Manual de quimica organica 2 2014 2015

of 34 /34
UNIVERSIDAD LA SALLE A.C. FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA II MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO.

Transcript of Manual de quimica organica 2 2014 2015

Page 2: Manual de quimica organica 2 2014 2015

2

CONTENIDO

Generalidades 3

Práctica 1. Reacción del haloformo. Obtención de ácido benzoico. 7

Práctica 2. Síntesis de Fischer de ésteres. Obtención de benzoato de etilo. 10

Práctica 3. Síntesis de Kolbe-Schmidt. Obtención de ácido 2,4-dihidroxibenzoico. 12

Práctica 4. Síntesis de ácido acetilsalicílico por un método de química verde. 14

Práctica 5. Reacciones de identificación de aldehídos y cetonas. 16

Práctica 6. Condensación de Knövenagel. Obtención de ácido cinámico. 22

Práctica 7. Condensación aldólica cruzada. Síntesis de dibenzalacetona. 24

Práctica 8. Condensación benzoínica. Obtención de benzoina. 26

Práctica 9. Oxidación catalítica. Obtención de bencilo. 28

Práctica 10. Transposición bencílica. Obtención de ácido bencílico. 30

Apéndice. 32

Page 3: Manual de quimica organica 2 2014 2015

3

GENERALIDADES

a) El número Total de Prácticas a realizar será de 10. b) Al inicio de cada práctica se entregará un diagrama de prelaboratorio. Puede ser requerido por equipo o por persona. c) A la sesión siguiente del término de cada práctica se entregará un reporte de postlaboratorio a mano por equipos, el cual deberá incluir los siguientes puntos: - Portada. - Nombre de la asignatura esxperimental. - Nombre y número de la práctica. - Fecha en que se realizó la práctica. - Nombre de los estudiantes que integran el equipo. - Introducción (concisa y de una cuartilla máximo). - Objetivos (redactados de manera personal). - Material y reactivos. - Representación de la reacción y su mecanismo (si es el caso) - Desarrollo de la parte experimental. - Resultados experimentales y discusión de los mismos. - Cálculo de rendimiento de la reacción (si es el caso). - Conclusiones (máximo media cuartilla). - Bibliografía. d) Cada estudiante llevará a cabo tres exámenes parciales, parte de los cuales podría ser en línea. Es indispensable que el promedio de estos tres exámenes sea aprobatorio (promedio mayor o igual a seis) y que haya obtenido ADEMÁS en dos de ellos una calificación mínima de seis para tener derecho al cálculo de su calificación final de laboratorio. Si éste no es el caso, reprobará este curso y, por tanto, la asignatura (incluso habiendo obtenido una calificación final aprobatoria en la parte de teoría). Cada estudiante entiende que puede haber revisión de cada evaluación o reporte entregado, pero que si la calificación es reprobatoria en definitiva, no será válido ningún argumento. No hay “chances” ni serán válidos argumentos para estos fines extraacadémicos como los de “es que pierdo mi beca”, “en mi casa me regañarán”, “voy pasando en teoría”, “hágame otro examen”, “le entrego un trabajo”, etc. También se entiende que ni la Jefa de la Carrera de Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad La Salle ni ninguna otra autoridad tiene injerencia sobre esta cuestión de la asignación de la calificación de laboratorio, sea aprobatoria o no la calificación.

Page 4: Manual de quimica organica 2 2014 2015

4

e) La calificación final de laboratorio se calcula como sigue: Promedio de los diagramas de prelaboratorio: 10% Promedio de los diagramas de postlaboratorio 20% Promedio de los exámenes parciales 70% TOTAL 100% La calificación obtenida en el laboratorio se convertirá en el 20% de la calificación final. Ejemplo de un diagrama de prelaboratorio

A una solución de clorhidrato de hidroxilamina (3.5 g) en agua (7 mL) contenida en un matraz redondo de 50 mL, adicione 5.1 mL de acetilacetona. Caliente la mezcla de reacción hasta observar prueba negativa con cloruro férrico (aproximadamente 45 minutos); en seguida vacíela sobre agua helada (30 mL). Destile el 3,5-dimetilisoxazol, el cual se recupera como un aceite incoloro (130-135 °C a la presión de la ciudad de México, 586 mmHg).

3.5 g HO-NH3+ Cl

7 mL H2O

O O5.1 mL

¿Prueba negativa con FeCl3?

NOSEGUIR

CALENTANDO

30 mL H2O helada

Purificación del producto por

destilación simple (p. e. 130 - 135 °C)

SI

f) Normas de seguridad. Si se detecta que un equipo está armando mal un equipo para llevar a cabo una operación unitaria, se le descontará un punto del examen del periodo. Todos deben haber consultado previo a la manipulación experimental el material que consideren en el Apéndice de este manual.

Es indispensable en todas las prácticas el uso de bata y lentes de seguridad. No está permitido el uso de falda ni de zapatos que dejen al descubierto el empeine; todos deberán ser “de piso”. Si se tiene el pelo largo, deberá recogerse hacia atrás. No se permiten visitas durante la sesión experimental. Está prohibido el uso de teléfonos celulares o de cualquier actividad que pueda distraer la atención, así como comer, beber, fumar, correr o

Page 5: Manual de quimica organica 2 2014 2015

5

salir del laboratorio sin avisar. Bajo ninguna circunstancia un proceso podrá abandonarse, ya que si esto ocurre en la práctica se obtendrá un cero de calificación. Sólo tienen una tolerancia de 15 minutos para ingresar a clase. Quien no cumpla estas disposiciones se le impedirá el ingreso o será expulsado del laboratorio. No está permitido realizar actividad alguna relacionada con este laboratorio en un horario fuera del asignado al inicio del curso, ni práctica alguna de otra asignatura dentro del horario de esta asignatura. No se permite la entrada al laboratorio en estado inconveniente. Si una persona reprueba el curso semanas antes de que éste termine, se le solicitará que ya no realice más prácticas. No se permite el uso de lentes de contacto blandos. g) Bibliografía general del curso.

Ávila-Zárraga, J. G.; García-Manrique, C.; Gavilán-García, I. C.; León-Cedeño, F.; Méndez-Stivalet. J. M.; Pérez-Cendejas, G.; Rodríguez-Argüello, M. A.; Salazar-Vela, G.; Sánchez-Mendoza, A. A.; Santos-Santos, E.; Soto-Hernández, R. M. Química orgánica. Experimentos con un enfoque ecológico. 2a. ed. Dirección General de Publicaciones, Universidad Nacional Autónoma de México. México: 2009.

Bruice, P. Y. Química orgánica. 5ª. Ed. Pearson educación. México: 2008.

McMurry, J. Química orgánica. 7ª. Ed. Cengage Learning Editores, S. A. de C. V. México: 2008.

Carey, F. A. Química orgánica. 6ª. Ed. McGraw-Hill Interamericana Editores S.A de C. V. México: 2006.

h) Página web del curso:

www.sinuhe2006.blogspot.mx

En la pestaña de Laboratorio de Química Orgánica 2 (ULSA) encontrarás este manual y las calificaciones que vayas obteniendo en el curso conforme éste avance.

En la pestaña de Hojas de Seguridad aparecen las notas técnicas de las diferentes sustancias que usaremos en este curso. Cada semana se asignará a un equipo para que lleve una computadora portátil que durante toda la sesión experimental visite esta hoja web.

En la pestaña de Películas hay videos sobre los fundamentos teóricos y

las metodologías de las diferentes operaciones unitarias que estudiamos en el Laboratorio de Química Orgánica 1.

Page 6: Manual de quimica organica 2 2014 2015

6

Seguridad en el laboratorio

ASÍ SÍ

Se usan bata cerrada, lentes de seguridad y pantalones.

Se usan zapatos bajos de piel y cerrados.

Se usa el pelo recogido y, cuando sea necesario, se usarán guantes.

ASÍ NO

No se enciende fuego dentro del laboratorio.

Tampoco se usa falda ni zapatos

descubiertos (sandalias).

No se ingieren bebidas n alimentos ni se usa el pelo suelto.

No se usan jamás zapatos altos.

Page 7: Manual de quimica organica 2 2014 2015

7

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Práctica No. 1 REACCIÓN DEL HALOFORMO.

OBTENCIÓN DE ÁCIDO BENZOICO.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivo Obtener un compuesto de importancia industrial a partir de una degradación química y recuperar otro con valor comercial cuyo control de generación debe ser estricto.

Reacción

CO2H

Ácido benzoico

1) NaOCl

2)HCl

O CH3

Material● y reactivos○

1 matraz bola con junta esmerilada de 100 mL

1 cabeza de destilación

1 portatermómetros

1 termómetro

1 refrigerante con mangueras

1 matraz Erlenmeyer de 250 mL 1 agitador de vidrio

1 parrilla de calentamiento

1 embudo Büchner con empaque de hule

1 matraz Kitasato con manguera

1 probeta de 25 mL

1 vaso de precipitados de 250 mL

1 espátula

1 embudo de vidrio de tallo corto

1 recipiente para baño maría

2 pinzas de tres dedos con nuez

2 soportes universales

o 80 mL de solución de hipoclorito de sódio comercial

o 2 mL de acetofenona

Page 8: Manual de quimica organica 2 2014 2015

8

o 50 mL de ácido clorhídrico 1:1 vol. a vol.

o 250 mg de bisulfito de sodio o Papel pH

Método

En un matraz bola con junta esmerilada hembra coloca 80 mL de una solución comercial de hipoclorito de sodio, agrega 2 mL de acetofenona y agita durante 50 minutos a temperatura ambiente. Pasado este tiempo monta un equipo de destilación simple y destila el cloroformo producido (la mayor parte de las veces no llega a capturarse, pero calienta la mezcla hasta que la temperatura en el termómetro alcance los 90°C). Deja enfriar, agrega el bisulfito de sodio necesario para eliminar el hipoclorito de sodio que no haya reaccionado hasta que desaparezca la coloración verde (de ser necesario, decolora la solución con carbón activado y filtra). Acidula la solución en caliente hasta pH = 1 con ácido clorhídrico 1:1 (la acetofenona que no haya reaccionado se separará en forma de un aceite). Enfría a temperatura ambiente y coloca en baño de hielo hasta completar la cristalización. Filtra el sólido obtenido y purifícalo por recristalización simple de agua. Determina el punto de fusión y calcula el rendimiento.

Acetofenona Ácido benzoico

Guía de estudio

Mecanismo de reacción. Papel de la acetofenona Papel del hipoclorirto de sodio Papel del bisulfito de sodio Papel del ácido clorhídrico 1:1 ¿Por qué razón se destila al cloroformo? ¿Por qué es necesario acidular el medio?

Page 10: Manual de quimica organica 2 2014 2015

10

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Práctica No. 2 SÍNTESIS DE FISCHER DE ÉSTERES.

OBTENCIÓN DE BENZOATO DE ETILO.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivo Que e el estudiante efectúe una de las reacciones más importantes de la industria a nivel laboratorio: la esterificación.

Reacción

CO2H CO2CH2CH3

Benzoato de etilo

1) CH3CH2OH, H2SO4,

2) Na2CO3

Material● y reactivos○

1 matraz bola con junta esmerilada de 100 mL

1 cabeza de destilación

1 portatermómetros

1 termómetro

1 refrigerante con mangueras

1 matraz Erlenmeyer de 125 mL

1 probeta graduada de 25 mL

2 pinzas de tres dedos con nuez

1 parrilla de calentamiento

1 vaso de precipitados de 30 mL

1 vaso de precipitados de 50 mL

1 pipeta de 1 mL graduada

1 pipeta de 5 mL graduada

1 vaso de precipitados de 250 mL

1 embudo de separación

2 soportes universales

o 1.67 g de ácido benzoico o 0.4 mL de ácido sulfúrico

concentrado o 15 mL de éter o 5 mL de etanol o 2 g de carbonato de sodio

Page 11: Manual de quimica organica 2 2014 2015

11

o 1 g de sulfato de sodio anhidro

Método

Coloca en un matraz bola 1.67 g de ácido benzoico, 5 mL de etanol y, gota a

gota, 0.4 mL de ácido sulfúrico concentrado. La mezcla se refluye durante 1 hora. A continuación elimina el exceso de etanol mediante una destilación simple, vierte el residuo en 50 mL. de agua helada y neutraliza con 2 g de carbonato de sodio sólido (esto es, hasta que cese la efervescencia). La mezcla se transfiere a un embudo de separación y se extrae con 15 mL. de éter etílico. La capa etérea se seca con sulfato de sodio. El éter se elimina calentando sobre la parrilla suavemente en la campana de extracción. Finalmente pesa el producto y determina el rendimiento.

Ácido benzoico Benzoato de etilo

Guía de estudio

Mecanismo de reacción de esterificación Papel del ácido benzoico Papel del ácido sulfúrico concentrado Papel del éter Papel del etanol Papel del carbonato de sodio Papel del sulfato de sodio anhidro ¿Por qué razón es necesario eliminar el etanol por destilación? ¿Por qué debe neutralizarse con carbonato de sodio? ¿Cuál es el objeto de realizar la extracción con éter? ¿Cómo se determina el rendimiento de la reacción?

Page 12: Manual de quimica organica 2 2014 2015

12

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Práctica No. 3 REACCIÓN DE KOLBE-SCHMIDT.

OBTENCIÓN DE ÁCIDO 2,4-DIHIDROXIBENZOICO.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivo Efectuar una reacción empleando agua como disolvente, uno de los requisitos principales exigidos por la química verde.

Reacción

Ácido 2,4-dihidroxibenzoico

1) NaHCO3, H2O

OH

HO2) H3O+

OH

HO

CO2H

Material● y reactivos○

1 matraz bola de una boca de 100 mL

1 refrigerante de agua con mangueras

1 matraz Erlenmeyer de 125 mL

1 matraz Kitasato con manguera

1 probeta graduada de 25 mL

1 vaso de precipitados de 250 mL

1 pipeta de 5 mL

1 embudo Büchner con empaque de hule

1 agitador de vidrio

1 espátula

2 soportes universales

2 pinzas de tres dedos con nuez

1 vidrio de reloj

1 parrilla de calentamiento

o 1 g de resorcinol o 2.5 g de bicarbonato de sodio o 10 mL de ácido clorhídrico

Page 13: Manual de quimica organica 2 2014 2015

13

Método

En matraz bola de 100 mL mezcla de 1 g de resorcinol, 2.5 g de bicarbonato de sodio y 10 mL de agua. Coloca un refrigerante en posición de reflujo y calienta durante una hora. Enfría la mezcla, viértela en un vaso de precipitados de 250 mL con 15 mL de agua fría y agrega gota a gota y con agitación ácido clorhídrico concentrado hasta pH = 1 (NO DISMINUYAS MÁS EL pH). Enfría en baño de hielo hasta que cristalice el ácido 2,4-dihidroxibenzoico obtenido (si no ocurre esto, hay qué evaporar el exceso de agua. Filtra al vacío el producto y purifícalo mediante recristalización simple de agua. Determina punto de fusión y rendimiento.

Resorcinol Ácido 2,4-dihidroxibenzoico

Guía de estudio

Mecanismo de la reacción Papel del resorcinol Papel del bicarbonato de sodio Papel del ácido clorhídrico ¿Por qué razón debe controlarse cuidadosamente el pH en el omento de

acidular con ácido clorhídrico?

Page 14: Manual de quimica organica 2 2014 2015

14

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Practica No. 4 OBTENCIÓN DEL ÁCIDO ACETILSALICÍLICO POR

MEDIO DE UN PROCESO DE QUÍMICA VERDE.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivos Efectuar la síntesis de un derivado de un ácido carboxílico como lo es un éster por un proceso de química verde.

Reacción

OH

+1) NaOH

2) HCl

CO2H

O

O O O

+

CO2H

OH

O

O

ácido acetilsalicílico

Material● y reactivos○

1 agitador de vidrio

1 embudo Büchner con empaque de hule

1 embudo de filtración rápida

1 espátula

1 matraz Kitasato con manguera

1 matraz Erlenmeyer de 125 mL

1 parrilla de calentamiento con agitación

1 pinzas de tres dedos con nuez

1 pipeta graduada de 5 mL

1 probeta graduada de 25 mL

2 vasos de precipitados de 100 mL

1 recipiente de peltre

1 vidrio de reloj

o 0.56 g de ácido salicílico o 1.2 mL de anhídrido acético o 1 g de hidróxido de sodio molido o 10 mL de ácido clorhídrico 1:1

vol. a vol. o Papel pH

Page 15: Manual de quimica organica 2 2014 2015

15

Método

Coloca en un vaso de precipitados de 100 mL 0.56 g de ácido salicílico y 1.2 mL de anhídrido acético. Con un agitador de vidrio mezcla bien los dos reactivos y adiciona 4 lentejas de NaOH previamente molidas. Agita nuevamente la mezcla por 10 min. Adiciona lentamente 6 mL de agua y posteriormente una disolución de HCl 1:1 v/v hasta pH = 3. La mezcla se deja enfriar en un baño de hielo. El producto crudo se aísla filtrando al vacío. Baja los cristales del acido acetilsalicílico con agua muy fría. Pesa el producto y calcula el rendimiento.

Ácido salicílico Anhídrido acético Ácido acetilsalicílico

Guía de estudio

Mecanismo de la reacción Papel del ácido salicílico Papel del anhídrido acético Papel del hidróxido de sodio Papel del ácido clorhídrico ¿Por qué es necesario manejar al producto con agua muy fría?

Page 16: Manual de quimica organica 2 2014 2015

16

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Práctica No. 5 REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN DE ALDEHIDOS Y

CETONAS.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivos Conocer las reacciones cualitativas que permiten identificar y distinguir la presencia de un grupo funcional de aldehído y cetona en una muestra.

Material● y reactivos○

8 tubos de ensayo con tapón

1 gradilla

1 recipiente de peltre

1 embudo de vidrio

3 tapones de hule para los tubos de ensayo

1 pipeta de 10 ml graduada

1 embudo hirsch

1 matraz kitazato de 50 ml

1 pinzas para tubo de ensayo

1 embudo de vidrio de filtración rápida

1 termómetro de –10 a 400 0C

o 0.4 g de 2,4-dinitrofenilhidrazina o 1 g de dicromato de potasio o 20 mL de etanol o 1 g de hidróxido de sodio o 5 mL de ácido nítrico concentrado

o 2 mL de reactivo de Fehling o 4 mL de acetona o 4 mL de ciclohexanona o 4 mL de butanona o 2 mL de ácido sulfúrico o 2 mL de solución de nitrato de

plata al 5% o 2 mL de hidróxido de amonio al

5% o 15 mL de solución de yodo en

yoduro de potasio o 3 mL de benzaldehído o 3 mL de propionaldehído o 3 mL de acetaldehído o 3 mL de benzofenona o 2 g de bencilo o 2 g de glucosa o 2 g de sacarosa

Es importante que antes de llevar a cabo cada prueba verifiques que los tubos y

el material estén limpios. Ten cuidado de no contaminar los reactivos al usarlos.

Usa las cantidades de reactivos y problemas especificados en cada prueba, pues

un exceso lleva a interpretaciones erróneas.

Page 17: Manual de quimica organica 2 2014 2015

17

Métodos

a) Formación de 2,4-dinitrofenilhidrazonas para identificar la presencia de un grupo carbonilo de aldehído o cetona.

2,4-dinitrofenilhidrazona

H2SO4, EtOH

- H2OR R'

OHN

H2N

NO2

NO2

+

R R'

N

HN

NO2

NO2

PREPARACIÓN DEL REACTIVO. Coloca en un matraz de 50 mL 0.4 g de 2,4-dinitrofenilhidrazina y 12 mL de etanol. Adiciona en frío y con mucha precaución 2 mL de ácido sulfúrico concentrado y luego, gota a gota, 3 mL de agua. Agita hasta formar una disolución homogénea. REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN. Se disuelven 0.2 g (6 mL) de la muestra en 2 mL de etanol y se adicionan 2 mL de la solución anterior, se calienta en baño de agua durante 5 minutos. Se deja enfriar y se induce la cristalización. La aparición de un precipitado (figura siguiente) indica una prueba positiva y la presencia de un grupo carbonilo. El precipitado se filtra y puede recristalizarse de etanol o etanol-agua.

Apariencia de los cristales de dinitrofenilhidrazona

1,4-dinitrofenilhidrazina

Page 18: Manual de quimica organica 2 2014 2015

18

b) Ensayo con ácido crómico para la identificación de aldehídos (negativo para cetonas).1

Ácido carboxílico (producto de oxidación)

R H

O+ CrO3 + 3 H2SO43

R OH

O3 + Cr2(SO4)3 + H2O

PREPARACIÓN DEL REACTIVO. Disuelve 1 g de dicromato de potasio en 1 mL de ácido sulfúrico concentrado y diluye en frío, cuidadosamente y con mucha precaución con 3 mL de agua. REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN. Disuelve una gota o una punta de espátula de la muestra en 1 mL de acetona y añade varias gotas del reactivo de ácido crómico. Un resultado positivo vendrá indicado por la aparición de un precipitado verde oscuro (sales crómicas de CrIII, ver figura siguiente) en unos 30 segundos para los aldehídos alifáticos, o entre 30 - 90 segundos si es aromático. para su aparición.

Aspecto del reactivo de CrVI antes de la prueba

(izquierda) y al final con un resultado positivo

(reducción a CrIII, derecha)

Aspecto de las sales de CrIII aisladas del seno de la reacción.

Ácido dicrómico Ácido crómico H2Cr2O7 H2CrO4

1 Nota: puede dar falsos positivos si hay otros grupos oxidables, como alcoholes primarios y secundarios.

Page 19: Manual de quimica organica 2 2014 2015

19

c) Prueba de Tollens para identificación de aldehídos.

AgNO3 + NaOH AgOH + NaNO3

2 AgOH + 5 NH4OH 2 Ag(NH3)2OH + H2O

R H

O

+ 2 Ag(NH3)2OHR OH

O

+ Ag + H2O + 2 NH3

Formación del espejo de plata

PREPARACIÓN DEL REACTIVO. Coloca en un tubo de ensayo limpio 2 mL de la solución de nitrato de plata, dos gotas de hidróxido de sodio al 10% y, gota a gota con agitación, una solución de NH4OH justo hasta el punto en el que se disuelva el óxido de plata que precipitó, evitando cualquier exceso. Debes usar este reactivo recién preparado. REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN. Agrega al reactivo recién preparado una punta de espátula o 2 gotas del problema, agítalo y caliéntalo en baño de agua brevemente. La aparición de un espejo de plata indica prueba positiva (siguiente figura). Una vez terminada la prueba, si no deseas llevarte el espejo de plata a casa, limpia el tubo de ensayo con ácido nítrico.

Espejo de plata para la

prueba positiva de Tollens.

Catión diaminoplata(I), [Ag(NH3)2]

+, especie a partir de la cual se forma el espejo de plata

Page 20: Manual de quimica organica 2 2014 2015

20

d) Prueba del yodoformo para metilcetonas,acetaldehído y metilcarbinoles.

R CH3

O

+ 3 I2 + 3 NaOH + 3 NaI + 3 H2OR CI3

O

R CI3

O

+ NaOH + CHI3R ONa

O

yodoformo Reacción de identificación. Coloca en un tubo de ensayo de 2 a 3 gotas o una punta de espátula de ña muestra problema, 2 mL de agua y, si el problema no es soluble en ella, 3 mL de tetrahidrofurano. Agrega 1 mL de hidróxido de sodio al 10% en peso y, gota a gota y agitando, una solución de yodo-yoduro de potasio justo hasta que el color a café del yodo persista. La mezcla se calienta en baño de agua durante 2 minutos. Si durante éste tiempo el color café desaparece, se agregan unas gotas mas de la solución de yodo-yoduro de potasio, hasta que el color persista después de dos minutos de calentamiento. La solución se decolora agregando de 3 a 4 gotas de sosa al 10%, se diluye con agua hasta casi llenar el tubo, se deja reposar enfriando y se separa el yodoformo (figura siguiente) por filtración. Determinar punto de fusión del yodoformo (119 0C) para evitar interpretaciones erróneas.

Prueba positiva para el ensayo del

yodoformo Yodoformo, CHI3

Page 21: Manual de quimica organica 2 2014 2015

21

e) Pruebas de Fehling para identificar para identificar -hidroxialdehídos, -hidroxicetonas, -cetoaldehídos y azúcares reductores.

R H

O+ 2 Cu2+ + 5 HO-

+ Cu2O + 3 H2OR O

O

precipitadorojo

REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN

Coloca en un tubo de ensayo 1 mL de la solución A y 1 mL de la solución B, agrega 2 o 1 gota o una punta de espátula del problema y calienta a ebullición. La formación de un precipitado rojo y la decoloración de la solución indica prueba positiva (siguiente figura).

Aspecto del reactivo de Fehling antes del ensayo (izquierda) y después con una

prueba positiva (derecha).

Anión bis-tartratocuprato(II), [Cu(O2CCH(OH)CH(OH)CO2)2]

2-, la especie involucrada en el ensayo.

Guía de estudio

Reacciones de identificación de aldehídos y cetonas. Criterios para descartar falsos positivos o negativos en las pruebas.

Page 22: Manual de quimica organica 2 2014 2015

22

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Práctica No. 6 REACCIÓN DE KNÖVENAGEL.

SÍNTESIS DE ÁCIDO CINÁMICO.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivos Obtener una molécula en la que por primera vez el estudiante realice la construcción de un enlace carbono-carbono.

Reacción

+OH

OH O

OH

OH

O

O

N

NH

ácido cinámico

+ CO2

Material● y reactivos○

1 matraz bola de 100 mL

1 pipeta de 1 mL

1 refrigerante con mangueras

1 probeta graduada de 25 mL

1 agitador de vidrio

1 espátula

1 matraz Erlenmeyer de 50 mL

1 matraz Erlenmeyer de 125 mL

1 parrilla de calentamiento

2 pinzas de tres dedos con nuez

1 vaso de precipitados de 250 mL

1 embudo BÜchner con empaque de hule

1 matraz Kitasato con manguera

o 1 g de ácido malónico o 3 mL de piridina o 3 gotas de piperidina o 0.9 mL de benzaldehído o 2 ml de ácido clorhídrico

Page 23: Manual de quimica organica 2 2014 2015

23

Método Colocan en un matraz de bola de 100 mL 1 g de ácido malónico, 3 mL de piridina y de 3 gotas de piperidina. Agrega 0.9 mL. de benzaldehído y coloca el refrigerante en posición de reflujo. Calienta la mezcla durante 60 min. Pasado este tiempo enfría a temperatura ambiente y viértela sobre una mezcla helada de 5 mL. de agua con 2 mL de HCl concentrado. Enfría con baño de hielo y agita fuertemente para que cristalice el ácido (adiciona más HCl de ser necesario). Filtra y recristaliza de agua (se requiere un volumen considerable). Determina punto de fusión y calcula el rendimiento.

Benzaldehido

Ácido malónico Dibenzalacetona

Guía de estudio

Mecanismo de la reacción. Papel del benzaldehído Papel del ácido malónico Papel de la piridina Papel de la piperidina Papel del ácido clorhídrico concentrado ¿Por qué a esta reacción se le define como una condensación? ¿En qué se diferencia esta reacción a una síntesis malónica?

Page 24: Manual de quimica organica 2 2014 2015

24

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Práctica No. 7 CONDENSACIÓN ALDÓLICA CRUZADA. OBTENCIÓN DE DIBENZALACETONA.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivo Que el estudiante efectúe una condensación en la que el orden en el que se adicionan los reactivos sea crucial para obtener el producto deseado.

Reacción

NaOH, EtOH,

dibenzalacetona

O

HH2O

2 +O

O

Material● y reactivos○

1 parrilla de calentamiento

1 vaso de precipitados 30 mL

1 matraz kitazato con manguera

1 embudo Büchner con empaque de hule

1 termómetro

1 pipeta graduada de 1 mL

1 pipeta graduada de 5 mL

1 espátula

1 soporte universal

2 pinzas de tres dedos con nuez

o 0.75 g de hidróxido de sodio o 30 mL de etanol o 1 mL de benzaldehído o 0.3 mL de acetona o 2 mL de ácido clorhídrico

Page 25: Manual de quimica organica 2 2014 2015

25

Método Coloca en un matraz Erlenmeyer de 125 mL 0.75 g de hidróxido de sodio, 9 mL de agua y 7 mL de etanol. Enseguida agrega poco a poco y con agitación 1 mL de benzaldehído y 0.33 mL de acetona. Agita la mezcla de reacción durante 15 minutos manteniendo la temperatura de la reacción entre 20 y 25 °C, enfriando exteriormente de ser necesario. Filtra el precipitado, lava con agua fría hasta que las aguas de lavado tengan un pH = 7. Seca y purifica el producto mediante recristalización de etanol (si el producto toma una coloración rojiza, es que aún el pH es básico; neutraliza con un poco de HCl diluido). Determina punto de fusión y rendimiento.

Dibenzalacetona

Aspecto de los cristales del producto.

(dibencilidenacetona)

Guía de estudio

Mecanismo de la reacción de obtención de dibenzalacetona. Papel del hidróxido de sodio Papel del agua Papel del etanol Papel del benzaldehído Papel de la acetona Papel del ácido clorhídrico ¿Por qué razón se deben de adicionar los reactivos de la manera en la que se

indica en el protocolo de esta práctica?

Page 26: Manual de quimica organica 2 2014 2015

26

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Práctica No. 8 CONDENSACIÓN BENZOÍNICA.

OBTENCIÓN DE BENZOINA.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivo

Que el estudiante lleve a cabo experimentalmente una reacción de aldehídos, en la que se invierte la polaridad de un átomo de carbono (umpolung), la cual de inicio a una serie de prácticas en serie ciy objetivo global sea reciclar productos.

Reacción

2

O

H NaCN, EtOH

OH

O

benzoina

Material● y reactivos○

1 matraz bola de 100 mL

1 refrigerante con mangueras

1 vaso de precipitados 30 mL

1 matraz kitasato con manguera

1 embudo Büchner con empaque de hule

1 vaso de precipitados de 50 mL

1 parrilla de calentamiento

1 pipeta graduada de 5 mL

1 pipeta graduada de 10 mL

1 espátula

1 soporte universal

2 pinzas de tres dedos con nuez

o 0.5 g de cianuro de sodio o 38 mL de etanol o 4 mL de benzaldehido

Page 27: Manual de quimica organica 2 2014 2015

27

El cianuro de sodio es un compuesto de

elevada toxicidad. Es por ello que en esta

práctica deberás de usar guantes, los cuales

deberás usar desde el inicio y hasta el final de

la sesión experimental. No puedes salir del

laboratorio ni recibir visitas bajo ninguna

circunstancia.

Método

Coloca en un matraz bola de 100 mL 0.5 g de cianuro de sodio, 3.5 mL de agua, 8 mL de etanol y 4 mL de benzaldehído. Adapta un refrigerante de agua en posición de reflujo y calienta durante 1 h. A continuación vierte la mezcla de reacción en un vaso de precipitados de 30 mL, el cual se coloca dentro de un baño de hielo hasta que el producto precipite. El producto crudo se aísla por filtración al vacío y se purifica por recristalizándolo de etanol. Pesa el producto, determina su punto de fusión (P, f. de la literatura = 135 0C) y calcula el rendimiento. CONSERVA EL PRODUCTO, YA QUE SERÁ LA MATERIA PRIMA PARA LA SIGUIENTE PRÁCTICA.

Benzaldehido Benzoina

Guía de estudio

Mecanismo de la reacción efectuada Papel del benzaldehído Papel del cianuro de sodio Papel del etanol

Page 28: Manual de quimica organica 2 2014 2015

28

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Práctica No. 9 OXIDACIÓN CATALÍTICA. OBTENCIÓN DE BENCILO.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivo Que el estudiante lleve a cabo una reacción de autorregeneración catalítica, en este caso la de un oxidante, simulando que hace uso de un reactivo costoso.

Reacción

Cu(OAc)2, NH4NO3

OH

O

bencilo

O

OAcOH

Material● y reactivos○ 1 matraz bola de 100 mL 1 refrigerante con mangueras 1 vaso de precipitados 30 mL 1 matraz Kitazato de 50 mL 1 embudo Büchner con empaque de hule 1 parrilla de calentamiento con agitación magnética 1 pipeta graduada de 1 mL 1 pipeta graduada de 5 mL

1 espátula de acero inoxidable 1 agitador de vidrio 1 soporte universal 2 pinzas de tres dedos con nuez 2.5 g de benzoina 1.25 g de nitrato de amonio 10 mL de ácido acético glacial 2.5 mL de acetato cúprico al 2.5 %

30 mL de metanol

Page 29: Manual de quimica organica 2 2014 2015

29

Método

En un mataz bola de 100 mL coloca 2.5 g de benzoína (de la práctica anterior), 1.25 g de nitrato de amonio, 10 mL de ácido acético glacial y 2.5 mL de una solución de acetato cúprico al 2.5% (preparado a partir de 2.5 g de esta sustancia en 100 mL de ácido acético al 10% en agua). Adapta un refrigerante de agua en posición de reflujo y calienta durante 40 minutos, Sí la coloración se vuelve café, agrega 1 g más de nitrato de amonio y 5 mL más de la solución de acetato cúprico. Una vez que termina el tiempo de calentamiento, se deja enfriar la mezcla y se vierte sobre 25 g de hielo picado con un poco de agua agitando continuamente. Separa el sólido formado por filtración al vacío. El producto crudo se purifica por medio de una recristalización de metanol–agua. Determina punto de fusión y rendimiento. CONSERVA EL PRODUCTO, YA QUE SERÁ LA MATERIA PRIMA PARA LA SIGUIENTE PRÁCTICA.

Dibenzalacetona

(dibencilidenacetona)

Aspecto de los cristales del producto

Guía de estudio

Mecanismo de la reacción. Papel del bencilo. Papel del ácido acético. Papel del nitrato de amonio. Papel del acetato cúprico. ¿Por qué se dice que en esta reacción el oxidante se está regenerando? En esta reacción se produce nitrógeno gaseoso. ¿Cuál es su origen? ¿Por qué razón el producto exhibe coloración amarilla? Toma en cuenta que la

materia prima era incolora.

Page 30: Manual de quimica organica 2 2014 2015

30

UNIVERSIDAD LA SALLE, A.C. Facultad de Ciencias Químicas Materia: Química Orgánica II Clave: QM040502

Práctica No. 10 TRANSPOSICIÓN BENCÍLICA.

OBTENCIÓN DE ÁCIDO BENCÍLICO.

Carrera: Ingeniería Química

En vigor: 2014

Escrita por: Rodolfo Álvarez Manzo

Revisada y Aprobada por: Sara Betsabé Morales Luna

Sustituye a: Versión 2013

Próxima revisión: 2015

Objetivos Que el alumno lleve a cabo una reacción de transposición. .

Reacción

1) KOH, EtOH,

O

OH

ácido bencílico

O

O2) HCl

HO

Material● y reactivos○

1 matraz bola de 100 mL

1 refrigerante de agua con mangueras

1 vaso de precipitados 30 mL

1 matraz kitazato con manguera

1 embudo Büchner con empaque de hule

1 barra de agitación magnética

1 parrilla de calentamiento

1 cabeza de destilación

1 termómetro de –10 a 400 0C

1 pipeta graduada de 1 mL

1 pipeta graduada de 5 mL

1 espátula

2 soportes universales

3 pinzas de tres dedos con nuez

o 2.5 g de bencilo o 7.5 mL de etanol o 2.5 g de hidróxido de potasio o 10 mL de ácido clorhídrico

Page 31: Manual de quimica organica 2 2014 2015

31

Método Disuelve en un matraz bola de 100 mL 2.5 g de bencilo en 7.5 mL de etanol. Agita vigorosamente y adiciona una solución de 2.5 g de hidróxido de potasio en 5 mL de agua. Adapta un refrigerante en posición de reflujo y calienta durante 30 min. Al terminar este tiempo vierte la mezcla de reacción en un vaso de precipitados. Remueve el etanol formado mediante destilación simple y transfiere el residuo a otro vaso de precipitados y se adicionan 10 mL de agua caliente. Filtra esta mezcla, enfría al filtrado con hielo y acidula con ácido clorhídrico concentrado hasta pH 2. Filtra al vacío el producto crudo, lávalo con agua helada y purifícalo por recristalización de agua. Determina punto de fusión y rendimiento.

Bencilo Ácido bencílico

Guía de estudios

Mecanismo de la reacción de obtención del ácido bencílico a partir de bencilo.

Reacción de Cannizzaro y su relación con esta práctica. Papel del bencilo Papel del hidróxido de potasio Papel del etanol Papel del agua. Papel del ácido clorhídrico. ¿Por qué razón es necesario remover el etanol del seno de la reacción? ¿Por qué a esta reacción se le clasifica como una transposición (o

reacomodo o “rearreglo”)?

Page 32: Manual de quimica organica 2 2014 2015

32

APÉNDICE

Cálculo del rendimiento de una reacción

a A + b B → c C Si A es el reactivo limitante

Rendimiento =

Recristalización simple Operación para purificar un sólido. La sustancia se

coloca en la mínima cantidad de un disolvente ideal (15-20 mL), se adicionan cuerpos de ebullición y se calienta hasta que comience a hervir. En ese momento se debe disolver completamente la muestra, de lo contrario se adiciona un poco más de disolvente hasta que esto ocurra (no se le da “tiempo” al disolvente para que, a ebullición, pueda disolver la muestra: ésta se debe disolver en cuestión de segundos, ya que de lo contrario lo que hace falta es más disolvente. Estando a

ebullición la solución de la muestra () se le filtra (papel filtro de poro grande montado en un embudo de cuello corto con éste previamente caliente, ver figura) y se permite que se enfríe el licor a temperatura ambiente. Puede inducirse posteriormente la cristalización colocando la muestra en hielo para después filtrar al vacío. La operación de vertido sobre el embudo debe ser rápida y te puedes auxiliar de una varilla de vidrio. Si vas a usar carbón activado, éste deberá ser colocado (una punta de espátula) antes de iniciar el calentamiento. El disolvente ideal es aquél en el que la muestra sólida es insoluble en frío y soluble en caliente.

Recristalización por par de disolventes Operación para purificar un sólido

para el que no puedes encontrar un disolvente ideal. La muestra se disuelve en

Page 33: Manual de quimica organica 2 2014 2015

33

unos 20-30 mL del primer disolvente, en el que es completamente soluble en frío, se adicionan cuerpos de ebullición y se calienta. Una vez que se inicia la ebullición se le adiciona poco a poco el segundo disolvente, en el cual es insoluble en caliente. Esta adición continúa hasta que la solución se pone turbia a ebullición, tras lo cual se adicionan las gotas suficientes del primer disolvente hasta que dicha turbidez desaparece. Estando a ebullición la muestra, se procede en lo

subsecuente como se apunta luego de () hasta la obtención de los cristales. Frecuentemente se emplea la pareja de disolventes metanol-agua o etanol-agua. Es importante no perder de vista que ambos disolventes deben ser miscibles entre sí.

Destilación simple Operación para purificar un líquido. El equipo se monta

como se representa en la siguiente figura.

El bulbo debe hacer contacto con los

vapores.

Page 34: Manual de quimica organica 2 2014 2015

34

Bajo ninguna circunstancia debe sellarse el equipo. Siempre una pinza debe sujetar al matraz.

El calentamiento se lleva a cabo. Para conseguir Calentamiento a reflujoque una reacción proceda con una rapidez razonable. El equipo se monta como sigue:

Siempre una pinza debe sujetar al matraz.

Velocidad de calentamiento con el aparato de Fisher-jones

Velocidad del reóstato = P. f. teórico × ¼