactivos Aceite de Anilina cido sulfrico conc. 15+ 6 ml cido Actico

    cido ntrico conc. Anhdrido actico cido clorhdrico conc.

    Procedimiento experimental a. Preparacin de la Acetanilida (N fenilacetamida) Se usa como acelerador del caucho, inhibidor del perxido de hidrgeno, estabilizador para steres de celulosa absorbentes, elaboracin de productos intermedio alcanfor sinttico, productos qumicos, farmacuticos, colorante, percusor en la elaboracin de la penicilina, medicina (antispticos)

    Tcnica I En un matraz de 250 ml se colocan 9 ml (0.1 mol) de anilina, 15ml de cido actico glacial y 15 ml de anhdrido actico. Se adapta al matraz un refrigerante de reflujo, y la solucin se calienta a ebullicin durante 30 min. A continuacin, se enfra un poco el matraz y se vierte su contenido en un vaso con 50 ml de agua y 40-50 g de hielo.

    Se agita la mezcla bien y los cristales de acetanilida se recogen por filtracin en un Bchner.

    El producto se recristaliza en agua (aproximadamente 200 ml), decolorando si fuese necesa-rio con carbn activo (P.F. 115C).

    Tcnica II

    En un vaso de precipitados de 250 ml. se mezclan 125 ml. de agua con 9,5 ml. de HCl (c) y 10 ml. de anilina. Se agita la mezcla hasta disolucin total de la anilina. A la solucin resultante se aaden 13 ml. de anhidrido actico, agitando hasta disolucin.

    La solucin se vuelca inmediatamente sobre una solucin de 16,5 gr. de acetato de sodio en 50 ml. de agua. Se agita vigorosamente y se enfra con hielo. Se filtra la acetanilida cruda y se lava el Buchner 3 veces con aproximadamente 25 ml. de agua helada cada vez. El producto crudo se recristaliza de agua, se seca, se calcula el rendimiento y se determina el punto de fusin.

    i) Purificacin de Acetanilida: En un erlenmeyer, se aaden 60 ml de agua destilada y se calienta a ebullicin sobre una placa calefactora, (coloque perlas de ebullicin). En otro matraz erlenmeyer se coloca la acetanilida impura, perlas de ebullicin y se aaden en porciones de 20 ml aproximados el agua a ebullicin y se lleva la mezcla a ebullicin. Si los cristales no se han disuelto completamente, se le agregan otros 15 ml de agua y se vuelven a calentar a ebullicin.

    Se separa el matraz de la fuente de calor, se deja enfriar la solucin un momento y se agrega una punta de esptula de carbn activo. Se calienta suavemente a ebullicin y se filtra en caliente a travs de un embudo provisto de papel plegado.

    Para evitar que el producto cristalice en el embudo conviene filtrar en pequeas porciones, calentando la solucin antes de cada agregado.

    El filtrado se enfra exteriormente primero en un bao de agua y luego en una mezcla de agua-hielo y se filtra a vaco. Se lavan los cristales con agua fra.

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    La acetanilida hmeda puede secarse en una estufa a 50-60 C. Se pesa, calcula el rendimiento, se separan aproximadamente 50 mg para determinar punto de fusin. Si ste fuera menor que el indicado en tablas para la acetanilida se repetir la operacin de recristalizacin tantas veces como fuera necesario para conseguirlo.

    NOTAS : 1. El alumno deber buscar en tablas el punto de fusin de la acetanilida. 2. Las determinaciones de los puntos de fusin debern realizarse por duplicado. 3. En el informe correspondiente se debern consignar todos los valores obtenidos y las

    observaciones que se consideren pertinentes.

    ii) Ensayos de reaccin Se ponen, en 2 tubos de ensayo, 2 ml de agua y 2 gotas de naranja de metilo.

    Al primer tubo se le pone una pequesima cantidad de la acetanilida sintetizada (lo que queda adherido al tocar con la varilla hmeda) y se calienta ligeramente a la llama.

    En el segundo, se ponen 2 gotas de anilina y se calienta tambin ligeramente. Se aade HCl 1M gota a gota a los 2 tubos hasta cambio de coloracin. Contad las gotas gastadas en cada tubo.

    Qu conclusiones se pueden sacar de los ensayos de reaccin con cido realizados con anilina y acetanilida?

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    Informe Trabajo Prctico N 4a S n te s i s d e l a A c e ta n i l i da

    Integrantes del equipo Fecha comienzo de la prctica: Fecha fin de la prctica:

    RENDIMIENTO: 1)

    Masa de Sustancia Real Esteq. Rend.

    Acetanilida Cruda

    Acetanilida Recrist.

    PUNTO DE FUSIN 1ra. det. 2da. det. Tablas

    Acetanilida impura:

    Acetanilida recristalizada:

    Cromatografa

    Observaciones y conclusiones

    Ensayos realizados:

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    Sntesis de acetanilida - Caracterizacin de residuos

    Residuos generados Clasifica como residuo Tratamiento recomendado

    Aguas madres de sntesis (agua, cido clorhdrico acetanilida cido actico)

    Neutralizar y desechar por desage con abundante agua

    Papel de filtro con restos de acetani-lida

    Recoger con slidos orgni-cos Grupo VI slidos orgni-cos

    Papel de filtro con carbn y restos de acetanilida

    Recoger con slidos orgni-cos Grupo VI slidos orgni-cos

    Aguas madres de recristalizacin de acetanilida

    Desecha!" por desage con abundante agua

    Tubos capilares con acetanilida Recoger en recipiente de vi-drios

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    b. Nitracin de la Acetanilida i) Fundamentos Tericos

    Ahora podemos hacer la nitracin sin que el rendimiento se vea muy afectado. Se utilizar como disolvente de la reaccin cido sulfrico concentrado, as aumentaremos la velocidad de reaccin. La reaccin es una sustitucin aromtica electroflica, donde el electrfilo es el ion nitronio (NO2+)

    El in nitronio se produce porque el cido sulfrico es ms fuerte que el cido ntrico y por eso puede protonarlo.

    HNO3 + H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2HSO4- La adicin de la mezcla sulfontrica debe hacerse lentamente y cuidando que la temperatura no sobrepase los 15 C, por eso la realizaremos en un bao de hielo.

    Si sobrepasa dicha temperatura el producto, pnitroacetanilida, se descompone para dar nitrocompuestos y otros derivados.

    Tambin se obtiene el ismero orto pero podemos decir que en cantidades traza, ya que la posicin orto se ve muy impedida estricamente. Como la reaccin se hace en medio cido lo ms probable es que parte de pnitroacetamida est en su especie protonada por lo que aadiremos agua para realizar la hidrlisis correspondiente.

    ii) Tcnica I En un vaso pequeo se colocan 15 ml de cido sulfrico concentrado y se aaden 6.75 g (0.05 mol) de acetanilida, en pequeas porciones y con agitacin constante.

    Tan pronto como toda la acetanilida, o prcticamente toda, se haya disuelto, se introduce el vaso en un bao de hielo y se aade, mediante una pipeta Pasteur, una disolucin de 6 ml de cido ntrico en 6 ml de cido sulfrico concentrado. La mezcla se aade en pequeas porciones, agitando suavemente y regulando la adicin de modo que la temperatura de la mezcla de reaccin no supere los 15C.

    Concluida la adicin se saca el vaso del bao de hielo y se deja permanecer a temperatura ambiente durante cinco minutos. La solucin de acetanilida nitrada se vierte sobre un vaso de 600 ml, que contiene 100 ml de agua y 30 g de hielo. La mezcla se agita y el precipitado de p-nitroacetanilida se recoge por filtracin en un Bchner.

    En el mismo filtro se lava con dos porciones de 50 ml de agua fra prensando bien. Se puede separar una pequea porcin para su recristalizacn en etanol. P.F 216C.

    HNO2

    NH C

    O

    CH3CH3

    O

    CH N

    NO2H

    H2SO4+

    NO2

    CH3

    O

    CH N

    HNO2

    NH C

    O

    CH3+

    NO2+

    CH3

    O

    CH N

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    iii) Tcnica II En un vaso de precipitados de 100 ml se colocan 5 ml de cido actico glacial y sobre l se van agregando, con agitacin constante 5 g de acetanilida. Se forma una suspencin. A continuacin se agregan, gota a gota, 10 ml de cido sulftico concentrado, siempre con agitacin enrgica para lo que se utiliza una varilla de vidrio. La solucin se torna clara cuando se han agregado unos 5 ml de cido. La reaccin es exotrmica. Se enfria en un bao de hielo hasta 5C manteniendo siempre la agitacin.

    A continuacin desde una ampolla de decantacin (tambin puede usarse con sumo cuidado una pipeta Pasteur) se agrega lentamente una mezcla de cido ntrico concentrado (2,2 ml) y cido sulfrico concentrado (1/4 ml) previamente enfriada a 5C. Se debe cuidar que la temperatura no pase de 15C. Durante el agregado debe continuarse con la agitacin.

    A l p r e p a r a r l a m e z c l a s u l f o n t r i c a d e b e a g r e g a r s e e l c i d o s u l f r i c o s o b r e e l c i d o

    n t r i c o . Luego de agregada la mezcla de sulfrico y ntrico se deja la preparacin 1/2 hora aprox. a temperatura ambiente y a continuacin se la vierte, lentamente y agitando continuamente, sobre 50 g de hielo contenidos en un vaso de precipitados de 125 ml. Se produce la precipitacin de un producto slido que se deja reposar 15 minutos. Luego se lo filtra por succin, se lava con agua helada hasta que los lquidos de lavado sean neutros y se seca.

    El producto bruto, que consiste en una mezcla de p- y o-acetanilida se seca y se pesa. Con esta pesada se debe calcular el rendimiento bruto de la reaccin.

    Luego se recristaliza de metanol (o etanol) usando para tal fin un aparato de calentamiento a reflujo (se requieren unos 80 ml de solvente). La o-nitroacetanilida queda disuelta en las aguas madres. Conviene filtrar en caliente, al enfriar se obtiene un producto de color blanco amarillento que se filtra por succin, lava en fri sobre el filtro con metanol, se seca. Pesa y de ser posible se determina su punto de fusin.

    De las aguas madres por evaporacin del solvente se puede recuperar la o-nitroacetanilida.

    El punto de fusin 213-215C.

    Para verificar la pureza del producto obtenido se puede hacer una cromatografa en capa delgada usando como solvente de desarrollo alguna de las siguientes mezclas: a.- benceno-acetato de etilo 9:1 b.- benceno:isopropanol 9:1

    Se cromatografiar el producto crudo, el producto recristalizado y una muestra de acetanilida.

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    Sustitucin electroflica aromtica Cuestionario de Laboratorio

    I. Escriba la reaccin general de nitracin de hidrocarburos aromticos. a. Cul es la funcin del H2S04? b. Cul es la funcin del HN03? c. Cul es el agente de nitracin?

    II. Cul es la reaccin principal en la nitracin de acetanilida y que reaccio-nes secundarias se producen? Justifique su respuesta.

    III. Por qu se agrega lentamente el cido sulfrico al ntrico en las sntesis de ambos compuestos nitrados y no al revs?

    IV. En la sntesis de p-nitroacetanilida qu funcin cumple el cido actico glacial? Qu es el cido actico glacial?

    V. Por qu se debe enfriar al agregar el H2S04 y la mezcla H2S04/HNO3 en dicha sntesis? Por qu se lava el precipitado hasta lquido de lavado neutro?

    VI. Cmo separara la p-nitroacetanilida de la o-nitroacetanilida? Justifique con datos de solubilidades segn tablas.

    VII. Cmo recuperara la o-nitroacetanilida en la prctica?

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    Informe Trabajo Prctico N 4b S n te s i s d e l a p - n i t r o A c e ta n i l i d a

    Integrantes del equipo Fecha comienzo de la prctica: Fecha fin de la prctica:

    REACCIN DESARROLLADA:

    REACCIONES SECUNDARIAS:

    CUADRO DE REACTIVOS Y PRODUCTOS:

    Masa de Sustancia Real Esteq. Rend.

    p-nitro Acetanilida Cruda

    p-nitroAcetanilida Recristalizada

    PUNTO DE FUSIN

    1ra. det. 2da. det. Tablas

    p-nitro Acetanilida impura:

    p-nitro Acetanilida recris-talizada:

    Cromatografa

    Observaciones y conclusiones

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    Sntesis de p-nitroacetanilida - Caracterizacin de residuos

    Residuos generados Clasifica como resi-

    duo

    Tratamiento recomendado

    Aguas madres de sntesis de p-nitroacetanilida a pH cido (contiene mezclas de cidos, ntrico, sulfrico y actico)

    Neutralizar Y desechar por desage con abundante agua

    Papel de filtro con restos de p-nitro acetanilida

    Recoger en recipiente de slidos orgnicos Grupo VI

    Agua helada con sal de hielos para enfriar

    No peligro-so

    Desechar por desage con abundante agua

    Solucin de metanol con p y o nitro acetanilida

    Solvente orgnico no halogenado

    Recoger en recipiente para di-solventes orgnicos no haloge-nados Grupo II Metanol

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    c. Preparacin de la p-nitro anilina. Desproteccin del grupo amino Para recuperar el grupo amino que tenamos de partida, basta con adicionar agua en medio cido, es decir, una hidrlisis cida. Se trata de una reaccin de sustitucin nucleoflica aclica.

    Paso previo: Protonacin

    Paso 1:

    Paso 2:

    Al ser una adicin de agua en medio cido, la amina que obtenemos est protonada, ya que el HCl es mucho ms cido que la amina. Para obtener pnitroanilina agregaremos una base que sea ms fuerte que la amina, ello bastar para que precipite.

    La p-nitroacetanilida hmeda se coloca en un vaso de 400 ml, y se forma con ella una pasta fina, aadiendo 100 ml de agua y agitando. Esta mezcla se pasa a un matraz de 250 ml, se le agregan 35 ml de cido clorhdrico concentrado y se le adapta al matraz un refrigerante de reflujo.

    NO2

    CH3

    O

    CH N NH C

    O

    CH3

    NO2

    H+

    H

    OH

    OCCH3

    NH3

    +

    NO2

    O

    CH3H2O

    C

    H

    H

    NO2N

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    A continuacin, se calienta a ebullicin durante 35 min. Se enfra la mezcla de reaccin a temperatura ambiente, y se vierte sobre un vaso de 600 ml. Se aaden 50-75 g de hielo picado, y se precipita la p-nitroanilina alcalinizando la disolucin mediante adicin de amoniaco.

    El precipitado se filtra en Bchner, lavando con pequeas porciones de agua. Se puede purificar mediante recristalizacin en agua, decolorando con carbn activo (aprox. 0.5 g de sustancia en 40-50 ml de agua). P.F 146C.

    Hemos de destacar que en todo el proceso de sntesis no slo hemos tenido el ismero para, sino que tambin hemos ido arrastrando el orto (incluso algn meta). Hemos obtenido el producto con un gran porcentaje de pureza gracias a que hemos separado los ismeros y dems impurezas en el proceso de recristalizacin as como con el tratamiento con carbn activo.

    Un detalle a destacar es la utilizacin de hielo durante toda la experiencia. Su fin es que precipite la mayor parte de producto posible.

    Observaciones prcticas Calentamiento a reflujo

    La mezcla de reaccin est contenida en el matraz de fondo redondo, al que se une una columna de refrigeracin. Cuando la mezcla se calienta y comienza a evaporarse, los vapores ascienden por la columna del refrigerante y al ponerse en contacto con la pared fra condensan. De este modo conseguimos llevar a cabo una determinada reaccin o proceso que para realizarse precise calor sin que haya prdidas de disolvente o reducciones de volumen indeseables.

    Es conveniente aadir un trozo pequeo de plato poroso para homogeneizar la temperatura en el medio de reaccin. El plato poroso libera el aire ocluido produciendo burbujas, as evitamos proyecciones de la disolucin hacia la columna.

    Recristalizacin. Se trata de un mtodo de purificacin que se basa en el hecho de que la mayora de los slidos son ms solubles en caliente que en fro.

    El slido que se va a purificar se debe disolver en caliente, generalmente a ebullicin, en la mnima cantidad de disolvente posible, es decir, lo que vamos buscando es una disolucin sobresaturada.

    La sustancia a cristalizar se coloca finamente pulverizada en un matraz de fondo redondo, al que se adapta una columna de reflujo y se comienza a calentar. Agregaremos disolvente slo cuando sea necesario, puesto que el slido debe disolverse en la mnima cantidad de disolvente.

    Una vez se ha disuelto, hacemos un filtrado por gravedad de la mezcla. En esta filtracin eliminamos las impurezas insolubles que acompaan la mezcla caliente. Hay sustancias, como la acetanilida, que al filtrarlas con el material fro puede comenzar a cristalizar en el vstago del embudo, por ello es conveniente tener caliente tanto el erlenmeyer donde recogeremos el filtrado como el embudo. Tambin puede darse el caso que al ponerse el filtrado en contacto con las paredes fras del embudo se enfre parte de ste y se insolubilice.

    De este modo estamos perdiendo producto, por lo cual baja el rendimiento. Ahora dejamos enfriar la disolucin para que cristalice el producto objeto de purificacin. Durante el enfriamiento de la disolucin caliente se pretende que cristalice la mxima cantidad de la sustancia deseada con un mnimo de impurezas.

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    El tamao de los cristales se puede controlar por la velocidad de cristalizacin; una cristalizacin rpida favorece la formacin de cristales pequeos y una cristalizacin lenta origina cristales grandes. Puesto que la mayora de los compuestos orgnicos no presentan tendencia a la formacin de cristales grandes, generalmente lo mejor es dejar que el enfriamiento de la disolucin sea lento o al menos moderado.

    El siguiente paso es recoger los cristales con una filtracin a vaco. Una vez tenemos depositado el slido en el Bchner, lo aplastaremos con una esptula y lo lavaremos, generalmente, con un poco de agua fra para que no disuelva parte del slido.

    Decoloracin. Tratamiento con carbn activo Este tratamiento suele hacerse antes de la filtracin por gravedad en el proceso de recristalizacin. Se usa cuando la disolucin se encuentra coloreada de impurezas orgnicas de peso molecular elevado que acompaan al producto natural deseado o que se han formado como productos de descomposicin o subproductos en el proceso de sntesis. En estos casos el color se puede eliminar hirviendo la disolucin durante cinco o diez minutos con una pequea cantidad de carbn absorbente activado. La adicin de carbn activo a la disolucin no puede hacerse cuando sta est hirviendo, pues en ese caso producira gran cantidad de espuma. La cantidad de carbn activo utilizada debe ser mnima, puesto que inevitablemente cierta cantidad del compuesto deseado se absorbe tambin.

    Cuestiones a investigar 1. Realizar un esquema o diagrama de flujo de lo que se va a realizar la prctica. 2. Qu funcin cumple el carbn activado? 3. Por qu se recomienda que la cristalizacin sea lenta? 4. Calcula cul es la cantidad de anhdrido actico (d=1,08 g/ml) que reacciona-

    r completamente con 1 ml de anilina (d=1.03 g/ml) de acuerdo con la este-quiometria de la reaccin.

    5. Cul es el reactivo limitante de la reaccin con las cantidades utilizadas en esta experiencia?

    6. Calcula la cantidad de Acetanilida que se puede obtener suponiendo que la reaccin transcurre con un rendimiento del 90%.

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    Informe Trabajo Prctico N 4c H i d r l i s i s - S n te s i s d e l a p - n i t r o A n i l i n a

    Integrantes del equipo Fecha comienzo de la prctica: Fecha fin de la prctica:

    REACCIN DESARROLLADA:

    Rendimiento

    Masa de Sustancia Real Esteq. Rend.

    p-nitro anilina Cruda

    p-nitro anilina Recris-talizada

    PUNTO DE FUSIN

    1ra. det. 2da. det. Tablas

    p-nitro anilina impura:

    p-nitro anilina recristaliza-da:

    Cromatografa

    Observaciones y conclusiones

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    Cap

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    Trabajo Prctico Nro. 5: Diazotacin y Copulacin

    Objetivos Ensear la tcnica de preparacin de sales de diazonio, usadas para sintetizar los

    colorantes azoicos. Comparar las condiciones experimentales que favorecen una reaccin de copula-

    cin, entre sales de diazonio y aminas o fenoles. Comprobar la aplicabilidad de los colorantes azoicos obtenidos efectuando la tincin

    de fibras naturales.

    FUNDAMENTO TERICO Colorantes y Pigmentos.

    Los colorantes pueden ser definidos como sustancias que cuando son aplicadas a un substrato, imparten color al substrato. Los colorantes son retenidos en el substrato por absorcin, retencin mecnica, o por un enlace inico o covalente, los colorantes son usados comnmente en textiles, papel y piel.

    El primer colorante sinttico que se preparo fue la Mauvi-ne que fue preparado por William Henry Perkin en Inglate-rra en 1856, esto marco el inicio de la industria de los co-lorantes sintticos.

    Durante la dcada despus del descubrimiento de la Mauvine los colorantes Magenta, anilina Azul, Violeta metil, Violeta Hofmann, Anilina negra y verde aldehido fueron descubiertos sin una base terica, sino solamente en experimentos empricos.

    En 1859 se descubri el segundo colorante llamado Fucsina y que fue preparado por Ver-guin en Francia, esta era usada como colorante textil.

    En 1868, Graebe y Liebermann anunciaron la primera sntesis de un colorante natural aliza-rin; y