INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLGICAS

DEPARTAMENTO DE QUMICA ORGNICA

http://www3.uah.es/quimica_organica/

"La ciencia ser siempre una bsqueda, jams un descubrimiento real. Es un

viaje, nunca una llegada" Karl R. Popper

EDICIN 2015

MANUAL DE LABORATORIO CURSO TERICO PRCTICO DE QUMICA ORGNICA II

QUMICO FARMACUTICO INDUSTRIAL

1

DEPARTAMENTO DE QUMICA ORGNICA.

CARRERA: QUMICO FARMACUTICO INDUSTRIAL

Temario del curso Terico-Prctico QUMICA ORGNICA II

Unidad Descripcin

1. Aromaticidad. (7 horas)

1.1 Sistemas deslocalizados, definicin, requerimientos estructurales. 1.2 Resonancia: Concepto, formas de resonancia, energas de estabilizacin por resonancia. 1.3 Aromaticidad: Concepto, requisitos, consecuencias. Ejemplos comparativos. 1.3.1 La regla de Hckel, aromaticidad en otros anillos insaturados sencillos. 1.3.2 Aromaticidad en compuestos heterocclicos. 1.3.3 Aromaticidad en compuestos con anillos aromticos fusionados.

2. Reacciones de compuestos aromticos. (7 horas) 2.1 Sustitucin electroflica aromtica en mono y policiclos. 2.1.1 Nitracin. 2.1.2 Halogenacin. 2.1.3 Alquilacin y acilacin. 2.1.4 Sulfonacin. 2.1.5 Efectos de orientacin y reactividad 2.1.6 Sustitucin electroflica en policiclos 2.2 Sustitucin nucleoflica aromtica. 2.2.1 Concertada (clsica). 2.2.2 2.2.3 Vas sales diazonio. 2.2.4 Va bencino 2.2.5 Aplicaciones sintticas.

3. Reacciones de adicin. (8 horas)

3.1 Adicin electroflica a dobles enlaces. 3.1.1 Va in no clsico. 3.1.1.1 Halogenacin. 3.1.1.2 Hipohalogenacin. 3.1.2 Va in clsico. 3.1.2.1 Hidrohalogenacin. 3.1.2.2 Hidratacin. 3.1.2.3 Oximercuriacin. 3.1.2.4 Hidroboracin. 3.1.3 Adicin concertada. 3.1.3.1 Hidrogenacin. 3.1.3.2 Adicin de carbenos. 3.1.3.3 Epoxidacin. 3.1.3.4 Reacciones con OsO4 y KMnO4 diluido. 3.1.4 Reaccin de Diels-Alder.

3.2 Aplicaciones sintticas.

2

4. Reacciones de Eliminacin. (7 horas)

4.1 Los mecanismos E1, E2 y E1cB. 4.1.1 Deshidratacin de alcoholes. 4.1.2 Deshidrohalogenacin. 4.2 Concertadas. 4.2.1 Eliminacin de Hoffmann. 4.2.2 Eliminacin de Cope. 4.3 Aplicaciones sintticas.

5. Reacciones de Sustitucin. (16 horas)

5.1 Sustitucin va radicales libres. 5.1.1 Halogenacin. 5.1.2 Halogenacin allica 5.1.3 Oxidacin. 5.2 Sustitucin nucleoflica. 5.2.1 Unimolecular. 5.2.2 Procesos de transposicin. 5.2.3 Bimolecular. 5.2.4 Efectos del medio. 5.2.5 Sustitucin nucleoflica intramolecular. 5.2.6 Competencia entre los procesos de eliminacin y sustitucin. 5.2.7 Formacin de halogenuros de alquilo, alcoholes, steres, aminas, cidos carboxlicos. 5.3 Aplicaciones sintticas.

6. Reacciones de xido-reduccin. (7 horas)

6.1 Nmero de oxidacin. 6.1.1 Balanceo de ecuaciones redox. 6.2 Oxidacin en qumica orgnica. 6.2.1. Agentes. 6.2.2. Oxidacin de alcoholes y dioles. 6.2.3. Oxidacin de aldehdos. 6.2.4. Oxidacin de grupos alquilo en compuestos aromticos. 6.3 Reduccin en qumica orgnica. 6.3.1 Agentes reductores. 6.3.2 Reduccin de compuestos carbonlicos. 6.3.3 Reduccin de enlaces mltiples carbono-carbono. 6.3.4 Reduccin de anillos aromticos. 6.4 Aplicaciones sintticas.

7. Lpidos. (8 horas)

7.1 Grasas y Aceites. 7.1.1 cidos grasos 7.1.2 Composicin y clasificacin de los lpidos. 7.1.3 Hidrlisis de los lpidos, saponificacin. 7.1.4 Grasas saturadas e insaturadas: Hidrogenacin. 7.1.5 Fosfolpidos. 7.2 Terpenos. 7.2.1 Importancia.

3

7.2.2 Isopreno. 7.2.3 Monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos y triterpenos. 7.2.4 Carotenoides. 7.2.5 Esteroides. 7.3 Origen comn de grasas y terpenos a partir de cido actico.

8. Polmeros. (10 horas)

8.1 Polmeros de adicin. 8.1.1 Caractersticas de los monmeros. 8.1.2 Polimerizacin aninica. 8.1.3 Polimerizacin catinica. 8.1.4 Polimerizacin por radicales libres. 8.1.5 Catalizadores de Ziegler-Natta. 8.1.6 Cadenas atcticas, sindiotcticas e isotcticas. 8.1.7 Copolmeros. 8.1.8 Ejemplos representativos. 8.2 Polmeros de condensacin. 8.2.1 Caractersticas de los monmeros. 8.2.2 Reacciones de polimerizacin. 8.2.3 Ejemplos representativos. 8.3 Estructura y estereoqumica de polmeros.

8.3.1 Cristalinidad. 8.3.2 Peso molecular promedio. 8.3.3 Materiales termoplsticos 8.3.4 Fibras y elastmeros.

9. Colorantes y Pigmentos. (10 horas)

9.1 Teora del color. 9.1.1 Espectro electromagntico. 9.1.2 Estructura molecular. 9.1.3 Interacciones entre la energa radiante y las molculas: transiciones energticas

(electrnica, vibracional, rotacional).

9.1.4 Definicin de: grupos cromforos, auxocromos, efectos hipercrmico, batocrmico. 9.2 Clasificacin de los colorantes. 9.2.1 En base a su forma de aplicacin. 9.2.2 En base a su estructura qumica. 9.2.2.1 Azoicos. 9.2.2.2 Del trifenilmetano. 9.2.2.3 Indigoides. 9.2.2.4 Antraquinoides y naftoicos. 9.3 Mtodos de preparacin: Ejemplos de cada uno. 9.4 Usos y Mtodos de obtencin de colorantes de inters farmacutico.

10 Introduccin a la sntesis orgnica. (14 horas).

10.1 Sntesis orgnica, definicin y utilidad.

10.1.1 Conceptos: Sntesis total, sntesis parcial, sntesis convergente, sintn, equivalente sinttico, desconexin, regioselectividad.

10.1.2 Planeacin de una sntesis, anlisis retrosinttico. 10.1.3 Anlisis de ejemplos de sntesis sencillas de compuestos orgnicos.

4

10.2 Sntesis asimtrica, definicin. 10.2.1 Conceptos: Estereoselectividad, estereoespecificidad. 10.2.2 Generacin de quiralidad, el auxiliar quiral. 10.2.3 Anlisis de ejemplos de sntesis asimtrica.

5

REGLAMENTO INTERNO DE LABORATORIO

DEPARTAMENTO DE QUMICA ORGNICA

I. GENERALIDADES.

1. Las disposiciones de este reglamento regirn todas las actividades en los laboratorios del Departamento

de Qumica Orgnica y sern obligatorias para los alumnos que los cursen.

2. Los alumnos que deseen cursar el laboratorio, debern reunir los requisitos que marca la E.N.C.B.,

as como los estipulados en el presente reglamento:

a) Presentar orden de inscripcin debidamente autorizada al profesor responsable, tan pronto como

sea expedida por la direccin de la escuela.

b) No ser permitida la estancia a los alumnos que no porten bata.

c) Los alumnos que no se comporten adecuado en el laboratorio, no podrn permanecer en l.

d) Para abandonar temporalmente el laboratorio durante el desarrollo de la prctica, se deber solicitar el

permiso correspondiente al profesor.

e) Al concluir la prctica, los alumnos debern dejar completamente limpio su lugar de trabajo.

3. No se aceptarn alumnos condicionales.

4. Los alumnos con autorizacin de baja en el curso, debern presentar la constancia correspondiente; de no

hacerlo, el curso prctico se considerar reprobado.

II. ORGANIZACIN.

1. La hora de entrada ser la indicada en el horario de cada grupo, dndose una tolerancia mxima de

15 minutos, despus de los cuales se pasar lista. No habr retardos.

2. El trabajo del laboratorio se realizar en el sitio indicado por el profesor.

3. Los equipos de trabajo en el laboratorio, sern de dos tres alumnos segn las caractersticas del grupo,

siendo permanentes durante todo el curso.

4. El nmero de equipos formados, ser dividido en dos o tres secciones.

5. La sesin de laboratorio iniciar con un seminario, en el cual se discutir el cuestionario previo y los

resultados de la prctica anterior, as como la prctica por realizar; posteriormente se desarrollar la

parte experimental de la misma.

6

6. Cada equipo contar con la cantidad necesaria de reactivos para la realizacin de la prctica. No

habr reposicin de los mismos, en caso de prdida.

7. Cada equipo har un vale al almacn por el material que emplear en la prctica, el cual deber revisar

exhaustiva en el momento de recibirlo para poder reportar cualquier anomala al almacenista antes de

entregar el vale. Al final de la prctica se regresar el material limpio y de no ser as, no ser recibido.

8. En caso de ruptura prdida del material, se dar un plazo mximo de 15 das para reponerlo; de no

hacerlo, no se permitir la realizacin de prcticas subsecuentes, las cuales se calificarn con

CERO. Si al final del semestre hay adeudo de material, la calificacin del curso ser reprobatoria.

9. Todo asunto relacionado con el material, se deber tratar con el almacenista.

10. Cada equipo deber traer material bsico de limpieza (detergente, escobillones, franela,), para rotular y

envasar sus productos, as como: cerillos, vaselina slida, papel absorbente, aceite, papel pH, esptula.

7

III. EVALUACIN.

1. Para acreditar el curso terico, el alumno deber aprobar el curso prctico, para lo cual requerir:

a) Un mnimo de 80% de asistencias.

b) Calificacin final mnima de seis.

c) No adeudar material

2. La evaluacin del curso prctico se har en la forma siguiente:

a) Se realizarn tres exmenes parciales. No habr examen final ni reposicin.

b) La calificacin promedio de los seminarios, contar como un 4 examen parcial y el promedio de

calificaciones del trabajo de laboratorio, como un 5 examen parcial.

La calificacin final del curso de laboratorio, ser el promedio de estas 5 evaluaciones:

CF5

PTL PS E E E 321

CF. Calificacin final

E. Examen Parcial

PS. Promedio de calificaciones de seminarios

PTL. Promedio de calificaciones del trabajo de laboratorio

Con la finalidad de apoyar el correcto desarrollo de los elementos de valuacin que sern considerados, se

incluyen los documentos siguientes:

1) Ejemplo de un Diagrama de flujo

2) Rbrica de evaluacin del Diagrama de flujo.

3) Rbrica de evaluacin del Reporte de Laboratorio.

4) Rbrica de evaluacin de la exposicin Oral.

PRCTICA NO. 3

OBTENCIN DE ALCOHOL BENCLICO Y CIDO BENZOICO

REACCIN DE CANNIZARO

1) Disolver 2) Enfriar a T. amb

Agitar 1 hr. T= 65C

Disolver Pasar a embudo de separacin

Agregar a embudo de separacin

Fase acuosa Fase orgnica

F. acuosa F. org

Si

No

F. org. F. acuosa

Decantar

Lavar con agua

F. org. F. acuosa

Residuo Destilado

F. org. F. acuosa

KOH 13.5 g H2O 12.5 mL

Agregar Benzaldehido 14.5 mL

Agregar 60 mL de H2O

Disolucin de Benzoato de

potasio

Extracto 1

extractos

Lavar matraz de reaccin

con 15 ml de ter

2 lavados c/10 mL de ter

Huele a

benzaldehdo??

Lavar con 7 mL de

solucin sat. de

NaHSO3

Lavar con 5

mL de NaOH

dil.

Desechar

Lavar con 5

mL de H2O

Desechar

Secar con Na2SO4 anhidro

Desechar

Destilacin simple

Alcohol Benclico ter etlico

Agregar

40 mL de HCl

40 mL de H2O

50 g de hielo

Unin de extractos

Filtrar

Recristalizar de

agua

Secar

cido benzoico

Identificacin Punto de fusin

Solubilidad en CCl4

Sol

Identificacin: Punto de ebullicin

Solubilidad en metanol

3 0 1

1 0 2

4 1 1

0 1 3

ter

cido clorhdrico

cido benzoico

Metanol

2 0 2

Benzaldehdo

2 0 2

KOH

0 1 3

NaOH

0 1 3

Sulfato de sodio

2 0 2

Alcohol benclico

Desechar

Residuos no clorados

tarja

RBRICA PARA EVALUAR UN DIAGRAMA DE FLUJO

CRITERIO

NIVEL DE DESEMPEO

BUENO

(9 - 10)

REGULAR

(7 - 8)

INSUFICIENTE

(5 - 6)

CONSTRUCCIN

Hay inicio, entrada de

informacin, preguntas,

actividades,

condiciones, flechas

y final

Falta uno de los

elementos

antes mencionados

Faltan 2 o ms de los

elementos antes

mencionados

PROFUNDIZACIN

La informacin es

suficiente,

adecuada y pertinente a

cualquier situacin

La informacin es

insuficiente, es menos

de la

mitad de la requerida

La informacin no es

suficiente y es

inadecuada

JERARQUIZACIN

La informacin est

bien

jerarquizada de tal

manera que

disipa toda duda del

proceso

La informacin falla en

dos o

tres jerarquizaciones,

causa

confusin

La informacin est mal

jerarquizada causa

dudas

ANLISIS

La toma de decisiones,

las

actividades, las

condiciones y las

flechas se relacionan

perfectamente

La toma de decisiones,

las

actividades, las

condiciones y

las flechas llegan a fallar

en

tres cinco ocasiones

La toma de decisiones,

las

actividades, las

condiciones

y las flechas no estn

bien

relacionadas

SOLUCIN DEL

PROBLEMA

El planteamiento es

adecuado y

ofrece muchas

expectativas de

trabajo acadmico

El planteamiento tiene

pocos

errores, ofreciendo

pocas

expectativas de trabajo

acadmico

El planteamiento es

inadecuado

No ofrece expectativas

CREATIVIDAD Tiene colorido y la

informacin

est distribuida

adecuadamente

Falta color y espacios Es simple y todo

encimado

SIMBOLOGA

RBRICA PARA LA EVALUACIN DEL REPORTE DE LABORATORIO

Objetivo

Proponen de forma clara los alcances que se pretende lograr con la realizacin de la prctica

Sin valor

Proponen de forma poco clara los alcances que se pretende lograr con la realizacin de la prctica.

Sin valor

Las intenciones propuestas en el objetivo no tienen relacin con la temtica de la prctica.

Sin valor

Resultados y observaciones

Hace uso de tablas, dibujos, cuadros o grficas para indicar los datos u observaciones realizados durante la prctica

2 puntos

No representa de forma organizada los datos obtenidos los presenta solo de forma parcial.

1 puntos

Presenta solo una descripcin de los hechos observados sin hacer resaltar los datos importantes obtenidos.

0.5 punto

Anlisis de Resultados

El equipo justifica adecuadamente los resultados obtenidos comparndolos con los esperados encontrados en investigaciones bibliogrficas, as como apoyado en la informacin proporcionada por el profesor 4 puntos

El equipo justifica los resultados obtenidos pero sin comparndolos con los datos esperados encontrados en la bibliografa o empleando la informacin proporcionada por el profesor 2 puntos

El equipo solo repite los resultados obtenidos sin hacer comparaciones con resultados esperados o cotejando la informacin proporcionada por las fuentes bibliogrficas o su profesor

1 puntos

Conclusiones

Se establecen en funcin a los objetivos planteados y el aprendizaje logrado basado en el anlisis de resultados. Describe los alcances reales logrados sean o no compatibles con lo esperado.

2 puntos

Se establecen en funcin a los objetivos planteados y el aprendizaje logrado basado en el anlisis de resultados, pero no se apega a los alcances reales sino que solo se hace referencia a lo esperado.

. 1 puntos

No establecen en funcin a los objetivos planteados, no se basa en el anlisis de resultados. Solo se limita a repetir los resultados o anlisis o simplemente es una opinin sobre lo que se obtuvo o se esperaba.

0.5 puntos

Cuestionario Experimental

El equipo responde acertadamente todos los cuestionamientos experimentales incluidos en el formato de la prctica apoyado en sus resultados y observaciones as como, en una investigacin bibliogrfica.

1.0 puntos

El equipo responde los cuestionamientos experimentales incluidos en el formato de la prctica apoyado solo en sus resultados y observaciones.

0.75 punto

El equipo responde a algunos de los cuestionamientos experimentales incluidos en su manual sin apoyarse en sus resultados y observaciones ni en la bibliografa y de forma errnea

0.5 puntos

Bibliografa Debe incluir referencias virtuales y dos libros de texto

1 puntos

Incluye solo referencias virtuales

0.5 puntos

Incluye solo un libro de texto

0.5 punto

Nota: La ponderacin de cada rubro as como los puntos especficos a incluir en el reporte de laboratorio queda sujeta a modificacin

por parte de los profesores de laboratorio.

RUBRICA DE EVALUACIN DE LAS EXPOSICIONES ORALES

RUBRICA DE EVALUACIN DE LAS EXPOSICIONES ORALES

Aspecto a evaluar

Insuficiente (0-4)

Deficiente (5)

Satisfactorio (6)

Bueno (8)

Excelente (10)

Calif. Observaciones

EXPRESIN ORAL

EXPRES I ON

ORAL

Intensidad de voz

Apenas perceptible, pausado y hace largos silencios.

Apenas perceptible y pausado

Volumen medio y pausado sin modulacin

Volumen apropiado pero sin modulacin ni pausas

Volumen apropiado, modulado haciendo nfasis en ciertos puntos y sin silencios

Uso de muletillas

Utiliza ms de tres y con mucha frecuencia

Utiliza al menos dos muletillas con frecuencia

Utiliza una con insistencia. Utiliza una sola pero no es demasiado frecuente

No emplea muletillas

No leer

Durante la exposicin completa ley el material contenido en las diapositivas

Lee los textos de las diapositivas pero explica algunos puntos importantes

Lee algunos prrafos importantes y complementa con explicaciones

Lee entre lneas y complementa la informacin con explicaciones adicionales

Nunca lee el texto de la diapositiva y solo hace alusin a su contenido como apoyo para la audiencia

Uso de lenguaje tcnico apropiado

Los trminos que emplea son coloquiales y no reflejan manejo de trminos apropiados

Se expresa sin formalidad y espordicamente emplea trminos adecuados

Su lenguaje es medianamente apropiado

Se expresa con formalidad pero no emplea trminos tcnicos con la frecuencia requerida

Se expresa con propiedad, usando un lenguaje tcnico apropiado y pulcro

Respeto al tiempo asignado de exposicin

(40- 60 min)

Rebasa el tiempo asignado por ms de 15 minutos

Rebasa el tiempo asignado por ms de 10 minutos

Rebasa el tiempo asignado por ms de 7 minutos

Rebasa el tiempo asignado por ms de 5 minutos

Cumple con exactitud el tiempo asignado

EN

LA

P R E S ENTAC I N

P OWE R

P O I NT

Ttulo de la exposicin No la tiene Es inapropiado Es inadecuado sin embargo da idea

apropiada de lo que se pretende exponer

Es adecuado sin embargo es susceptible de mejora para hacerlo ms preciso

Es correcto

Nombre de los alumnos, en orden alfabtico por

apellido

No lo tiene Contiene solo los nombres propios de los estudiantes

Contiene los nombres y un solo apellido y sin orden

alfabtico

Contiene los nombres y un solo apellido y en orden

alfabtico

Contiene los nombres completos y en orden

alfabtico

Nmero de equipo No lo tiene Lo tiene Materia No lo tiene Lo tiene Grupo No lo tiene Lo tiene

Semestre No lo tiene Lo tiene Citar fuentes en casos de

cuadro y grficas No contiene citas Cita incorrectamente en

algunas ocasiones Cita incorrectamente en

algunos casos Cita correctamente pero no

en todos los casos Cita correctamente en

todos los casos

Las letras no se pierdan con el fondo de la

presentacin

No cumple Cumple

Ortografa general y escritura correcta de las sustancias empleadas

Ms de 5 errores 5 de errores 4 errores 2 errores Sin errores

Estructuras y propiedades fisicoqumicas de los productos y reactivos

No los presenta Los presenta incompletos Solo las estructuras y no las propiedades o

viceversa

Le faltan 1 o dos Presenta todos

Mecanismo de reaccin No se incluye o se hace de forma incorrecta

Se incluye en ms de una diapositiva y est incompleto

No se incluyen todos los pasos importantes

Se incluye en ms de una diapositiva y contiene todos los pasos importantes

Se incluye en una sola diapositiva y contiene todos los pasos importantes

Diagrama de Flujo de la

parte experimental

No lo incluye y solo menciona el procedimiento a seguir

No lo incluye pero utiliza otro recurso poco claro

Lo incluye pero su construccin es poco clara el incompleta

Lo incluye pero no es lo suficientemente organizado y claro

El diagrama es perfectamente claro, organizado y bien presentado

Justificacin de cada uno de los pasos de la tcnica

aplicada

No se incluye o se menciona de forma incorrecta

Se incluye la tcnica pero no se justifica el por qu de los pasos

Se incluye la tcnica aplicada pero existen muchos errores en la justificacin de los mismos

Se incluye una breve explicacin de los pasos aplicados en la sntesis

Se explica las razones de cada uno de los pasos incluidos en la tcnica de sntesis

IV. REGLAS DE SEGURIDAD

La Qumica Orgnica es una materia netamente experimental, que se desarrolla con base al

trabajo del laboratorio, por lo que se requiere de una disciplina y metodologa para la obtencin de

resultados confiables. La realizacin de este trabajo requiere de la aplicacin del diseo experimental,

el estricto registro de datos y la interpretacin de resultados.

As como la aplicacin de normas de seguridad apropiadas para evitar accidentes, debido al tipo

de sustancias empleadas. Por lo que a continuacin se citan las ms importantes a considerar.

1. Usar siempre una bata de trabajo, preferentemente de color blanco y zapatos cubiertos

2. Siempre que est trabajando en un experimento, se debe usar la proteccin adecuada (para los ojos, las

vas respiratorias y para la piel).

3. Si se usan lentes graduados, stos debe usarse debajo de los lentes de proteccin

4. Cualquier derrame de sustancias qumicas o accidente, debe informarse al profesor inmediatamente.

5. Muchos compuestos son absorbidos a travs de la piel, por lo cual es importante evitar el contacto

directo. En caso que esto llegara a suceder, limpiar y lavar con abundante agua, adems de informar al

profesor.

6. Tener identificadas las ubicaciones de extintores, botes de arena, y material de auxilio.

7. El fuego de un vaso o matraz puede extinguirse sofocando con un vidrio de reloj o con arena.

8. En casos de tener alguna condicin fsica que pueda afectar tu rendimiento o tu salud, como alergias,

embarazo, epilepsia, etc. informar al profesor; dicha informacin ser totalmente confidencial.

9. Las siguientes actividades estn estrictamente prohibidas dentro del laboratorio:

Comer, beber o mantener golosinas en la boca.

Realizar experimentos no autorizados por el profesor.

Usar los mecheros sin indicaciones del profesor

Trabajar en el laboratorio en ausencia del profesor.

Cualquier tipo de juego o broma dentro del laboratorio.

Con respecto a los reactivos y material:

1. Rotular y usar nicamente las pipetas que se encuentran asignadas a cada reactivo.

2. Tomar nicamente la cantidad necesaria y mantener los reactivos en el sitio asignado.

3. Los desechos qumicos deben ser depositados en los recipientes destinados para este fin.

4. Los reactivos slidos deben pesarse usando una esptula y evitando derrames sobre la bscula o la

mesa de trabajo, que en todo caso debern ser limpiados

5. Los frascos de reactivos deben mantenerse limpios y bien cerrados, as como el rea de trabajo donde

se encuentran.

6. Evitar oler o tomar los reactivos con las manos desnudas y nunca pipetear con la boca

7. El material de vidrio debe estar siempre limpio antes y despus de usarse. No usar material en mal

estado o daado

8. Manejar con cuidado los objetos calientes como mecheros, anillos metlicos o matraces calientes.

9. Mantener la mesa de trabajo siempre limpia y en orden.

10. Cualquier desperfecto en las instalaciones debe ser reportado inmediatamente al profesor.

SESIN INTRODUCTORIA

1. Se revisarn los temas correspondientes a normas de trabajo:

a) Reglamento, Seguridad y Normas de Trabajo para el Laboratorio de Qumica Orgnica.

b) El ambiente de trabajo.

2. Queda a cargo del profesor explicar detenidamente los puntos correspondientes a:

a) Actitud y Preparacin.

b) Seminarios.

c) Informe de resultados.

3. Con respecto al Desarrollo de la Prctica.

El trabajo de laboratorio no empieza en el momento que se entra al laboratorio; por el

contrario, previamente se ha de realizar una investigacin bibliogrfica que cubra los siguientes

aspectos:

1) Datos fsicos de cada uno de los reactivos que se usen, punto de fusin, punto de ebullicin,

solubilidad, Por lo que deber tener a la mano el fichero elaborado al inicio del curso de Q.

Orgnica I.

2) Fundamentos fisicoqumicos, reacciones y mecanismos de reaccin involucrados en el

desarrollo de la prctica, Ecuacin qumica balanceada, e identificacin del reactivo

limitante. Productos y subproductos esperados y precauciones que hay que considerar para

el desarrollo exitoso de la prctica.

3) El alumno elaborar o completar con frmulas desarrolladas, cantidades y tiempos

especficos en un diagrama de flujo que describa la secuencia metodolgica del

experimento a realizar.

1

PRCTICA No. 1

SNTESIS DE p-NITROANILINA

CUESTIONARIO PREVIO

1.- Explicar las razones por las cules es necesario acetilar la anilina antes de nitrarla.

2.- Qu papel tiene el cido actico en la acetilacin de anilina.

3.- Para qu se calienta a reflujo la mezcla de anilina, anhdrido actico y cido actico, en la obtencin de

acetanilida.

4.- Con qu fin se enfran las mezclas de reaccin en las tres etapas, durante la sntesis de

p-nitroanilina.

5.- En la hidrlisis de la p-nitroacetanilida, se usar cido clorhdrico; qu papel desempea

ste cido?

6.- Para qu se calienta 15 minutos ms, despus de disolver la p-nitroacetanilida en HCl? (3 parte).

7.- Para qu se agrega hidrxido de sodio al 40% despus de haber realizado la hidrlisis de la

p-nitroacetanilida.

BIBLIOGRAFA

2

PRCTICA No. 1

SNTESIS DE p-NITROANILINA

OBJETIVOS.

1.- Estudiar la reaccin de Sustitucin Electroflica Aromtica (SEA) y obtener la p- nitroanilina

2.- Observar el efecto protector y orientador del grupo acetilo durante la reaccin de nitracin

INTRODUCCIN.

La obtencin de una amina sustituida en posicin para sin obtener el producto de sustitucin en orto, puede llevarse a cabo si de alguna manera se bloquea esta posicin para impedir su sustitucin.

La nitracin directa de la anilina y de otras aminas aromticas en solucin de cido ntrico concentrado, da

lugar a una mezcla de ismeros orto, meta y para, as como la formacin de una gran variedad de productos

de oxidacin. En vista de lo anterior, para obtener selectivamente el ismero en posicin para, es

conveniente introducir un grupo activador ms dbil y de gran volumen que haga menos accesible la

posicin orto por efecto estrico.

En la molcula de anilina el anillo de benceno se encuentra muy activado hacia la reaccin de SEA por lo

cual cuando sta experimenta la reaccin con un electrfilo generalmente se obtiene una mezcla de

productos, ya que primeramente reaccionan las posiciones orto y en segundo trmino la posicin para. De

esta manera, a fin de formar nicamente el ismero para en la reaccin de nitracin de anilina se procede

de la siguiente manera:

1.- Reaccionar anilina con anhdrido actico para obtener N-acetil anilina.

2.- Reaccin de N-acetil anilina con cido ntrico para formar p-nitro acetanilida.

3.- Formacin de p-nitroanilina por hidrlisis de p-nitro acetanilida.

REACCIN DE ACETILACIN. (1. ETAPA)

OBJETIVO Formar la acetil amida de anilina.

REACCIN DE ACETILACIN. (1. ETAPA)

NH2

O

O OOH

O

+

HN

O

+OH

O

3

MECANISMO

1) El mecanismo se inicia por una reaccin cido-base entre el cido actico y uno de los oxgenos

carbonlicos del anhdrido actico.

O

O O

H+

O

O O

H

+

2) En estas condiciones el par de electrones de la anilina, ataca el carbono deficiente en electrones,

(carbonilo del anhdrido), generndose el correspondiente intermediario de adicin .

3) El intermediario formado pierde primero un protn y posteriormente el grupo acetato, dando lugar a

la formacin de la acetanilida y la regeneracin del catalizador.

NITRACIN DE ACETANILIDA (2 ETAPA)

OBJETIVO Efectuar la nitracin selectiva en posicin para de la acetanilida.

INTRODUCCIN.

El mecanismo de nitracin de los compuestos aromticos, ha sido muy estudiado y aunque los

procedimientos operativos difieren bastante unos de otros, sobre todo en el disolvente utilizado, en la

mayora de los procesos, el agente nitrante es el in nitronio (NO2+). La formacin de este electrfilo se

favorece por la protonacin del cido ntrico en la presencia de un cido ms fuerte, como el cido sulfrico.

2H2SO4 + HNO3 2HSO4 - + H3O+ + +NO2

NH2

O

O O

HN O

OH O

H H

N O

OH OH3C

H H HN CH3

OOH

OH+

+

4

Algunos compuestos como el fenol, se pueden nitrar rpidamente con cido ntrico diluido en

solucin acuosa; en otros casos se puede utilizar cido actico, anhdrido actico u otros disolventes. En el

procedimiento de nitracin ms comn, se utiliza una mezcla de cido sulfrico y cido ntrico

concentrados.

De esta manera el in nitronio formado efecta el ataque electroflico sobre el ncleo aromtico y se lleva a

cabo el proceso de sustitucin.

Para el caso especfico de la acetamida, esta tiene una capacidad de orientacin hacia la posicin

para principalmente, por el impedimento estrico producido hacia el ataque en la posicin orto.

REACCIN

MECANISMO.

HN

ON

O

O

HN

O

NO2

H

HN

O

NO2

+ + H+

HIDRLISIS DE LA p-NITROACETANILIDA.

(3. ETAPA)

OBJETIVO Eliminar mediante una hidrlisis cida, el grupo acilo de la p-nitroacetanilida para obtener

la p-nitroanilina.

INTRODUCCIN.

La eliminacin del grupo acilo se efecta por hidrlisis cida, dando como resultado el clorhidrato

de p-nitroanilonio, el cual se neutraliza con hidrxido de sodio para regenerar la amina correspondiente.

HN

O

HN

OO2N

HNO3

H2SO4

NO2NO2

Nu E

5

REACCIN.

MECANISMO.

1) La reaccin se inicia por la adicin de un protn al oxgeno del carbonilo de la p-nitroacetanilida

para producir el intermediario (A).

2) El intermediario (A), es susceptible de sufrir un ataque nucleoflico por una molcula de agua, para

producir el intermediario (B), el cual pierde una molcula de cido actico y se transforma en la p-

nitroanilina, que se protona para dar el clorhidrato de p-nitroanilonio (C).

A

A

O2N

HN

O

HCl

H2O O2N

NH3+Cl

OH

O

O2N

NH2

NaCl + H2O +

NaOH

6

Propiedades fsicas de p- nitro acetanilida y p- nitroanilina

REACTIVOS MATERIAL

Nitracin

cido sulfrico 10 mL Pinzas universales Bao de agua

Acetanilida 3 gr 3 Vasos de precipitados chicos Probeta chica

cido ntrico 6 mL Matraz Erlenmeyer 125mL Termmetro

Agitador, Embudo de vidrio

Hidrlisis p-nitroacetanilida 5 g Soporte, anillo, rejilla y mechero

cido clorhdrico 15 mL Matraz bola esmerilado,

Hidrxido de sodio al 40% 15 mL Refrigerante y mangueras para agua

Vaso de Precipitado de 250mL

Embudo de filtracin

PARTE EXPERIMENTAL.

Primera Etapa. ACETILACIN DE ANILINA. Esta etapa se omite ya que el instructor

proporcionar la anilina ya acetilada (acetanilida).

Segunda Etapa. Nitracin.

1) En un matraz Erlenmeyer de 125 mL, colocar 7 mL de cido sulfrico y agregar 3 g de acetanilida en

pequeas porciones y agitar constantemente.

2) Cuando la acetanilida se haya disuelto, colocar el matraz en hielo y agregar gota a gota con una pipeta,

una solucin de 6 mL de cido ntrico y 6 mL de cido sulfrico concentrado previamente preparada;

agitar suavemente, regulando la adicin, de tal manera que la temperatura de la mezcla de reaccin

permanezca entre 25 y 35C.

3) Al terminar la adicin, sacar el vaso del hielo y dejar reposar a temperatura ambiente cinco minutos

4) Verter la mezcla de reaccin en hielo/agua (50 mL / 15 g). Agitar, filtrar la p-nitroacetanilida y lavar

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

COMPUESTO P.M.

(g/mol)

p. f.

(C)

SOLUBILIDAD

para-nitroacetanilida 180 215 s. en Etanol is. en Agua

para-nitroanilina 138 156-147 s. en Etanol

y agua caliente

is. en Agua

7

Tercera Etapa. Hidrlisis

5) Colocar la p-nitroacetanilida hmeda obtenida en un matraz bola de 50 mL y formar con ella una

pasta fina con 5 mL de agua.

6) Agregar lentamente 15 mL de cido clorhdrico concentrado. Adaptar un refrigerante en posicin de

reflujo y calentar durante 30 minutos.

7) Despus de los 30 minutos de calentamiento, verter el contenido sobre 35g de hielo picado,

posteriormente alcalinizar con hidrxido de sodio al 40% hasta que se forme un slido de color

amarillo de p-nitroanilina, finalmente separar el producto por filtracin.

8) El slido obtenido se recristaliza de agua .

9) Dejar secar y determinar punto de fusin.

10) Calcular el rendimiento de reaccin.

PROPIEDADES QUMICAS DEL PRODUCTO.

I. Naturaleza cido-base

1. Tomar una pequea cantidad de p-nitroanilina obtenida y agregar HCl concentrado. Observar.

2. Disolver una pequea cantidad de la p-nitroanilina en etanol y agregar tricloruro de fierro. Observar.

II. Reaccin con cido nitroso, formacin de diazobenceno

3. Reaccin de diazoacin.

a) En un vaso de precipitados de 100 mL disolver una pequea cantidad de p-nitroanilina en

3 mL de cido clorhdrico concentrado; diluir con 3 mL de agua y enfriar a 5C.

b) En un tubo de ensayo disolver 1 g de nitrito de sodio en 5 mL de agua; agregar la solucin

fra del clorhidrato (a), lentamente y con agitacin. Observar.

III. Reaccin de Cloruro de bencen diazonio con anillos aromticos fuertemente activados.

4. Reaccin de Copulacin.

Mezclar la solucin fra (b) que contiene la sal de diazonio con una solucin de 0.1 g de -naftol en

2 mL de solucin de hidrxido de sodio al 10% y 5 mL de agua. Observar.

8

DIAGRAMA DE FLUJO

9

CUESTIONARIO EXPERIMENTAL.

1.- Para qu se agita, despus de terminar la adicin de HNO3 en la nitracin de acetanilida.

2.- Describir con ecuaciones qumicas cada una de las propiedades qumicas ensayadas con la p-nitro

anilina.

3. Cmo se puede utilizar el punto de fusin y la cromatografa de capa fina para comprobar la identidad

de la p-nitro anilina obtenida?

4, Qu mtodos fsicos se pueden emplear para comprobar que la nitracin de acetanilida tuvo lugar en la

posicin para y no en la orto?

10

Observaciones y Resultados:

Anlisis de Resultados y Conclusiones:

11

PRACTICA No. 2

SNTESIS DE CICLOHEXENO

CUESTIONARIO PREVIO.

1. Investigar qu otros mtodos pueden utilizarse para sintetizar un alqueno

2. Definir mecanismo de reaccin.

3. Durante la deshidratacin de alcoholes como el ciclohexanol, se forma una mezcla azeotrpica con el

agua. Explicar qu es una mezcla azeotrpica y como separara el producto de inters (alqueno)

4. Escribir la reaccin de identificacin y describir el mecanismo implicado.

5. Qu se entiende por cintica de una reaccin.

6. Explicar el concepto de estado de transicin.

7. Anota las principales reacciones de los compuestos insaturados

BIBLIOGRAFA.

12

PRACTICA No. 2

SNTESIS DE CICLOHEXENO

OBJETIVOS.

1. Ilustrar las reacciones de eliminacin, efectuando una deshidratacin de alcoholes.

2. Sintetizar un alqueno cclico.

3. Aplicar una reaccin de adicin para identificar el producto obtenido

INTRODUCCIN

En Qumica Orgnica, el trmino Eliminacin se refiere normalmente a la prdida de dos tomos

grupos de una molcula. En las reacciones de eliminacin ms comunes, se forman enlaces mltiples,

mediante la prdida de grupos unidos a tomos adyacentes, el proceso se denomina normalmente

Eliminacin 1,2 -eliminacin a causa de la disposicin relativa de los dos grupos que se pierden.

Tambin se pueden llevar a cabo reacciones de Eliminacin 1,3, formndose generalmente compuestos

cclicos. O ms lejanas como la 1,4 que se describe a continuacin

Otra forma de eliminacin es 1,1 Eliminacin.

Se consideran para la reaccin de Eliminacin , dos posibilidades mecansticas:

1) El Mecanismo E2 (bimolecular)

2) El Mecanismo E1 (unimolecular)

La molecularidad de una reaccin designa al nmero de molculas que intervienen en el paso determinante

de la velocidad de reaccin (y por lo tanto en el estado de transicin) est puede ser unimolecular ( una

molcula ) o bimolecular ( dos molculas ).

En las reacciones de eliminacin, al igual que las reacciones de sustitucin nucleoflica, interviene

una molcula con pares libres de electrones (nuclefilo en la sustitucin o base en la eliminacin), por lo

cual las reacciones de eliminacin se encuentran en competencia con las reacciones de sustitucin

nucleoflica.

B

A+ AB

Eliminacin 1,2 o

AB + AB

Eliminacin 1,4.

13

La reaccin que se realiza en esta prctica, es una eliminacin que conduce a la formacin de un

alqueno.

Mecanismo general E2: Tanto el sustrato como la base participan en el paso lento de la reaccin. La base

sustrae al grupo (Y, por lo general un protn) al mismo tiempo que el otro grupo (X, llamado el grupo

saliente nuclefugo) sale de la molcula.

La velocidad depende de la concentracin de ambos reactivos, por lo cual es una reaccin de segundo orden.

V = k [Nu:] [sustrato]

Mecanismo General E1: En este, slo el sustrato participa en el paso que controla la velocidad. Se propone

la formacin de un carbocatin intermediario. B suele ser el mismo disolvente.

HY

XH

BH

Y

XH

B

HH

Estado de transicin

+ BY+ + X-

14

La velocidad de la reaccin, depende de la concentracin del sustrato, por lo cual la reaccin es de primer

orden.

V = k [sustrato]

REACCINES.

MECANISMO.

El mecanismo propuesto para esta reaccin, es de tipo E1, en donde el primer paso consiste en la

protonacin del alcohol con H3PO4 u otro cido mineral para dar el in oxnio (A).

A

El segundo paso es la salida del agua, para formar un carbocatin (B)

+ H2O

OH

H3PO4 + H20

CICLOHEXANOL CICLOHEXENO

R1

R2

OH

H3O+

RAPIDO R1

R2

OH2

R1

R2

OH2

LENTOR1

R2 H2O

B

OHH2SO4

ALCOHOL ISOAMLICO 2-METIL-2-BUTENO

+ H2O

15

Alcohol ter-amilico 14 mL

Ac. Sulfrico 7mL

NaOH al 10% 5mL

CaCl2 0.5g

El tercer paso es la eliminacin de un protn del carbono adyacente al carbocatin para formar un enlace

doble. Es posible que antes de este paso se pudiera dar un reordenamiento (transposicin).

REACTIVOS MATERIAL

OBTENCIN DE CICLOHEXENO

Ciclohexanol 7 mL Soporte universal

cido Fosfrico 2 mL Anillo metlico

Sal 3 Pinzas universal

Carbonato de sodio al 10% 4 mL 3 Vasos de precipitados

Sulfato de sodio Anhidro Probeta de 25 mL

Bromo en agua o CCl4 1 mL Kit de Destilacin

1 Matraz Erlenmeyer de 125 mL

OBTENCIN DEL 2-METIL-2-BUTENO Refrigerante

Portatermmetro

Embudo de separacin

Bao mara

Matraz bola de 50mL

Pipeta graduada de 10mL

.

Propiedades Fsicas de Ciclohexano, Ciclohexeno, Alcohol isoamlico y 2-metilbuteno

COMPUESTO P.M.

(g/ mol)

p. f.

(C)

p. eb.

(C)

DENSIDAD

g/mL SOLUBILIDAD TOXICIDAD

Ciclohexanol 100.16 23-25 161 0.962 s. en Etanol

p. s. agua

Lquido irritante

de ojos y nariz

Ciclohexano 82.4 ------- 83 0.81 s. en benceno

is. en agua

Lquido irritante

e inflamable

Alcohol

isoamilico

88.08 -117.2 132 0.81 ps. En agua Lquido irritante

2-metil buteno 70.135

s. soluble is. Insoluble p. s. poco soluble

Alcohol isoamlico 14mL

16

PARTE EXPERIMENTAL.

El instructor designar el tipo de alcohol con el cual cada seccin realizar la reaccin

de deshidratacin

Preparacin de 2-metil-2-buteno

1. En un matraz redondo de 25 mL, que se encuentra en un bao de hielo, se colocan 14 mL de agua

fra, se aaden cuidadosamente (en pequeas porciones) 7 mL de cido sulfrico concentrado

agitando constantemente para asegurar que la temperatura final de la solucin se encuentre por

debajo de los 10 grados.

2. Sin retirar el matraz del bao de hielo se adicionan 14 ml de alcohol isoamlico manteniendo una

agitacin constante para que la temperatura no supere los 25 grados.

3. Concluida la adicin del alcohol, el matraz se coloca en un sistema de destilacin con alargadera y

se destila a bao mara hasta recolectan 20 ml.

4. El producto fro obtenido de la destilacin se pasa a un embudo de separacin pequeo y se aaden 5

mL de una solucin de hidrxido de sodio al 10%. Se agita suavemente liberando eventualmente la

presin del sistema con la atmosfrica, se drena la fase acuosa (capa inferior) y la fase orgnica se

seca con 0.5 g de cloruro de calcio anhidro, se agitar eventualmente y se deja reposar unos minutos

en bao de hielo.

5. Cuando la fase orgnica est seca, se recibe en otro matraz limpio y seco, para proceder a su

destilacin calentando en un bao mara y recogiendo la fraccin que ebulle en el intervalo 3743C

en un frasco colector previamente tarado.

6. Identificar adicionando a 0.5 mL de ciclohexeno unas gotas de Bromo en CCl4 y observar.

PRECAUCIN REACCION EXOTERMICA

Preparacin de Ciclohexanol

1. Armar un sistema de destilacin fraccionada, con una alargadera al final del refrigerante y el matraz

colector sumergido en hielo.

2. Colocar en el matraz de destilacin, 7 mL de ciclohexanol y 2 mL de cido fosfrico*.

3. Calentar lentamente hasta una temperatura mayor de 100C y destilar hasta que queden solo 2 mL de

residuo.

4. Saturar el destilado con sal y pasarlo a un embudo de separacin.

5. Agregar carbonato de sodio al 10% hasta alcalinidad.

6. Eliminar la capa inferior acuosa y secar el ciclohexeno con sulfato de sodio anhidro.

7. Adaptar un aparato de destilacin fraccionada y destilar el ciclohexeno a 80C aproximadamente.

8. Identificar adicionando a 0.5 mL de ciclohexeno, unas gotas de Bromo en CCl4 y observar.

* Precaucin: Lquido corrosivo, irritante sobre el tracto respiratorio y piel.

17

DIAGRAMA DE FLUJO

18

CUESTIONARIO EXPERIMENTAL.

1. Qu lquido se obtiene en el primer destilado.

2. Cul es la razn de saturar el primer destilado (sntesis de ciclohexeno) con sal.

3. Cul es la razn de aadir hidrxido de sodio al primer destilado (sntesis de 2-metil-2buteno).

4. Para qu se agrega Na2CO3 al destilado (sntesis de ciclohexeno).

Observaciones y Resultados:

19

Anlisis de Resultados

Conclusiones:

20

PRCTICA No. 3

SINTESIS DE CLORURO DE ter-BUTILO

CUESTIONARIO PREVIO.

1. Explicar si este mtodo se podra aplicar en la preparacin del alcohol ter-butlico.

2. Escribir la ecuacin que representa la reaccin colateral que se puede presentar en esta experiencia.

3. Cmo puede identificarse la presencia de cloro en el cloruro de ter-butilo?

4. Por qu al aumentar la concentracin de sal se disminuye la velocidad de la hidrlisis.

5. Qu efecto tiene la sal sobre la reaccin SN1.

21

6. Proponer un mtodo donde se indiquen todos los pasos para preparar yoduro de bencilo a partir

de alcohol benclico.

7. Investigar las propiedades fsicas y toxicolgicas, as como la estructura de las sustancias a emplear

y obtener durante la prctica.

Cloruro de ter-butilo.

Alcohol ter-butlico.

Cloruro de calcio.

BIBLIOGRAFA.

22

PRCTICA No. 3

SINTESIS DE CLORURO DE ter-BUTILO

OBJETIVOS.

1. Efectuar la sntesis de cloruro de ter-butilo, por medio de una sustitucin nucleoflica

unimolecular (SN1).

2. Comprobar el efecto de in comn y la influencia de la polaridad del disolvente, en una

reaccin SN1.

INTRODUCCIN.

Uno de los principales mtodos de obtencin de halogenuros de alquilo, es la sustitucin nucleoflica

aliftica de los alcoholes.

Esta sustitucin puede realizarse con reactivos halogenantes tales como: PCl3, SOCl2, HCl, HBr, etc.

REACCIN.

Dependiendo de las condiciones experimentales, las reacciones de sustitucin nucleoflica aliftica, pueden

ser de dos tipos:

a) Sustitucin Nucleoflica Unimolecular (SN1)

b) Sustitucin Nucleoflica Bimolecular (SN2)

En las reacciones SN1 la velocidad de la reaccin depende de la concentracin del alcohol y es

independiente de la del nuclefilo. Adems estn influenciadas por la polaridad del disolvente, la estructura

del alcohol, la naturaleza del grupo saliente y el nuclefilo.

MECANISMO:

La primera etapa del mecanismo, consiste en una reaccin cido-base entre el OH del alcohol y el protn

del HCl para producir (A).

En la siguiente etapa, que es el paso lento de la reaccin, se forma un carbocatin (B), por prdida de agua.

Finalmente el in cloruro, reacciona con el carbocatin para dar el producto (C).

CH3

OH

CH3

H3C+ HCl H2O

CH3

Cl

CH3

H3C +

23

Los disolventes polares como el agua, etanol, etc., favorecen la reaccin, facilitando la formacin del

carbocatin. As mismo, el empleo de cidos de Lewis y el efecto del in comn, incrementan la velocidad

de estas reacciones.

1)

2)

3)

REACTIVOS MATERIAL

Alcohol ter-butlico 10 mL Probeta 25 mL

cido clorhdrico 30 mL 2 Vasos de precipitado 100 mL

Cloruro de calcio 35 mL Matraz Erlenmeyer 125mL

Solucin de bicarbonato de sodio 5% Embudo de separacin

Solucin de Fenolftalena 4 Tubos de ensayo

Solucin de hidrxido de sodio 0.005M

Cloruro de sodio

Acetona

PARTE EXPERIMENTAL

1. En un matraz Erlenmeyer de 250 mL colocar 10 mL de alcohol ter-butlico (Lquido inflamable, e

irritante) y 30 mL de cido clorhdrico concentrado (lquido corrosivo).

2. Tapar el matraz y agitar vigorosamente, evitando cualquier exceso de presin dentro del matraz.

3. Al final de un periodo de 20 minutos agregar 3 g de cloruro de calcio y disolver.

CH3

OH

CH3

H3C+ H+

CH3

OH2

CH3

H3C

CH3

OH2

CH3

H3C H2O

CH3

+

CH3H3C

CH3

+ Cl-

CH3

Cl

CH3

H3CCH3H3C

(A)

(B)

(C)

24

4. Colocar la mezcla de reaccin en un embudo de separacin y eliminar la fase acuosa. Verter la fase

orgnica en un vaso de precipitados y adicionar lentamente 10 mL de solucin de bicarbonato de

sodio al 5%.

5. Cuando no se observe desprendimiento de bixido de carbono, separar las dos fases eliminando la

capa acuosa.

6. Finalmente secar el cloruro de ter-butilo adicionando 1g de cloruro de calcio, dejar reposar 10

minutos y decantar para eliminar el cloruro de calcio.

EFECTO DEL IN COMN.

1. Enumerar cuatro tubos de ensayo.

2. En cada tubo colocar 1 mL de solucin de hidrxido de sodio 0.005M, 2 mL de agua, 1 mL de

acetona y 2 gotas de solucin de fenolftalena.

3. Al tubo nmero 1 agregar 4mL de cloruro de ter-butilo 0.1 M y tomar el tiempo en el cual

desaparece el color rosado.

4. En el tubo nmero 2 agregar 1.5 g de cloruro de sodio y 4 mL de cloruro de ter-butilo 0.1M.

Despus de la adicin de cloruro de ter-butilo, tomar el tiempo en el que desaparece el color.

5. Para el tubo nmero 3 agregar 2.5 g de cloruro de sodio y 4 mL de solucin 0.1M de cloruro de ter-

butilo, tomar el tiempo hasta observar el cambio de coloracin.

6. Por ltimo en el tubo nmero 4 colocar 4 g de sal y 1 mL de cloruro de ter-butilo 0.1M. Tomar el

tiempo.

EFECTO DEL PODER IONIZANTE DEL DISOLVENTE.

1. Preparar 4 tubos con los siguientes disolventes:

2. A cada tubo agregar 2 gotas de fenolftalena e inmediatamente tres gotas de solucin de hidrxido de

sodio al 0.005M y dos gotas de cloruro de ter-butilo.

3. Medir el tiempo en el cual se observa cambio en la coloracin.

No de tubo Vol. de agua (mL) Vol. De acetona (mL)

1 -- 5

2 2.5 2.5

3 3.75 1.25

4 4 --

25

DIAGRAMA DE FLUJO

26

CUESTIONARIO EXPERIMENTAL.

1. Cul es la funcin del cloruro de calcio a los 20 minutos, despus de haber iniciado la reaccin.?

2. Por qu se adiciona solucin de bicarbonato de sodio al 5% para lavar el cloruro de ter-butilo

y no solucin de hidrxido de sodio.

3. Indicar con una reaccin cmo se forma el bixido de carbono durante el lavado de cloruro de

ter-butilo.

4. Existe alguna diferencia en esta experiencia para secar el producto con cloruro de calcio como

agente desecante o podra emplear sulfato de sodio anhidro.

Observaciones:

27

Resultados:

Anlisis de Resultados:

Conclusiones:

28

PRCTICA No. 4

SNTESIS DE ALCOHOL BENCLICO Y CIDO BENZOICO

CUESTIONARIO PREVIO.

1) Cul es la razn de agregar NaOH despus de adicionar bisulfito de sodio.

2) Escribir la reaccin que ocurre entre el benzaldehdo y el bisulfito de sodio.

3) Qu caractersticas deben presentar los compuestos carbonlicos para dar la reaccin de Cannizaro?

4) Completa la reaccin con los productos se obtienen e indica cul es el compuesto que acta como reductor y cul como oxidante:

a) (HOCH2)3 CCHO + Formaldehdo

5) Investigar las propiedades fsicas y toxicolgicas, as como la estructura de las sustancias empleadas y obtenidos durante la prctica .

a) cido benzoico.

b) Alcohol benclico.

c) Bisulfito de sodio.

d) Benzaldehdo.

e) ter etlico.

-OH

29

PRCTICA No. 4

SNTESIS DE ALCOHOL BENCLICO Y CIDO BENZOICO

OBJETIVOS.

1. Aplicar la reaccin de Cannizzaro para comprobar el comportamiento de un aldehdo que no

posee tomos de hidrgeno en posicin alfa, en presencia de una base.

INTRODUCCIN.

Cuando los aldehdos que no tienen tomos de hidrgeno en el tomo de carbono unido al grupo

carbonilo (hidrgeno en posicin alfa), se colocan en presencia de un lcali concentrado, se produce una

reaccin de xido-reduccin, donde el aldehdo (dos moles) acta como agente oxidante y como agente

reductor, por lo tanto los productos de la reaccin, son un alcohol y la sal de un cido carboxlico.

Posteriormente, si se acidifica el medio, se obtiene el cido carboxlico.

REACCIN.

MECANISMO.

H

O

OH

O

2 + OH

Alcohol Benclico Benzaldehdo

- OH

Ac. Benzoico

30

La reaccin de Canizzaro ocurre por adicin nucleoflica de in hidrxido al aldehdo para formar un

intermediario tetradrico, que libera in hidruro como grupo saliente. Un segundo equivalente de aldehdo

acepta entonces el in hidruro en otro paso de adicin nucleoflica. El resultado neto es que una molcula de

aldehdo se oxida para convertirse en un cido mientras que una segunda molcula de aldehdo experimenta

una adicin de hidruro y, por tanto, se reduce para convertirse en un alcohol.

Propiedades fsicas de Alcohol benclico y cido benzoico

COMPUESTO P.M.

(g/mol)

p. f. p. eb. DENSIDAD

SOLUBILIDAD ESTADO

FSICO

Alcohol Benclico 108.06 -15.3C 202-206C 1.04 s. en etanol,

agua, metanol y

ter

Lquido

cido Benzoico 122.05 122C 249C 1.32 s. en etanol, ter

y tetracloruro de

carbono

Slido

REACTIVOS MATERIAL

cido clorhdrico concentrado 12 mL Agitador Embudo de separacin

Benzaldehdo 7 mL Embudo de vidrio Matraz Erlenmeyer 150 mL

ter etlico 20 mL Probeta Matraz Erlenmeyer 125 mL

Hidrxido de potasio 7 g Portatermmetro Unin triple

Solucin saturada de bisulfito de sodio 4 mL Termmetro 2 Soportes

Sulfato de sodio anhidro 1 g 3 Pinzas Anillo

Solucin diluida de hidrxido de sodio Vasos de precipitados de 600 y 250 mL

PARTE EXPERMENTAL

1. En un matraz Erlenmeyer de 125 ml se disuelven 7 g de hidrxido de potasio en 6 mL de agua, la

solucin se enfra a 25 grados y se agregan 7 mL de benzaldehdo, se tapa el matraz y se somete a

reflujo durante 30 minutos.

2. Se agregan 25 mL de agua para diluir la mezcla de reaccin y se transfiere a un embudo de

separacin. Enjuagar el matraz Erlenmeyer con 7 mL de ter etlico y agregar ste al embudo de

separacin.

Tapar el embudo de separacin y agitarlo, colocar el embudo en un soporte y permitir la separacin de

las fases. Separar la fase acuso y colocarla en un vaso de precipitado (identificarla como FA2), la fase

orgnica colocarla en otro recipiente.

Depositar la fase acuosa en el embudo de separacin y agregar 5 ml de ter agitar y permitir la

separacin de fases. De nueva cuenta colocar la fase acuosa (inferior) en un vaso de precipitado y la

fase orgnica juntarla con la primera extraccin. Finalmente volver a extraer la fase acuosa con otros 5

ml de ter. Reunir los tres extractos de ter y conservar la fase acuosa (identificarla como FA2).

3. Solo en caso de percibir la presencia de benzaldehdo en el extracto de ter entonces, colocar el

extracto en el embudo de separacin y agregar 4 mL de solucin saturada de bisulfito de sodio. Agitar

y permitir la separacin de las fases. Desechar la fase acuosa, a la fase etrea que ha quedado en el

31

embudo de separacin se le adicionan 2 mL de solucin diluida de hidrxido de sodio, se tapa el

embudo, se agita y se vuelve a desechar la fase acuosa. Se repite esta operacin sobre el extracto

etreo con 4 ml de agua. Finalmente se desecha la fase acuosa, la fase orgnica (ter) se coloca en un

vaso de precipitado y se agrega 1 g de sulfato de sodio anhidro.

4. Decantar la solucin etrea para eliminar el sulfato de sodio hidratado, la solucin de ter se coloca en

un matraz redondo de 50 ml y se elimina el ter destilndolo a temperatura de bao de vapor, cuando

se ha eliminado todo el ter, el bao de vapor es sustituido por un bao de aceite o una mantilla de

calentamiento y se procede a destilar el alcohol benclico el cual tiene un punto de ebullicin de 204 a

nivel del mar.

5. La solucin acuosa ( FA2) guardada, verterla lentamente y con agitacin, en una mezcla de 20 mL de

cido clorhdrico concentrado, 20 mL de agua y 50 g de hielo picado.

6. Filtrar el precipitado de cido benzoico, lavar con una pequea cantidad de agua y recristalizar de

agua. Secar, pesar, calcular rendimiento.

IDENTIFICACIN DE PRODUCTOS.

Para el cido benzoico, determinar su punto de fusin y solubilidad en tetracloruro de carbono.

Para el alcohol benclico, comprobar su solubilidad en metanol y su punto de ebullicin.

32

DIAGRAMA DE FLUJO

33

CUESTIONARIO EXPERIMENTAL.

a) Escribe la frmula de los productos que se obtienen de la reaccin de benzaldehdo con KOH.

b) Cul es el producto de oxidacin y cul el de reduccin?

c) Por qu el cido carboxlico se obtiene en forma de sal?

d) Con base a qu propiedades se separaron los productos formados?

e) Cul es la razn de eliminar el benzaldehdo residual?

f) Calcular el rendimiento de la reaccin tanto para el cido benzoico como para el alcohol benclico.

34

Observaciones:

Resultados:

Anlisis de Resultados:

Conclusiones:

35

PRCTICA No. 5

LPIDOS

CUESTIONARIO PREVIO.

1) Qu se entiende como lpidos, su clasificacin y sus propiedades fsicas y qumicas?

2) Investigue y anota la importancia qumica y biolgica de los esteroides, en funcin de su estructura y propiedades qumicas.

3) Definir los trminos siguientes e investigue la importancia industrial y aplicacin su cuantificacin

a) ndice de saponificacin

b) ndice de acidez

c) ndice de perxidos.

4) Investigue y anote la importancia qumica de los terpenos y su utilizacin en la industria farmacutica.

5) En qu consiste titulacin reversa?

BIBLIOGRAFA.

36

PRCTICA No. 5

LPIDOS

OBJETIVOS.

1. Aplicar la reaccin de saponificacin a una muestra lipdica

INTRODUCCIN.

Los lpidos forman un grupo heterogneo de compuestos orgnicos caracterizados por su solubilidad

en disolventes no polares como el hexano, ter de petrleo etc. y son compuestos importantes en los tejidos

vegetales y animales. Tambin constituyen una fuente de energa almacenada; sirven como proteccin y

aislamiento trmico. Son de los compuestos de mayor consumo en la dieta diaria e industrialmente se

emplean como material de partida para diversos productos farmacuticos, cosmticos y jabones entre otros.

Propiedades Fsicas.

Los lpidos pueden ser lquidos o slidos no cristalinos a temperatura ambiente. En contra de la

creencia popular, las grasas y aceites puros son incoloros, inodoros e inspidos. Los olores, colores o sabores

caractersticos asociados con los lpidos, se deben a sustancias extraas absorbidas por el lpido, en el cual

son solubles; por ejemplo, el color amarillo de la mantequilla proviene de dos compuestos, el biacetilo

(CH3COCOCH3) y la 3-hidroxi-2-butanona (CH3COCHOHCH3), producidas por bacterias en la maduracin

de la crema. Las grasas y aceites son ms ligeros que el agua; su densidad es cercana a 0.8 g/cm3.

Propiedades Qumicas.

A diferencia de los polisacridos y protenas, los lpidos no son polmeros, es decir, no poseen una

unidad monomrica repetitiva. Sin embargo, al igual que los carbohidratos, pueden clasificarse con base a

sus productos de hidrlisis y a su semejanza en cuanto a su estructura molecular. Sus propiedades de

solubilidad son una funcin de su estructura tipo alcano. Se clasifica en tres importantes subclases.

LIPIDOS HIDROLIZABLES

1. Lpidos simples.

Estn formados por steres de cidos grasos y de glicerol y son denominados triglicridos. Se clasifican

segn su estado fsico a temperatura ambiente. Se dice que un lpido es una grasa si se encuentra en

estado slido a 25C y un aceite, si es lquido a la misma temperatura. (Estas diferencias en el punto de

fusin reflejan el grado de instauracin de los cidos componentes). Adems, los lpidos que se obtienen

de fuentes animales, por lo general son slidos, en tanto que los aceites normalmente son de origen

vegetal. Por tanto, resulta comn hablar de grasas animales y de aceites vegetales. Sin embargo, su

diferencia qumica radica en sus cidos grasos componentes. Las ceras, son aquellos lpidos que

producen cidos y alcoholes grasos al sufrir una hidrlisis

37

RCOOH H2COH H2COOCR

RCOOH + HCOH HCOOCR + 3H2O

RnCOOH H2COH H2COOCRn

.

2. Lpidos compuestos.

a) Fosfolpidos, los cuales por hidrlisis producen cidos grasos, glicerol, cido fosfrico y un alcohol

nitrogenado.

b) Glicolpidos, los cuales producen por hidrlisis cidos grasos, esfingosina glicerol y un

carbohidrato.

c) Esfingolpidos, los cuales producen por hidrlisis cidos grasos, esfingosina, cido fosfrico y un

componente alcohlico.

LIPIDOS NO HIDROLIZABLES

3. Terpenos.

Son compuestos cuya unidad estructural es el isopreno (2-metil-1,3-butadieno), la cual puede

repetirse dos veces, tres, cuatro etc., formando compuestos cclicos o acclicos. Son los componentes

principales de los aceites esenciales obtenidos de la destilacin por arrastre de vapor de las plantas.

4. Esteroides.

Son compuestos que poseen una estructura del perhidrofenantreno o del

ciclopentanoperhidrofenantreno. Constituyen el esqueleto qumico de varias hormonas.

Reacciones Caractersticas.

Saponificacin.

La hidrlisis de los triacilgliceroles consiste en la ruptura del ster y puede efectuarse por varios

procedimientos, los ms comunes utilizan lcalis o enzimas llamadas lipasas. La hidrlisis alcalina recibe el

nombre de saponificacin, debido a que uno de los productos de hidrlisis es la sal de sodio o potasio de los

cidos grasos, las cuales poseen una accin tensoactiva de gran importancia (detergentes). Esta reaccin de

hidrlisis tambin proporciona un mtodo analtico til para la caracterizacin de lpidos por medio de una

constante, el ndice de saponificacin.

38

El ndice de saponificacin de un lpido se define como el nmero de miligramos de hidrxido de

potasio necesario para saponificar un gramo de grasa o de aceite.

OOC(CH2)16CH3

OOC(CH2)16CH3

OOC(CH2)16CH3

3KOHOH

OH

OH

+ 3 K+ -OOC(CH2)16CH3

Halogenacin.

Los cidos grasos insaturados, en forma libre o combinados como steres en grasas y aceites,

reaccionan con los halgenos adicionndose a los dobles enlaces. La reaccin de Halogenacin causa la

decoloracin de la solucin de halgeno. Como el grado de absorcin de una grasa o aceite es proporcional

al nmero de dobles enlaces de los cidos grasos, la cantidad de halgeno que absorbe un lpido puede

emplearse como ndice del grado de instauracin.

El valor del ndice se llama ndice de yodo y se define como el nmero de gramos de yodo (o

equivalentes de yodo) que se adicionan a una grasa o aceite. Sobre este valor influyen varios factores, entre

ellos el porcentaje de cidos insaturados en la molcula de triacilglicerol y el grado de instauracin de cido

graso.

Hidrogenacin.

Al proceso de conversin de aceites a grasas por hidrogenacin, en ocasiones se le llama endurecimiento y

representa la completa saturacin de un lpido insaturado. Un mtodo consiste en burbujear hidrgeno

gaseoso a presin (1.76 Kg. cm-2) en un tanque de aceite caliente (200C) que contiene un catalizador de

nquel finamente dispersado. Un ejemplo es la conversin de la triolena a triestearina. Si las condiciones de

la reaccin se regulan en forma adecuada, es posible preparar una grasa con una consistencia fsica

conveniente (blanda y manejable). De esta manera, los aceites vegetales baratos y abundantes (de algodn y

maz) se convierten en oleomargarina y grasas para cocinar.

INDICE DE SAPONIFICACIN.

Por definicin El ndice de saponificacin es igual a los mg de hidrxido de potasio necesarios para

saponificar completamente un gramo de lpido.

Donde:

T = mL de HCl utilizados en titular el testigo.

P = mL de HCl utilizados en titular el problema

N = Normalidad del HCl

meq = Miliequivalentes de KOH, 56.1

m = Masa de la muestra en gramos.

m

meqNPTSI

*)(..

39

INDICE DE ACIDEZ.

Por definicin El ndice de acidez es la cantidad de hidrxido de potasio expresada en miligramos

necesarios para neutralizar los cidos grasos libres, contenidos en un gramo de lpido

Donde:

A = mL de KOH empleados en la titulacin

N = Normalidad del KOH

Meq = Miliequivalentes de KOH, 56.1

m = Masa de la muestra en gramos.

NDICE DE STERES.

Este ndice se determina por clculo.

Por definicin El ndice de esteres son los miligramos de hidrxido de potasio necesarios para saponificar

los steres contenidos en un gramo de lpido ; por lo tanto se obtiene restando el ndice de acidez al ndice

de saponificacin.

REACTIVOS MATERIAL

NaOH 6 g 2 Matraz Erlenmeyer 250 mL

cido Clorhdrico 10% 10 mL Pipetas y probeta graduadas

Aceite de coco 25 g Termmetro

Solucin de salmuera 200 mL 2 Vasos de precipitados de 250 mL

Etanol 15 mL Bao mara

Gasa o manta Molde para el producto

PARTE EXPERIMENTAL.

Preparacin de jabn a partir del aceite de coco

1. En un vaso de precipitado de 100 ml se pesan 25 g de aceite de coco, se aaden 15 mL de etanol y

una solucin de 6 g de hidrxido de sodio disueltos en 25 mL de agua.

2. Se calienta durante una hora manteniendo la temperatura por debajo de los 85 agitando

constantemente. Si la mezcla de reaccin se solidifica, se adicionan 10 ml de agua desionizada.

3. Despus del periodo de calentamiento, se aade 200 mL de salmuera y se enfra la mezcla.

m

meqNAAI

**..

40

4. A temperatura ambiente, se filtra a travs de una manta (gasa doble), se lava el jabn sobre el filtro

con 50 mL de agua fra, y el filtrado se conserva para aislar la glicerina disuelta.

5. El jabn se prensa en un recipiente pequeo que puede servir de molde.

Aislamiento de la glicerina

1. A partir de la solucin obtenida en el paso 4 del procedimiento anterior (solucin salina), que

contiene la glicerina, se filtra para eliminar totalmente el jabn residual.

2. El filtrado se neutraliza o acidula con cido clorhdrico y se evapora a sequedad.

3. La glicerina se separa de la sal extrayndola con 20 mL de alcohol etlico absoluto.

4. Se decanta la solucin alcohlica de la sal y se destila eliminando todo el lquido que destila por

debajo de los 80 grados, entonces se finaliza la destilacin y se conserva el residuo (el cual contiene

a la glicerina). La glicerina no se destila dado que esta se decompone antes de alcanzar su punto de

ebullicin.

41

DIAGRAMA DE FLUJO

42

CUESTIONARIO EXPERIMENTAL.

1. Disee un procedimiento experimental para determinar;

a) ndice de saponificacin

b) ndice de acidez

c) ndice de perxidos.

2. Cmo diferenciara un cido graso trans de uno cis?

3. Cul es la diferencia entre un jabn de sodio y uno de magnesio?

4. Explique y ejemplifique brevemente la nomenclatura de los cidos grasos omega.

43

Observaciones:

Resultados:

Anlisis de Resultados:

Conclusiones:

44

PRCTICA No. 6

POLMEROS

CUESTIONARIO PREVIO.

1. Investigue y anote las formas existentes de eliminar el inhibidor del metacrilato de metilo.

2. Enliste las reglas generales para designar la nomenclatura utilizada para nombrar a los diferentes tipos

de polmeros.

3. Indague y escriba los usos del polimetacrilato de metilo y el poliestireno

5. Investigar la toxicidad del metacrilato de metilo, la hidroquinona, el cloroformo y el perxido de

benzoilo.

6. Cmo se podra eliminar reutilizar el hidrxido de sodio en lentejas que se emple en la eliminacin

del inhibidor del metacrilato de metilo?.

BIBLIOGRAFA.

45

PRCTICA No. 6

POLMEROS

OBJETIVOS.

1. Preparar polimetilmetacrilato de metilo a partir de su monmero.

2. Analizar los parmetros que influyen en la polimerizacin (iniciador e inhibidor)

INTRODUCCION.

Los polmeros han venido a sustituir ventajosamente una gran variedad de productos naturales,

dando lugar a la fabricacin de innumerables productos nuevos, revolucionando varios campos de la Ciencia

y la Tecnologa.

Como ejemplos tpicos de esta industria se han seleccionado para su obtencin en el laboratorio

varios productos con aplicacin comercial tales como: el poliestireno, ampliamente usado en la industria de

la construccin y recubrimientos orgnicos; el polimetilmetacrilato de metilo de gran aplicacin en la

fabricacin de artculos decorativos y material de diseo; y una resina fenlica de gran demanda en

electrnica.

Es necesario hacer notar, que esta nueva y verstil industria ha venido a contribuir a un mayor

desequilibrio ecolgico por su acumulacin contina como desecho de difcil descomposicin.

FUNDAMENTOS TERICOS

Los polmeros son compuestos macromoleculares de origen natural y sinttico, formados por

uniones de molculas sencillas llamadas comnmente monmeros. Los monmeros utilizados en la

preparacin de polmeros se caracterizan por tener en su estructura grupos funcionales tales como dobles y

triples enlaces, carbonlo, amdico, uretmico e hidroxlicos y el encadenamiento molecular puede ser en

forma ordenada ( red cristalina ) o en forma desordenada ( amorfa ).

Existen varios tipos de macrocompuestos como son los elastmeros que tienen la propiedad de ser

elsticos, otros tipos son las fibras de alta resistencia y los plsticos que pueden ser rgidos para ser

moldeados a temperatura y presin. El proceso por el cual se llevan a cabo estas reacciones se llama

polimerizacin cuando se trata de un solo monmero y copolimerizacin cuando intervienen diferentes

monmeros. La reaccin puede ser en masa, solucin, emulsin y suspensin.

El mecanismo por el cual se desarrollan estos compuestos pueden ser: va radicales libres, aninico o

catinico. La estructura y estereoqumica de los polmeros indican que stos pueden tener una orientacin

isotctica, si sus radicales o grupos funcionales se encuentran de un solo lado de la cadena; sindiotctico, en

donde los grupos sustituyentes estn alternados de un lado y otro de la cadena y atctico cuando se

encuentran los radicales en forma desordenada.

46

Como ejemplos de polmeros ampliamente industrializados se han seleccionado el poliestireno,

polimetilmetacrilato de metilo y una resina fenlica.

El poliestireno y el polimetilmetacrilato de metilo se obtienen por un proceso en masa va radicales

libres utilizando perxido de benzoilo como iniciador; la formacin de la resina fenlica se hace en un

medio de proceso en masa aninica utilizando hidrxido de sodio como catalizador resorcinol y

formaldehdo.

SNTESIS DEL POLIMETACRILATO DE METILO

REACCIN GENERAL.

CATALIZADOR (perxido de benzolo)

CH3

CO2CH3

O

C

O

CH3

CH3

CH2

n

47

MECANISMO DE POLIMERIZACIN.

+

CH3

CO2CH3

CH2 C

CH3

O O

CH3

CH3

CO2CH3 CH2 C

CH3

O O

CH3

CH2 C

CH3

O O

CH3

H3CO2C

CH3

CH2 C

CH3

O O

CH3

CH2 C

CH3

O O

CH3

CH2 C

CH3

O O

CH3

CH3

CO2CH3CH2 C

CH3

O O

CH3 n

REACTIVOS MATERIAL

Metilmetacrilato de metilo 25 mL Matraz Erlenmeyer de 125 mL

Perxido de benzoilo 4 g Probeta de 25 mL

Hidroquinona 0.5 g Pinzas de nuez

Pipeta de 5 mL graduada Tubos de ensaye No. 9800

Cloroformo 0.5 mL Termmetro ambiental

Hidrxido de sodio (lentejas) 15 g Tapn de corcho

Formaldehdo 6.6 mL Bao Mara

Solucin de hidrxido de sodio al 50% Papel filtro

Embudo y Papel aluminio

PARTE EXPERIMENTAL.

SNTESIS DE POLIMETILMETACRILATO.

Eliminacin del inhibidor.

Colocar 25 mL de metilmetacrilato de metilo en un matraz Erlenmeyer de 125 mL y agregar 1.5 g de

hidrxido de sodio. Tapar el matraz con un tapn de corcho y agitar durante 10 minutos (el de hidrxido

toman un color amarillo-verdoso).

48

PREPARACIN DE LA SOLUCIN A

Colocar 20 ml de metacrilato de metilo con 1 g de NaOH y agitar durante 15 minutos. Filtrar y agregar 2g

de perxido de benzoilo. De esta solucin slo se emplean unas gotas, es conveniente que se prepare para

toda la seccin.

Polimerizacin.

Filtrar el metilmetacrilato para eliminar las lentejas de NaOH y dividir en tres tubos de ensayo de la

siguiente forma:

Tubo 1 -------------------- 10 mL

Tubo 2 -------------------- 6 mL

Tubo 3 -------------------- 2 mL

Al tubo 1 agregar 7 gotas de la solucin A (metacrilato de metilo con perxido de benzoilo).

Al tubo 2 no agregar nada.

Al tubo 3 agregar trazas de hidroquinona.

Envolver los tubos con papel de aluminio y colocarlos en un bao mara. Cuando se observe que en el tubo

1 la viscosidad es mayor, retirar del bao mara y agregar 0.5 mL de la solucin A y dos gotas de

cloroformo (el calentamiento debe ser intenso, pero si se forma espuma, colocar el tubo en un bao de hielo)

continuar el calentamiento controlando la temperatura del bao mara a 65 C, hasta que solidifique el

producto (para retirar el polmero del tubo es necesario romperlo)

Nota: Evitar que el producto entre en contacto con el agua antes de que solidifique.

Calentar los tubos 2 y 3 durante 1 hora, s no sucede nada colocar el contenido en un frasco y guardar en la

gaveta hasta la siguiente sesin.

49

DIAGRAMA DE FLUJO

50

Observaciones:

Resultados:

Anlisis de Resultados:

Conclusiones:

51

PRCTICA No. 7

SNTESIS DE COLORANTES AZOICOS

ORANGE II, SUDAN I Y ROJO PARA

CUESTIONARIO PREVIO.

1. Por qu debe realizarse la sntesis de los colorantes azoicos en la campana?

2. Cul es la razn de hacer reaccionar el cido sulfanlico con carbonato de sodio?

3. Escribir la reaccin que se lleva a cabo en el inciso anterior.

4. Cul es la razn de hacer reaccionar el naftol con hidrxido de sodio?

5. Escribe la estructura del Orange II a los pH empleados.

52

6. De los colorantes sintetizados en el laboratorio, especifica cules son indicadores.

7. Cmo se interpreta el desplazamiento de los mximos de absorcin en los colorantes

azoicos sintetizados en el laboratorio?

8. Anotar el nombre IUPAC de los colorantes sintetizados.

9. De los colorantes sintetizados en el laboratorio, investigar cules son prohibidos por la FDA.

10. Investigar la estructura de otros colorantes tipo azoico que sean indicadores, escribiendo su

estructura a diferentes pH.

53

PRCTICA No. 7

SNTESIS DE COLORANTES AZOICOS

ORANGE II, SUDAN I Y ROJO PARA

OBJETIVOS.

1. Efectuar la sntesis de colorantes azoicos.

2. Comprobar el efecto batocrmico en una serie de colorantes

3. Comprobar que el grupo cromforo principal de un compuesto, es el responsable de su color

INTRODUCCIN.

Los colorantes Orange II, Sudan I y Rojo para, son colorantes sintticos de tipo azoico. La frmula

general de este tipo de colorantes es Ar-N=N-Ar cuyo cromforo principal es el grupo azo N=N- que

imparte un color brillante a estos compuestos. La sntesis de estos colorantes comprende una etapa de

diazoacin que es la formacin de la sal de diazonio, y una etapa de copulacin con compuestos aromticos,

cuya caracterstica es tener grupos donadores de electrones como -OH, -NH2 NHR, etc. En el proceso de

copulacin se pueden obtener fenoles como productos secundarios, debido a la reaccin de la sal de

diazonio con agua, por lo cual deben elegirse condiciones que permitan que la copulacin proceda con la

mayor rapidez posible. Algunos colorantes azoicos pueden utilizarse como indicadores, ya que cambian de

coloracin al variar el pH.

REACCIONES.

DIAZOACIN. COPULACIN.

NH2

SO3

OH

SO3

+N2 Cl-

NSO3 N

OH

-NaNO2 / HCl

0-5C NaOH

--

COMPUESTO P.M.

(g/mol)

p. f. SOLUBILIDAD

cido Sulfnilico 173.8 288C s. en ter y benceno

Orange II 122.05 s. en benceno y

etanol

54

NH2 OH

N N

OH

NaNO2 / HCl

0-5C NaOH

+N2 Cl-

COMPUESTO P.M.

(g/mol)

p. f. p. eb. SOLUBILIDAD

Anilina 93 184

C

s. en etanol y

benceno

Sudan I 248 131C s. en benceno y

ter

NH2

NO2

OH

NO2

NO2N N

OH

NaNO2 / HCl

0-5C NaOH

+N2 Cl-

MECANISMO.

El mecanismo de reaccin para la sntesis de los colorantes azoicos indicados, se ejemplificar con el

mecanismo de obtencin de Orange II.

El cido sulfanlico es una sal interna por lo que el primer paso es generar la amina libre (A) con Na2CO3.

La diazoacin comprende como primera etapa, generar cido nitroso (B) por medio de la reaccin entre

nitrito de sodio y cido clorhdrico: el cido nitroso, reactivo muy inestable, produce en medio cido el

intermediario (C), el cual libera una molcula de agua, ms el electrfilo +NO (D), que reacciona con el

grupo amino produciendo (E); ste por reacciones de intercambio protnico intramolecuar o intermolecular

(ambos son posibles; se representa slo el primero) origina (F), que por ruptura heteroltica del enlace

nitrgeno-oxgeno, libera una molcula de agua para dar lugar a la sal de diazonio (G). El in aril diazonio

COMPUESTO P.M.

(g/mol)

p. f. SOLUBILIDAD

p-Nitroanilina 138.1 198C s. en etanol y ter

Rojo para 110 s. en benceno y

ter

55

formado (G), acta como electrfilo y reacciona a travs de una reaccin de sustitucin electroflica con el

-naftxido en posicin 1, formando el compuesto azo (H).

NH3

O3S

Na2CO3

NH2

O3S

+

NaNO2 HCl+ HNO2 NaCl+

H O N O H O N O N OH Cl

H

N OCl+

NH2

O3S

H2O +

+ N O

N

O3S

NO

H H

N

O3S

NO

H

N

O3S

NO

H

HN

O3S

NO

H

HH

N

O3S

NO

H

H

N

O3S

N

H2O

Cl

A

1)

2)

3)

4)

5)

N

O3S

N Cl O Na

NN

HO

B

C D

A D E

+

O3S

SEA

+

F G

G H

56

REACTIVOS MATERIAL

cido sulfanlico 1.7 g 3 Matraces Erlenmeyer de 125 mL

Anilina 2.5 mL Embudo de vidrio

cido actico 20 mL 2 Vasos de precipitados de 100 mL

cido clorhdrico 20.5 mL 4 Vasos de precipitados de 200 mL

Cloroformo Refrigerante

Etanol 14 mL Mechero

p-Nitroanilina 1.4 g Soporte

Carbonato de sodio 0.5 g Papel filtro

Estao 0.5 g 4 Tubos de ensayo

Hidrxido de sodio 4.5 g Tapn de hule

Nitrato de sodio 3.4 g Probeta

PARTE EXPERIMENTAL. (Efectuar todas las sntesis en la campana)

ORANGE II.

DIAZOACIN

En un vaso de precipitados de 150 ml, colocar 1.7 g (0.009 moles) de cido sulfanlico y agregar una

solucin que contenga 0.45 g (0.004 moles) de carbonato de sodio en 8 ml de agua. Calentar con agitacin

hasta disolucin del cido sulfanlico y enfriar en un bao de hielo a 15 C. Preparar en un tubo de ensayo