04.UNIDAD DE APRENDIZAJE III CICLO-Cuidamos nuestro medioambiente (1).docx
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1. LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II (1411)
SEMESTRE 2016-I
TÍTULO :
“REACCIONES DE SUSTITUCION ELECTROFILICA AROMATICA.
DEL BENZOATO DE METILO: OBTENCION DEL 3-
NITROBENZOATODEMETILO”
Practica número: 7
ANTECEDENTES
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__________________
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TÍTULO :
2. LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II (1411)
SEMESTRE 2016-I
“REACCIONES DE DERIVADOSDE ACIDOS
CARBOXILICOS.
OBTENCION DE ACIDO ACETILSALICILICO POR MEDIO
DE UN PROCESO DE QUIMICA VERDE”
Practica número: 6
INFORME
Autor:
__________________
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INTRODUCCION
El bencenotiene nubesde electronespi porencimaypordebajode sus enlaces sigma. Los enlaces
pi se encuentran disponibles para atacar a un electrófilo fuerte generando un carbocatión
(complejo sigma o Ión arenio), el cual es estabilizado por resonancia
El complejo sigma no es aromático, porque el amillo de orbitales p es interrumpido por
átomo de carbono con hibridación sp3 .
3. LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II (1411)
SEMESTRE 2016-I
El complejosigmapuede revertirse al compuesto aromático por una inversión del primer
paso (nueva conversión a los reactivos) o por la pérdida del protón del átomo de carbono
tetraédrico, dando lugar a un producto de sustitución.
En conclusión de tiene que la reacción es la sustitución de un protón (H+
) del anillo
aromático por un electrófilo (E+
), ocurriendo de esta manera la sustitución electrofílica aromática
(SEAr). Esta clase de reacciones incluye las sustituciones de protones aromáticos por una amplia
variedad de reactivos electrofílicos.
Ataque electrofilico generando el complejo sigma
Se produce una sustitución debido a la pérdida de un protón
ANTECEDENTES
*SUSTITUCION ELECTROFILICA AROMATICA:NITRACION
La nitracionenel bencenose damediante unaSEA.Al reaccionar el con ácido nítrico concentrado y
caliente se forma nitrobenceno.
Si se tiene en cuenta que al tener una mezcla caliente de ácido nítrico con cualquier
material que se puedaoxidarse produce una explosión, se concluye que no es conveniente hacer
esta reacción; sin embargo de suele utilizar una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico, donde
este último es un catalizador, haciendo que la nitración sea más rápida y a temperatura menor.
Al reaccionar ácido sulfúrico con ácido nítrico; el ácido sulfúrico protona el grupo hidroxilo del ácido
nítrico, desprendiendo una molécula de agua y formando el ion nitronio (+N02), un poderoso electrófilo
El ión nitronio al reaccionar con benceno genera el complejo sigma. Al perderse de un protón del
complejo sigma se produce el nitrobenceno.
4. LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II (1411)
SEMESTRE 2016-I
*EFECTO DE LOSGRUPOS SUSTITUYENTESEN EL ANILLOEN UNA REACCION DESUSTITUCION
ELECTROFILICA AROMATICA.
En una SEA los sustituyentes electrofílicos puede serun halógeno (Cl-, Br-, I-), un grupo nitro (NO2
-),
un grupo ácido sulfónico (SOH-), un grupo hidroxilo (OH-), un grupo alquilo (R-), o un grupo acilo
(COR-).
Los sustituyentesafectanlareactividaddel anillo,asi comolaorientaciondel producto.
Algunossustituyenteshacenmásreactivoal anillo,mientrasque otroslodesactivan
Esto depende si los sustituyentes son activadores (donan e-
al anilllo, haciendolo rico en e-
estabilizandoal carbocation,disminuyendolaEA para su formacion) odesactivadores(atraene-
del
anilllo, haciendolo más pobre en estas particulas, por lo que por lo que desestabilizan al
carbocatiónintermediarioincrementandolaEA para su formación)esta clasificación va de la mano
con la orientacion, ya que de manera general los sustituyentes se clasifican en:
o activadores y orientadores orto y para
o desactivadores y orientadores para
o desactivadores y orientadores meta
No existen activadores y orientadores meta.
Por lotanto losefectosorientadoresde losgruposse correlacionanconsusreactividades;todoslos
grupos orientadores meta son desactivadores, y la mayor parte de los grupos orientadores orto y
para son activadores.
5. LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II (1411)
SEMESTRE 2016-I
*REACTIVIDADDEL BENZOATODE METILO HACIA LA SUSTITUCIONELECTROFILICA AROMATICA
En el benzoatode metilo,lasustitucióndel gruponitroporunátomo de hidrógenoocurre de modo
parecido que con benceno, con la diferencia la sustitucion se leeva a cabo en posiciones meta,
obteniendose metil m-nitrobenzoato como producto principal . El grupo nitro que se a unido al
anillo desactiva el anillo evitando subsiguiente sustitución
*CONDICIONESEXPERIMENTALESNECESARIASPARA REALIZARLA NITRACION
El agua tiene unefectoretardante enlanitración,porque lamismainterfiere conel equilibrioácido
nitríco-ácidosulfúricoque formalosionesnitronio.A menorcantidadde agua presente,másactiva
la mezclanitrante.
la reactividadde lamezclanitrante puede sercontroladavariandolacantidadde ácidosulfúrico
utilizada.Este ácidoprotonaal ácidonítrico, que esuna base débil,ymientrasmayorseala
cantidadde ácido disponible,másnumerosasseránlasespeciesprotonadas( yportanto NO2
+
) en
la solución.El aguainterfiereporque esunabase másfuerte que H2SO4 o HNO3.La temperaturaes
tambiénunfactor endeterminarel alcance de lanitración.A mayortemperatura,mayorserála
cantidadde productos dinitradosque se formenenlareacción.
*VARIACION EN LASCONDICIONESEXPERIMENTALESEN UNA NITRACION YSUSCONSECUENCIAS.
*AGENTES NITRANTES.
TOXICIDADDE SUSTANCIAS
*HNO3 concentrado
Líquido cuyo color varía de incoloro a amarillo pálido, olor sofocante, oxidante fuerte, soluble en
agua, corrosivo de metales y tejidos.
Se obtiene poroxidacióncatalíticade amoniaco,puntode ebullición 86ºC,puntode fusión -
42ºC.
6. LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II (1411)
SEMESTRE 2016-I
Reaccionacon óxidosybases,produciendo sales. Reacciona violentamente con anhídrido
acético, acetona, acetonitrilo y alcoholes
Se presentan signos severos de intoxicación se presentan de 5 a 48 h después de la
exposición, habiendo respirado como mínimo 25 ppm en un periodo de 8 h.
*HSO4 concentrado
Liquidoincoloro,inodoro,hidroscopico,solubleenaguay alcohol etilico,noinflamable,no
combustible,se descompone a340ºC enSO3 yagua.
Puntode ebullicion: 274 -280ºC
Punto de ebullicion: 3- -64ºC
Incompatible con carburos, cloratos,metales en polvo, nitratos, acetatos,
percloratos,permanganatos.Es considerado cancerigeno en humano, se reportan efectos
mutagenios en animales de laboratorio.
LD50: (oral en ratones): 2140 mg/Kg
*Benzoatode metilo
C8H8O2/C6H5COOCH, líquidoincoloro,aceitoso,de olorcaracterístico,insoluble enagua, puntode
ebullición198-200°C,puntode fusión: -12°C
Densidadrelativa1.09g/mL
La sustanciase puede absorberporinhalacióndel vapor,atravésde lapiel ypor ingestión.
La ingestióndellíquidopuede darlugara laaspiracióndel mismoporlospulmonesyla
consiguienteneumonitisquímica.
*Metanol
GENERALIDADES:Es un líquidoincoloro,venenoso,conolora etanol ycuandoestá puropuede
tenerunolor repulsivo.
WOOD NAPHTHA PROPIEDADESFISICASYTERMODINAMICAS:Densidad(g/ml):0.81 g/ml (0/4 oC),
0.7960 (15/4 oC),0.7915 (20/4oC), 0.7866 (25/4oC) Puntode fusión: -97.8 oC Puntode ebullición
(oC):64.7 (760 mm de Hg),
Solubilidad:miscibleconagua,etanol,éter,benceno, cetonasymuchosotrosdisolventes
orgánicos.Disuelveunagranvariedadde salesinorgánicasporejemplo43% de yodurode sodio,
22 % de cloruro de calcio,4 %de nitratode plata,3.2 % de cloruro de amonioy1.4 % de cloruro de
sodio.
Este producto reaccionaviolentamente conbromo,hipocloritode sodio,dietil-cinc,disolucionesde
compuestosde alquil-aluminio,trióxidode fósforo,clorurocianúrico,ácidonítrico,peróxidode
hidrógeno,sodio,ter-butóxidode potasioypercloratode plomo.Engeneral,esincompatible con
ácidos,clorurosde ácido,anhidridos,agentesoxidantes,agentesreductoresymetalesalcalinos.
LDLo (oral en humanos):4.28 mg/Kg
8. LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II (1411)
SEMESTRE 2016-I
DIAGRAMA DE BLOQUES
OBTENCION DEL 3-NITROBENZOATO DE
METILO
matraz elermeyer(10Ml) con
agitadormagneticoyen bañode
hielo. Mantenertemperatura0-10ºC
0.5 mL HNO3,
0.6g (0.55mL),
benzoatode
metilo.
3
Temperatura5-10ºC, agitación
ctte.1 mL HSO4
lentamente.
Llevara TAmb, agitar en
parrillapor15 min.
Matraz de reacción, hasta
observarprecipitado.
Sólido obtenido .
Determinar
rendimiento,Pf.
Trozos de hielo
Filtraral vacio
Lavar con agua helada
Tomar Pf
Muestra pequeña
Restode producto
Recristalizade MeOH
