Informe 315#2
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1 UNIVERSIDAD ESTATAL DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA QUMICA ASIGNATURA: LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II PARALELO: “B” GRUPO: A TEMA: ACILACIÓN NOMBRE DE ESTUDIANTE: RAMIRO SÁNCHEZ BARCIA NOMBRE DEL PROFESOR: ING. JANET BENÍTEZ RODRÍGUEZ DE GARNICA RAMIRO SÁNCHEZ BARCIA LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II 3”B”
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UNIVERSIDAD ESTATAL DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERIA QUMICA
ASIGNATURA: LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II
PARALELO: “B” GRUPO: A
TEMA: ACILACIÓN
NOMBRE DE ESTUDIANTE: RAMIRO SÁNCHEZ BARCIA
NOMBRE DEL PROFESOR: ING. JANET BENÍTEZ RODRÍGUEZ DE GARNICA
RAMIRO SÁNCHEZ BARCIA LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II 3”B”
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FECHA DE REALIZACIÓN: 17/06/2013 FECHA DE ENTREGA:
24/06/2013
GUAYAQUIL - ECUADOR
OBJETIVO
Obtención de la Acetanilida mediante la acilación de la anilina con un agente acetilante (HCl) y re-cristalización de la misma.
TEORÍA
Estándares:
Identificará con precisión en que consiste la acilación, y las funciones que cumplen algunas sustancias.
Establecerá responsablemente las condiciones para que se produzcala acilación.
Obtendrá con eficiencia acetanilida, mediante la técnica propuesta.
Efectuará técnicas efectivas para purificar sólidos.
CONSIDERACIONES GENERALES
Síntesis química es el proceso de obtener compuestos químicos apartir de sustancias más simples. El objetivo principal de lasíntesis química, además de producir nuevas sustancias químicas,es el desarrollo de métodos más económicos y eficientes parasintetizar sustancias naturales ya conocidas como como por
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ejemplo el ácido acetil salicílico (presente en las hojas delsauce) o el ácido ascórbico y con o vitamina C, que ya seencuentra de forma natural y muchos vegetales. También lasíntesis química permite obtener productos que no existen deforma natural, como el acero, los plásticos o adhesivos.
Actualmente hay catalogados unos once millones de productosquímicos. El progreso científico ha permitido un gran desarrollode las técnicas de síntesis química, como la síntesis en fasesólida o la química combinatoria. Inicialmente estos productos seobtenían de manera casual mientras que, en el actualidad, esposible realizar simulaciones por ordenador antes de experimentaren el laboratorio.
El grupo R – CO - se conoce como grupo acilo y la reacción porla cual el grupo se introduce en un compuesto se llama reacciónde acilación, que es la reacción por la que un amina primaria osecundaria como un agente Acetilante (halogenuros de acilos,anhídridos o esteres) da origen a amidas. Dos grupos acilocomunes son el grupo acetilo y el grupo propionilo.
Los grupos activadores muy potentes como el grupo amino y elgrupo oxhidrilo lo hacen que el anillo bencénico sea tanreactivo que se producen reacciones laterales indeseables. Porejemplo en la nitración de la anilina se produce una considerabledestrucción del anillo, porque es oxidado por el ácido nítrico;por lo tanto la nitración directa de la anilina no es un métodosatisfactorio para la preparación del orto y paranitroanilina,así que con la acetilación, se protege el grupo amino, para podernitrar con tranquilidad, la reacción forma paranitroanilida conrastros del isómero orto, la hidrólisis ácida de p-nitroacetanilida produce p-nitroanilina con buen rendimiento.
El uso de este grupo acetilo es un ejemplo de protección: elanillo aromático se protege de la reacción que se lleva a cabocon la fenil amina en sí. La reacción de acilación transcurre muy
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rápidamente con cloruros de acilo, más lentamente conanhídridos.
TÉCNICA OPERATORIA
Actividades:
1.En un Erlenmeyer colocar 125 c.c. de agua.
2.Añadir ácido clorhídrico concentrado.
3.Añadir anilina agitando enérgicamente.
4.Agregar una pequeña cantidad de carbón activado, sigue la
solución no es incolora.
5.Agitar durante 10 ó 15 minutos.
6.Filtrar.
7.Calentar hasta 50 °C
8.Añadir anhídrido acético hasta completar la disolución.
9.Agregar una disolución de 5.3 gramos de acetato de sodio en 30
ml de agua, el objeto de rebajar la acidez.
10. Agitar y enfriar exteriormente con hielo.
11. Filtrar al vacío los cristales formados de acetanilida.
12. Recristalizar en agua.
13. Filtrar.
14. Secar.
PREGUNTAS
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¿Qué es el CAS?
CAS (Chemical Abstracts Service) es una división de
la American Chemical Society (Sociedad Americana de Química),
y es la autoridad mundial para la información química. CAS es
la única organización en el mundo cuyo objetivo es encontrar,
recopilar y organizar toda la información sobre sustancias
químicas de forma pública.
Un equipo de científicos comisiona y controla la calidad de
estas bases de datos, que son reconocidas por las compañías
químicas y farmacéuticas, universidades, organizaciones
gubernamentales y oficinas de patentes de todo el mundo.
Escriba ejemplos en los que conste el CAS de sustancia que
usted haya utilizado en las diferentes prácticas que ha
realizado.
CAS Registry es la mayor colección de información de unasustancia química, y contiene más de 69 millones desustancias orgánicas e inorgánicas y 64 millones desecuencias. Cubre las sustancias identificadas en la
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literatura científica desde 1957 hasta el presente, consustancias adicionales que se remonta a principios de 1900.
Cada número de registro CAS, o Número CAS, es unidentificador numérico único, que designa una únicasustancia, que no tiene ningún significado químico, y queenlaza con una gran cantidad de información acerca de esasustancia química específica.
Puede contener hasta 10 dígitos, divididos por guiones entres partes. El dígito del extremo derecho es un dígito decontrol para verificar la validez y originalidad de todo elnúmero. Por ejemplo, 67-64-1 es el número CAS para laacetona.CAS Registry contiene una amplia variedad de sustancias,incluyendo la mayor colección del mundo de compuestosorgánicos, compuestos inorgánicos, metales, aleaciones,minerales, compuestos de coordinación,organometálicos, elementos, isótopos, partículas nucleares,proteínas y ácidos nucleicos, polímeros. Alrededor de 15.000nuevas sustancias se añaden cada día.
El número CAS se ha convertido en un estándar a nivelmundial, porque al no depender de ningún sistema denomenclatura química, proporciona un vínculo fiable entre losdiferentes términos que se usa para describir las sustanciasy compuestos químicos.
Como ya sabemos, éstos pueden ser descritos de muchasmaneras: por la fórmula molecular, su estructura, nombres
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sistemáticos, nombres genéricos, nombres comerciales, nombrestriviales. Pero con el número CAS, sin embargo, identificauna única y específica sustancia, independientemente delnúmero de maneras posibles que puede ser descrita.
Escriba 10 ejemplos en los que conste el CAS de sustancias
que usted haya utilizado en las diferentes prácticas que ha
realizado.
Sustancia Número de CAS Fórmula
Metanol 67-56-11 CH3-OH
Etanol64-17-51
CH3-CH2-OH
Ácido acético 64-19-71 HCH2COOH
Ácido sulfúrico 7664-93-91 H2SO4
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Ácido salicílico 69-72-71 C7H6O3
Ácido clorhídrico 7647-01-0 HCl
Anilina [62-53-3]1 C6H5N H 2
Anhídrido acético 108-24-7 C4H6O3
Acetato de sodio 127-09-3(Anhidrido)6131-90-4
(Trihidratado)1
Na C H 3C O O
Acetanilida [103-84-4] C8H9NO
GRÁFICOS
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CONCLUSIONES
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Se cumplió con los estándares, solo hubo un poco de problema
en la recristalización por que quedaron “granos” y cristales,
no solo cristales como se quería, esto es debido a que la
agitación en el calentamiento no fue constante.
Se obtuvo la acetanilida esperada, gracias a la organización
grupal , a la aplicación de técnicas básicas en el laboratorio
y por supuesto a que había las sustancias necesarias para
llevar a cabo el proceso
RECOMENDACIONES
Mayor concentración y agilidad al momento de realizar la
práctica, al igual que ser más responsable en cada etapa de la
practica tanto para quién esté realizando una etapa como para
las personas que estén a su alrededor ayudando u observando el
proceso.
BIBLIOGRAFÍA
Quimica orgánica/ V.M. POTAPOV.-S.N.TATARINCHIK / Editorial
MIR MOSCU.
QUÍMICA Salcedo L. Alfredo
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QUÍMICA ORGANICA Menger Goldsmith Mandel
http://69.167.133.98/~dqisaco/pdf/ACETATO%20DE%20SODIO.pdf
http://quimicasthai.wordpress.com/2012/10/17/que-es-el-
numero-cas/
Química Orgánica -Fundamentos teórico-prácticos/ LYDIA
GALAGOVSKY KURMAN/ Editorial Universitaria de Buenos Aires.
ACETATO DE SODIO
Es un polvo cristalino blanco. El producto es soluble en agua
y éter, ligeramente soluble en alcohol.
La sustancia se descompone al calentar intensamente por encima
de 120º C o en contacto con ácidos fuertes produciendo ácido
acético. La solución en agua es moderadamente básica.
Es un excelente acondicionador de humedad. Al incorporarse a
los acondicionadores textiles, le comunica plasticidad,
suavidad y propiedades antiestáticas a las fibras que no son
repelentes al agua.
Favorece la aplicación de polvos, ceras y resinas
impermeabilizantes, en las fibras textiles. Contribuye a
neutralizar los ácidos minerales libres en los procesos de
teñido.
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Se usa como agente de esterificación en la producción de
sustancias químicas orgánicas. Reactivo de electro
galvanizado. Usado como tampón en curtiembres y química
analítica.
AMINA
Nombre que reciben los compuestos producidos a menudo en la
descomposición de la materia orgánica, que se forman por
sustitución de uno o varios átomos de hidrógeno del amoníaco
por grupos orgánicos.
El número de grupos orgánicos unidos al átomo de nitrógeno
determina que la molécula sea clasificada como amina primaria
(un grupo orgánico), secundaria (dos grupos) o terciaria
(tres grupos).
La mayoría de las aminas tienen un olor desagradable y son
solubles en agua.
Sus puntos de ebullición son superiores a los hidrocarburos
de análoga masa molecular e inferiores a los correspondientes
alcoholes. Las aminas tienen carácter básico; son bases más
fuertes que el agua y, en general, que el amoníaco.
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El principal método de obtención de estos compuestos es la
reacción entre el amoníaco y un halogenuro de alquilo. Una de
las aminas más importantes es la anilina, la amina aromática
más sencilla.
LAS AMINAS COMO BASES ORGANICAS
Siendo derivados orgánicos del amoniaco, las aminas conservan
sus particularidades químicas principales. En particular, de
forma similar al amoníaco, las aminas revelan propiedades de
bases. Esto se detecta por la reacción alcalina de las
soluciones acuosas de las aminas:
A medida que crece del radical hidrocarbúrico, la solubilidad
de las aminas en el agua disminuye. Sin embargo, también
estas conservan las propiedades de bases: esto se manifiesta
en la capacidad de formar de sales con los ácidos. La causa
de las propiedades básicas es la pareja electrónica libre que
se encuentra en el átomo de nitrógeno.
En el amoniaco o en las aminas el átomo de nitrógeno gasta
sólo tres electrones de sus cinco electrones de Valencia en
la formación de enlaces covalentes. Quedan dos electrones
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libres, y mediante esta pareja electrónica libre puede
adicionarse un protón, formándose así las sales de amonio:
En los compuestos de amonio cuaternario, el nitrógeno formar
cuatro enlaces covalentes completamente iguales, siendo, por
lo tanto; tetra covalente; la quinta Valencia es iónica: el
agrupamiento de amonio cargado positivamente, retiene el
anión mediante la atracción electrostática corriente.
La naturaleza del radical, con el cual se encuentra enlazado
del grupo amino, ejerce influencia sobre las propiedades
básicas de las aminas. En particular, las aminas aromáticas
son bases mucho más débiles que las aminas de la serie grasa.
Esto se explica porque la pareja electrónica libre del
nitrógeno de amino entra en conjugación con los electrones
movibles del núcleo aromático.
La distribución de la densidad electrónica en la anilina
puede expresarse condicionalmente por la fórmula siguiente:
Esta distribución con lleva a la disminución de la densidad
electrónica en el átomo de nitrógeno y, con este motivo, a la
debilitación de su poder de adicionar el protón.
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La introducción en el núcleo de la anilina del grupo nitro
que es aceptor de electrones, disminuye aún más la basicidad
de los grupos aminos. Esto sigue de la comparación de la
constante de basicidad K B de la anilina y p-nitro anilina:
FENILAMINA O ANILINA
Líquido incoloro, soluble en disolventes orgánicos y
ligeramente en agua, de fórmula C6H5NH2. Fue preparado por
primera vez en 1826 como uno de los productos obtenidos al
calentar añil a alta temperatura. El término anilina proviene
del nombre específico añil, el cual se deriva de la palabra
sánscrita nila (índigo).
En 1856, el químico británico William Henry Perkin, al
intentar sintetizar quinina, trató anilina impura, como
entonces se la denominaba, con dicromato de potasio y obtuvo
una sustancia violeta que servía como tinte. Perkin llamó
“malva” a este material y puso en marcha una fábrica para su
producción. La empresa fue un gran éxito.
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En poco tiempo, otros tintes sintéticos elaborados a partir
de la fenilamina y de derivados del alquitrán de hulla,
estaban ya compitiendo con los tintes naturales.
El modo más asequible de preparar la fenilamina para su uso
comercial consiste en reducir el nitrobenceno mediante hierro
y ácido clorhídrico.
También se puede preparar comercialmente a través de la
acción del amoníaco a alta presión sobre el clorobenceno a
400°C en presencia de un catalizador (sales cuprosas).
En ambos casos la materia prima se obtiene a partir de
benceno. Actualmente, el principal uso de la fenilamina es la
producción de una clase importante de plásticos llamados
poliuretanos.
También tiene otras importantes aplicaciones como la
elaboración de tintes, medicinas (la sulfanilamida, por
ejemplo), vulcanizadores, estabilizadores de las resinas,
explosivos, y reveladores fotográficos. La fenilamina tiene
un punto de fusión de -6,2 °C y un punto de ebullición de
184,3 °C.
Las propiedades básicas de la anilina se debilitan por la
influencia del núcleo aromático sobre el amino (la constante
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de basicidad de la anilina es igual a 3, 8. 10-10, mientras
que para la metil amina es igual a 5.10-4). El grupo amino a
su vez ejerce influencia en el núcleo aromático: cómo es un
sustituyente donador de electrones, ello eleva la densidad
electrónica en el núcleo, facilitando así la reacción de
sustitución electrofílica. La anilina adiciona con facilidad
el bromo, formando, hasta al actuar el agua de bromo, la
tribromoanilina:
Al calentar la junto al ácido sulfúrico concentrado, se
sulfona y forma el ácido sulfanilico, que es un producto
intermedio importante en la síntesis de los colorantes y de
preparados medicinales:
La anilina se oxida fácilmente. Por eso, al almacenar la,
habitualmente oscurece, aunque en la forma pura es incolora.
Al actuar el cloruro de cal sobre una solución acuosa de la
anilina (la solubilidad de esta en el agua es de 3,6 %), como
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resultado de la oxidación aparece una coloración violeta
intensa. Esta reacción coloreada sirve de muestra cualitativa
sobre la anilina.
El ácido nítrico también actúa sobre la anilina como un
oxidante. Por eso, antes de efectuar la nitración se realiza
la protección del grupo amino, transformando la anilina en
una amida del ácido acético, la Acetanilida:
La Acetanilida se nitra formando fundamentalmente p-nitro
acetanilida y una pequeña cantidad de isómero orto:
Al calentar las nitroacetanilidas con ácidos diluidos, ellas
se hidrolizan hasta nitroanilinas:
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Las nitro anilinas son sustancias solidas de color amarillo,
que se emplean como productos intermedios en la síntesis de
los colorantes.
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REACCIÓN DE ACILACIÓN
En la reacción de las aminas con los cloruros de ácidos,
anhídridos o esteres, se forman a amidas de los ácidos. El
proceso comienza al igual que la alquilación, con la
combinación de la pareja electrónica libre del nitrógeno con
el centro electrofílico del reactivo:
El producto de la adición se forma debido a la interacción de
la pareja electrónica del nitrógeno con el carbono
carbonilíco, en el cual, a consecuencia de la polarización
del enlace C=O, existe una carga positiva parcial.
Con esto la pareja electrónica del nitrógeno pasa a un
dominio conjunto con el carbono carbonilíco. Pero éste último
ya antes de la reacción tenía completo el octeto en la capa
electrónica exterior, y por eso no puede recibir otra pareja
de electrones.
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Por lo tanto, a la vez que se establece el enlace entre el
nitrógeno y el carbono carbonilíco, el carbono de la pareja
electrónica movible del enlace C=O se aparta así al átomo
de oxígeno, el cual adquiere así una carga negativa (la etapa
1). En la estructura formada (el producto intermedio A), a
una cercana distancia se encuentran un centro cargado
positivamente (nitrógeno) y otro carga o negativamente
(oxígeno).
La tendencia natural hacia la neutralización se efectúa
mediante la transición del protón del nitrógeno hacía el
oxígeno, que posee, además, una gran electronegatividad (la
etapa 2).
Sin embargo, los compuestos similares al producto intermedio
B, que tienen un átomo de carbono un grupo hidroxilo y un
halógeno, son inestables. La estabilización se realiza
mediante la separación del cloruro de hidrógeno (la etapa 3).
El resultado final de la reacción es la introducción del
grupo acílico (radical CH3CO--) en el nitrógeno, en el lugar
del átomo de hidrógeno, o sea, la acilación de la amina.
RECRISTALIZACIÓN
Los compuestos orgánicos obtenidos por síntesis o por
aislamiento a partir de sustancias naturales, no son puros ya
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que usualmente están mezclados con menores cantidades de
otros compuestos (impurezas) que es necesario eliminar.
Por lo tanto, los productos brutos obtenidos se someterán a
repetidas purificaciones hasta llegar a las constantes
físicas cuyo valor a registrar la literatura (punto de
fusión, de ebullición, poder rotatorio, etc.) o, en el caso
de sustancias no descriptas con anterioridad, hasta
constancia en el valor de dichas propiedades y el análisis
cuantitativo de esos elementos (C,H,N, halógenos, etc.).
La tendencia general, si la sustancia aislada es sólidos, es
la de buscar disolventes de los cuales la sustancia
cristalice, pues la obtención de una sustancia al estado
cristalino puede ser un método para purificar la y describir
sus propiedades.
Esto no es rigurosamente cierto en todos los casos, puesto
que hay sustancias, amorfas y aun siruposas quiera excelentes
análisis elementales.
La recristalización es el procedimiento utilizado para
separar un compuesto sólido de sus impurezas, basándose de
diferencia de solubilidades de ambos, en algún solvente, o
mezcla de solventes.
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¿Cómo se recristaliza?
El método de purificación de una sustancia por
recristalización, comprende los siguientes pasos:
1. Selección del solvente adecuado.
2. Disolución del sólido impuro en el solvente caliente.
3. Decoloración de la solución.
4. Separación de las impurezas insolubles por filtración en
caliente.
5. Cristalización del sólido.
6. Recolección de los cristales, por filtración el frío.
7. Secado de los cristales obtenidos.
8. Determinación de la pureza del sólido obtenido.
9. Cálculo del rendimiento logrado.
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