Manual uvm

MANUAL DE LA QUÍMICA ORGÁNICA 2

Organización del curso

3

Práctica 1. Obtención de bromuro de butilo

8

Práctica 2. Obtención de ciclohexeno.

11

Práctica 3. Síntesis de ésteres de Fischer. Obtención de
benzoato de metilo.

14

Práctica 4. Isomería E-Z. Obtención de ácido fumárico.

16

Práctica 5. Reacción del haloformo. Obtención de ácido
benzoico.

18

Práctica 6. Obtención de bencilo

20

Práctica 7. Obtención de ácido bencílico

23

Práctica 8. Condensación aldólica cruzada. Obtención de
dibenzalacetona.

25

Práctica 9. Reacciones de identificación de aldehídos y
cetonas.

28

Práctica 10. Reacción de Kolbe-Schmidt. Obtención de ácido
2,4-dihidroxibenzoico.

35

Práctica 11. Obtenciónn de ácido pícrico.

37

2




Número Total de Prácticas: 11.



Se entrega de un prelaboratorio al inicio de cada práctica.



A la sesión siguiente del término de cada práctica se entregará un reporte de
postlaboratorio, el cual deberá incluir los siguientes puntos:
- Portada.
- Nombre del laboratorio.
- Nombre y número de la práctica.
- Fecha en que se realizó la práctica.
- Nombre de los estudiantes que integran el equipo.
- Introducción (concisa y de una cuartilla máximo).
- Objetivos (redactados de manera personal).
- Material y reactivos.
- Representación de la reacción y su mecanismo (si es el caso)
- Desarrollo de la parte experimental.
- Resultados experimentales y discusión de los mismos.
- Cálculo de rendimiento de la reacción (si es el caso).
- Conclusiones (máximo media cuartilla).
- Bibliografía y hojas de seguridad.



El reporte será entregado A MANO, de preferencia en hojas recicladas, a la
siguiente sesión de que se realizó la práctica.



Se llevarán a cabo tres exámenes parciales. Es indispensable que el promedio
de estos tres exámenes sea aprobatorio para acreditar el curso.
- Promedio de los diagramas de prelaboratorio:
- Promedio de los diagramas de postlaboratorio
- Promedio de los exámenes parciales
TOTAL



10%
50%
40%
100%

Es indispensable en todas las prácticas el uso de bata y googles. SÓLO SE
PERMITEN ZAPATOS DE PISO que no dejen al descubierto el empeine. No
está permitido el uso de falda. Si se tiene el pelo largo, deberá recogerse hacia
atrás. No se permiten visitas durante la sesión experimental. Está prohibido el
uso de teléfonos celulares, así como comer, beber, fumar, correr o salir del
laboratorio sin avisar. Sólo tienen una tolerancia de 15 minutos para ingresar a
clase. Quien no cumpla estas disposiciones, se le impedirá el ingreso o será
expulsado del laboratorio.

3


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

3.5 g HO-NH3+ Cl
¿Prueba negativa
con FeCl3?

7 mL H2O
5.1 mL

O

NO

SEGUIR
CALENTANDO

O
SI

Purificación del
producto por
destilación simple
(p. e. 130 - 135 °C)



30 mL H2O helada

Bibliografía general del curso.

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

4


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

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

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

Morrison, R. T.; Boyd, R. N. Química orgánica. 5ª.
Ed. Addison-Wesley Iberoamericana. México: 1098.

5


Seguridad en el laboratorio
ASÍ SÍ

ASÍ NO

No se ingieren bebidas ni se enciende fuego
dentro del laboratorio.

Se usan bata cerrada, lentes de seguridad y
pantalones.

Tampoco se usa
falda ni zapatos
descubiertos
(sandalias).

No se ingieren
alimentos ni se usa el
pelo suelto.

Se usan zapatos bajos de piel y cerrados.

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

No se usan jamás zapatos de tacón.

6


7


UNIVERSIDAD DEL VALLE DE
MÉXICO
Escuela de Ciencias de la Salud
Materia: Química Orgánica 2
Practica No. 1
OBTENCIÓN DE BROMURO DE BUTILO.

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

Sintetizar un halogenuro de alquilo primario para que el estudiante visualice la
manera en la se que establecen condiciones que favorecen la sustitución
nucleofílica alifática bimolecular enn un sustrato.

OH

NaBr, H2SO4

Br
Bromuro
de butilo

2 matraces bola de 25 mL
1 termómetro de -10 a 500 °C
2 soportes universales
1 T o cabeza de destilación
1 matraz Erlenmeyer de 25 mL
1 parrilla de calentamiento con
agitación magnética
2 vasos de precipitados de 100 mL
2 probetas graduadaqs de 25 mL

1 vaso de precipitados de 500 mL
1 varilla de vidrio
1 espátula
Bromuro de sodio
Ácido sulfúrico concentrado
Butanol
Hidróxido de sodio
Sulfato de sodio anhidro

En un matraz bola de 25 mL coloca 12 g de bromuro de sodio, 10 mL de agua y
11.6 mL de butanol. Mézclalos perfectamente, adiciona perlas de ebullición y
adapta un refrigerante en posición de reflujo (Figura 1.1). Enffría el matraz por
8


unos minutos con un baño de hielo-agua y adiciona por la parte superior del
refrigerante 10 mL de ácido sulfúrico concentrado en porciones de 2 mL.
Terminada la adición retira el baño , calienta suavemente con una parrilla durante
30 minutos. Pasado este tiempo, enfría la mezcla de reacción (deben haberse
formado dos fases) y efectúa una destilación simple (Figura 1.2) 5 mL de agua (el
producto es la fase inderiro), , el cual no debe rebasar los 92 °C.
El destilado se pasa a un embudo de separación y se somete a la siguiente serie
de lavados sucesivos:
5 mL de agua (el producto es la fase inferior)
5 mL de ácido sulfúrico concentrado frío (el producto es la fase superior
5 mL de solución de hidróxido de sodio al 5% en peso (el producto es la fase
inferior)
Transfiere el bromuro húmedo a una matraz Erlenmeyer y sécalo con sulfato de
sodio anhidro; decántalo a un matraz bola y destílalo. Colecta la fracción que
ebulla a 80-90 °C.|

Figura 1.1. Disposición del equipo para un
calentamiento a reflujo.

o
o
o
o
o

Figura 1.2. Montaje para una destilación simple.

¿Cuál es el papel del bromuro de sodio?
¿Cuál es el papel del ácido sulfúrico concentrado?
¿Cuál es el papel del butanol?
¿Cuál es el papel del hidróxido de sodio?
¿Cuál es el papel del sulfato de sodio anhidro?

9


o ¿Qué tipo de mecanismo de reacción es el involucrado en esta
transformación?
o ¿Cuál es el objeto de efectuar un calentamiento a reflujo?
o ¿En qué consiste la operación unitaria destilación simple?
o ¿Por cuál oliva del refrigerante debe entrar el agua en un calentamiento a
refujo? ¿Y si lo que con él se practica es una destilación?
o ¿Cuál es el objeto de los lavados? ¿Qué se elimina con el medio ácido? ¿Y
con el básico? ¿Qué objeto tienen los tres lavados con agua?
o ¿Qué evidencias experimentales sustentan que efectivamente se ha
obtenido el producto?

Butanol

Bromuro de butilo

10


MÉXICO
Practica No. 2
OBTENCIÓN DE CICLOHEXENO.

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

Sintetizar un alqueno por medio de la deshidratación de un alcohol (una reacción
de -eliminación) y efectuar pruebas de insaturación compatibles con la naturaleza
química del producto y que permitan sustentar su obtención.

OH

H3PO4

ciclohexeno

1 matraz bola de 50 mL
1 parrilla de calentamiento
1 termómetro
1 embudo de separación
1 cabeza o T de destilación
1 portatermómetro
1 termómetro
1 refrigerante
2 tubos de ensayo

1 varilla de vidio
Ciclohexanol
Acido fosfórico al 85%
Cloruro de sodio
Solución de NaHCO3 5%
Solución de Br2 en agua (preparada
por el profesor)
Solución diluida de KMnO4
(preparada por el profesor)

11


En un matraz bola de 50 mL con junta esmerilada coloca 10 mL de ciclohexanol.
Agrega gota a gota 2.5 mL de ácido fosfórico y perlas de vidrio para controlar la
ebullición. Monta la cristalería necesaria para una destilación simple (Figura 1.1, p.
9) e inicia el calentamiento. Recoge la fracción que destile entre 60-65 ºC.
Interrumpe la destilación cuando quede un pequeño residuo (3 mL) o bien
aparezcan vapores blancos. El destilado se recibe en baño de hielo. Satura el
destilado con cloruro de sodio y transfiérelo a un embudo de separación, lava con
una solución de NaHCO3 al 5% (3 mL x 3). PRECAUCIÓN: SE GENERAN
BURBUJAS DE CO2 GASEOSO QUE PUEDEN TEÓRICAMENTE HACER
ESTALLAR EL EMBUDO SI NO SE PERMITE UN PURGADO EFCIENTE.
MANIPÚLESE CON CUIDADO. Elimina la capa acuosa inferior y vacía la superior
de ciclohexeno a un vaso de precipitados para secar con sulfato de sodio anhidro.
Divide en dos porciones el producto obtenido colocando ambas en un tubo de
ensayo. Somete entonces cada una de ellas a las siguientes pruebas de
caracterización (Figura 2.1).
1) Reacción con agua de bromo.
Agrega en campana de extracción y con mucho cuidado (la reacción es
fuertemente exotérmica) 1 mL de la solución de bromo en agua a la muestra de
ciclohexeno. Observa e interpreta los resultados. Escribe la ecuación de la
reacción que tiene lugar.
2) Reacción de KMnO4:
Agrega 1 mL de una solución de KMnO4 a 1 mL de ciclohexeno y agita.
Observa e interpreta los resultados. Escribe la ecuación de la reacción.

Figura 2.1. A la izquierda, solución de permanganato de potasio acuosa; a la derecha, solución de
agua de bromo

12


o
o
o
o
o
o
o
o
o

¿Cuál es el papel del ciclohexanol?
¿Cuál es el papel del ácido fosfórico?
¿Cuál es el papel del bicarbonato de sodio?
Describe la razón de que se generen burbujas en los lavados con la
solución de bicarbonato de sodio.
¿De qué son los humos blancos que se generan en el proceso?
¿Por qué razón se efectúa una destilación?
¿Qué reacción ocurre con el agua de bromo?
¿Qué reacción ocurre con la solución de permanganato de potasio?
¿Qué evidencias experimentales sustentan que efectivamente se ha
obtenido el producto?

,

Ciclohexanol

Ciclohexeno

13


MÉXICO
Practica No. 3
SÍNTESIS DE FISCHER DE ÉSTERES.
OBTENCIÓN DE BENZOATO DE METILO.

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

Ilustrar por medio de la conversión de un ácido carboxílico y un alcohol una de las
reacciones más importantes de la química orgánica, tanto a nivel,laboratorio como
a nivel nidustrial: la esterificación de ésteres.

O

CH3OH
OH
H2SO4

O
OCH3

benzoato
de metilo

1 refrigerante
3 pinzas de tres dedos con nuez
1 portatermómetro
1 termómetro
1 embudo de separación
4 vasos de precipitado de 100 mL

1 pipeta de 10 mL graduada
1 espátula
Acido benzoico
Metanol
Éter

14


Coloca en un matraz bola de 50 mL 3 g de ácido benzoico y 7 mL de metanol.
Enfría la mezcla sobre hielo y adiciona lentamente 1 mL de ácido sulfúrico
concentrado y agita. Agrega perlas de ebullición, coloca el refrigerante en posición
de reflujo (Figura 1.1, p. 9) y calienta durante una hora. Pasado ese tiempo enfr+ía
la solución y verifica que el pH sea ácido. Decanta la mezcla en un embudo de
separación que contenga 10 mL de agua, vigilando que al mezclarse estas fases
no se desarrolle demasiado calor. Extrae dos veces con 10 mL de éter cada una.
Agita, separa las fases y elimina la fase acuosa. Lava la fase orgánica con 5 mL
de agua y posteriormente con 5 mL de una solución de bicarbonato de sodio al
10%. Desecha los lavados y trasvasa la fase orgánica a un matraz Erlenmeyer de
50 mL. Sécala con sulfato de sodio anhidro y transfiere la mezcla a un matraz
bola. Lava el sulfato de sodio con 5 mL más de éter y reúnalo con la fase orgánica
anterior. Destila el disolvente y cuando haya sido eliminado totalmente detén la
destilación (el punto de ebullición del producto es de 199 °C). Enfría el sistema y
observa el producto obtenido. Si no es completamente transparente, adiciona más
sulfato de sodio anhidro hasta que seque y decanta el producto a una probeta.
Mide el volumen del benzoato de metilo sintetizado y calcula el rendimiento
(densidad del producto: 1.094 g/cm3). Si se requiere, el producto se puede
purificar por destilación al vacío.

o
o
o
o

¿Cuál es el papel del ácido benzoico?
¿Cuál es el papel del metanol?
¿Cuál es el papel del ácido sulfúrico?
¿Qué tipo de mecanismo está involucrado en esta conversión?

Ácido benzoico

Benzoato de metilo

15


MÉXICO
Practica No. 4
ISOMERÍA E-Z. TRANSFORMACIÓN DE ÁCIDO
MALÉICO A FUMÁRICO POR CATÁLISIS ÁCIDA.

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

Ilustrar por medio de la conversión de un diasterómero en otro con mayor
estabilidad el fenómeno estructural de la isomería E-Z en alquenos.

:O:

..
OH
..
..
OH
..

..
H2O:

:O:
anhídrido
maleico

:O:

:O:

:O:

..
HCl:
..
..
H2O:

..
OH
..

..
HO
..
:O:

:O:
ácido
maleico

1 refrigerante Papel filtro
2 matraces Erlenmeyer de 125 mL
1 Embudo de vidrio
1 probeta graduada de 25 mL
1 matraz Kitasato con manguera
1 pipeta graduada de 25 mL
Pinzas de tres dedos con nuez

ácido
fumárico

Espátula
Papel aluminio
Parrilla de calentamiento
Embudo Büchner con empaque
Ácido maleico
Carbón activado
Ácido clorhídrico concentrado
Ácido clorhídrico 1 M

16


Coloca en un matraz de fondo redondo 2.5 g de ácido maléico y disuélvelo en 3
mL de agua caliente (no debe encontrarse a ebullición). A continuación agrega 5
mL de HCl concentrado y perlas de ebullición. Coloca un refrigerante en posición
de reflujo (Figura 1.1, p. 9) y calienta hasta ebullición durante 20 minutos. Los
cristales de ácido fumárico se forman en el seno de la reacción (cuando aparezcan
éstos, vigila con más frecuencia el calentamiento para evitar proyecciones). Una
vez terminado el tempo de reflujo enfría el matraz y filtra los cristales en el embudo
Büchner. Sin secarlos, recristalízalos de agua. Pésalos para calcular rendimiento y
determina su punto de fusión (ácido maleico: 139 °C; ácido fumárico: 287 °C)..

o
o
o
o

¿Cuál es el papel del ácido maleico?
¿Cuál es el papel del ácido fumárico?
¿Cuál es el papel del ácido clorhídrico?
¿Por qué es muy importante disolver al ácido maleico completamente al
inicio del experimento?
o ¿Cuál es la fuerza motríz de esta reacción?

Ácido maleico

Ácido fumárico

17


MÉXICO
Practica No. 5
REACCIÓN DEL HALOFORMO. OBTENCIÓN DE
ÁCIDO BENZOICO.

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

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

O

CH3

CO2H
1) NaOCl
2)HCl

Ácido benzoico

Matraz erlenmeyer de 250 mL
Agitador de vidrio
Parrilla de calentamiento
Embudo Büchner con empaque de hule
Matraz kitasato con manguera
Probeta de 25 mL
Vaso de precipitados de 250 mL
Espátula
Embudo de vidrio de tallo corto
Recipiente para baño maría
Papel filtro

Matraz bola con junta esmerilada de mL
Refrigerante de agua con mangueras
T de destilación
Pinzas de tres dedos con nuez
Solución de hipoclorito de sódio comercial
Acetofenona
Acetona
Ácido clorhídrico 1:1
Bisulfito de sodio
Papel pH 2

18


En un matraz bola con junta esmerilada hembra coloca 80 mL de una solución comercial
de hipoclorito de sodio, agrega 2 mL de acetofenona y agita durante 50 minutos. Pasado
este tiempo monta un equipo de destilación simple (ver Figura 1.2, p.9) y destila el
cloroformo producido. Agrega el bisulfito de sodio necesario para eliminar el hipoclorito de
sodio que no haya reaccionado hasta que desaparezca la coloración verde (de ser
necesario, decolora la solución con carbón activado y filtra). Acidula la solución en
caliente hasta pH = 1 con ácido clorhídrico 1:1 (la acetofenona que no haya reaccionado
se separará en forma de un aceite). Enfría a temperatura ambiente y coloca en baño de
hielo hasta completar la cristalización. Filtre el sólido obtenido y purifícalo por
recristalización simple de agua. Determina el punto de fusión (P. f. normal = 122 °C) y
calcula el rendimiento.

o
o
o
o
o

¿Cuál es el papel de la acetofenona?
¿Cuál es el papel del hipoclorito de sodio?
¿Cuál es el papel del bisulfito de sodio?
¿Por qué es importante remover el cloroformo que se genera por
destilación?

Acetofenona

Ácido benzoico

19


MÉXICO
Practica No. 6
OBTENCIÓN DE BENCILO.

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

Que el estudiante lleve a cabo un proceso de oxidación catalítica para que
comprenda el concepto de “regeneración in situ”.

O

OH
Cu(OAc)2, NH4NO3
AcOH

O

O
bencilo

1 portatermómetros
1 refrigerante
1 matraz Kitasato de 50 mL con
manguera

1 embudo Büchner con empaque de
hule
1 termómetro de –10 a 400 0C
1 espátula
Benzoina
Acetato cúprico
Nitrato de amonio
Ácido acético
Papel filtro

20


En un mataz bola de 50 mL coloca 2.5 g de benzoína,1.25 g de nitrato de amonio,
10 mL de ácido acético glacial y 2.5 mL de una solución de acetato cúprico al 2.5%
(prepara esta solución disolviendo 2.5 g de esta sustancia y afórándola a 100 mL
con una solución de ácido acético al 10% en agua. Agita vigorosamente y decántala
para eliminar las sales básicas de cobre). Adiciona cuerpos de ebullición, adapta un
refrigerante de agua y calienta a reflujo durante 40 minutos. Si la solución de pronto
se torna café, debes agregar una nueva tanda de nitrato de amonio y de la solución
de acteto cúprico). Enfría la mezcla y vierte sobre 25 g de hielo picado con un poco
de agua, agitando continuamente. Separa el sólido formado por filtración al vacío. El
producto crudo (Figura 6.1) se purifica por recristalización de metanol–agua. Deja
secar el producto, determina punto de fusión y calcula el rendimiento.

o
o
o
o
o

¿Cuál es el papel de la benzoina?
¿Cuál es el papel del acetato de cobre (II)?
¿Cuál es el papel del nitrato de amonio?
¿Cuál es el papel del ácido acético?
¿Qué es el precipitado café que puede llegar a formarse

Figura 6.1. Cristales de bencilo.

21


Benzoina

Bencilo

22


MÉXICO
Practica No. 7
OBTENCIÓN DE ÁCIDO BENCÍLICO.

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

Que el estudiante lleve a cabo y conozca las variables involucradas en una reacción
de transposición.

O
1) KOH, EtOH,

HO

OH

2) HCl

O

O
ácido bencílico

1 refrigerante
1 portatermómetro
1 vaso de precipitados 50 mL
1 embudo Büchner con empaque
1 varilla de vidrio
1 espátula
1 parrilla de calentamiento con

1 barra de agitación magnética
Bencilo
Hidróxido de potasio
Etanol
Acetona
Papel filtro

23


En un matraz bola de 50 mL disuelve 2.5 g de bencilo (práctica anterior) en 7.5 mL
de etanol. Coloca dentro del matraz una barra magnética magnético y adiciona, con
la ayuda de un embudo, 2.5 g de hidróxido de potasio disueltos en 5 mL de agua.
Adapta un refrigerante de agua en posición de reflujo (ver Figura 1.1, p. 9) y calienta
durante 30 min. Al término de este tiempo remueve el etanol producido se mediante
destilación simple (ver Figura 1.2, p.9). Transfiere el residuo a un vaso de
precipitados de 50 mL y adiciona 10 mL de agua caliente, agita hasta disolver el
máximo posible de materia y filtra al vacío. Enfría el filtrado en un baño de hielo y
acidula con ácido clorhídrico concentrado hasta pH 2. Aísla el producto crudo por
filtración y lava con agua helada. El producto crudo se purifica recristalizándolo de
agua. Determina punto de fusión y rendimiento.

o
o
o
o
o
o
o

Mecanismo de la reacción
¿Cuál es el papel del bencilo?
¿Cuál es el papel del hidróxido de potasio?
¿Por qué es necesaria la adición de etanol como disolvente en esta reacción?
¿Por qué es necesaria la remoción del etanol?
¿Por qué es necesario llevar a cabo la filtración antes de la acidulación para
obtener al producto?

Bencilo

Ácido bencílico

24


MÉXICO
Practica No. 8
CONDENSACIÓN ALDÓLICA CRUZADA.
OBTENCIÓN DE DIBENZALACETONA
(DIBENCILIDENACETONA)

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

a) Que el alumno revise la condensación aldólica
b) Que el alumno efectúe una condensación entre un aldehído aromático y una cetona
alifática, en presencia de una base
c) Que el alumno obtenga la dibenzalacetona a partir del benzaldehído y la acetona

O
2

O
O
H

+

NaOH, EtOH,
H2O

dibenzalacetona

1 parrila de calentamiento con
1 vaso de preciptados de 50 mL
1 embudo Bïchner con empaque
1 espátula

1 soporte unuiversal
1 pinza de tres dedos con nuez
1 barra de agitación magnética
Benzaldehido
Hidróxido de sodio
Etanol
Acetona
Papel filtro

25


Coloca en un matraz Erlenmeyer de 125 mL 2.25 g de hidróxido de sodio, 25 mL de
agua y 20 mL de etanol. Enseguida agrega, poco a poco y con agitación, 3 mL de
benzaldehído y 1 mL de acetona. Agita la mezcla de reacción durante 15 minutos
manteniendo la temperatura de la reacción entre 20 y 25 °C, enfriando exteriormente
de ser necesario. Filtra el precipitado, lava con agua fría hasta que las aguas de
lavado tengan un pH = 7, seca y purifica el producto mediante recristalización de
etanol (si el producto toma una coloración rojiza, es que aún el pH es básico;
neutraliza con un poco de HCl diluido).

Figura 8.1. Dibenzalacetona cruda (sin recristalizar).

o
o
o
o
o
o
o

Mecanismo de la reacción
¿Cuál es el papel de la acetona?
¿Cuál es el papel del benzaldehido
¿Cuál es el papel del hidróxido de potasio?
¿Por qué es necesaria la adición de etanol como disolvente en esta reacción?
¿Por qué se adiciona primero el benzaldehído y después la acetona?

26


Benzaldehido

Acetona

Dibenzalacetona

27

Benzaldehido


MÉXICO
Practica No.9
REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN DE ALDEHIDOS
Y CETONAS.

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

Identificar y distinguir cualitativamente la presencia de un grupo carbonilo de
aldehído y cetonas en una sustancia orgánica por medio de reacciones
características.

8 tubos de ensayo
1 gradilla
1 baño maría
1 embudo de vidrio
1 pipeta de 10 ml graduada
1 embudo buchner con empaque de
hule
1 matraz kitazato de 50 ml
1 pinza para tubo de ensayo
1 termómetro de –10 a 400 0c
0.4 g de 2,4-dinitrofenilhidrazina
20 mL de etanol
1 g de hidróxido de sodio
5 mL de ácido nítrico concentrado
4 mL de reactivo de Benedict
2 mL de reactivo de Fehling





4 mL de acetona destilada
4 mL de ciclohexanona destilada
4 mL de butanona destilada
2 mL de ácido sulfúrico concentrado
2 mL de solución de nitrato de plata al
5%
2 mL de hidróxido de amonio al 5%
15 mL de solución de yodo - yoduro de
potasio
3 mL de benzaldehído
3 mL de propionaldehído
3 mL de acetaldehído
3 g de benzofenona
2 g de bencilo
2 g de glucosa
2 g de sacarosa

Es importante que antes de llevar a cabo cada prueba, los tubos y el
material estén limpios
Tener cuidado de no contaminar los reactivos al usarlos
Usar las cantidades de reactivos y problemas especificados en cada
prueba pues un exceso lleva a interpretaciones falsas

28


a) Formación de 2,4-dinitrofenilhidrazonas. Reacción general tanto para
aldehídos como para cetonas

O
R

+

H2N

H
N

NO2

R'

H2SO4, EtOH

N

H
N

NO2

- H2 O

R

NO2

R'

NO2

2,4-dinitrofenilhidrazona

PREPARACIÓN DEL REACTIVO DE 2,4 DINITROFENILHIDRAZINA.
En un matraz de 50 mL coloca 0.4 g de 2,4-dinitrofenilhidrazina y 2 mL de ácido
sulfúrico concentrado. Adiciona lentamente (gota a gota) CON PRECAUCIÓN 3 mL
de agua hasta disolución y agrega 12 mL de etanol agitando cuidadosamente hasta
llegar a una solución homogénea.
REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN.
Disuelve 0.2 g (6 mL) de la muestra en 2 mL de etanol y adiciona 2 mL de la solución
anterior, calienta en baño de agua durante 5 minutos, deja enfriar y e induce la
cristalización. La aparición de un precipitado indica una prueba positiva y la
presencia de un grupo carbonilo de aldehído o cetona. El precipitado se filtra y
puede recristalizarse de etanol o etanol-agua (Figura 9.1).

Figura
9.1.
Apariencia
de
las
dinitrofenilhidrazonas de aldehídos y cetonas.

2,4-

2,4-dinitrofenilhidrazina

29


b) Ensayo con ácido crómico. Reacción
hidroxicetonas y negativa para cetonas.

O

3
R

+ CrO3 + 3 H2SO4

O

3

H

R

positiva

con

aldehídos

o

+ Cr2(SO4)3 + H2O
OH

Ácido carboxílico
(producto de
oxidación)

PREPARACIÓN DEL REACTIVO.
Disuelve 1 g de anhídrido crómico en 1 mL de ácido sulfúrico concentrado y diluye
con 3 mL de agua (CUIDADO: la reacción es exotérmica; puede haber
proyecciones).
REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN.
Disuelve una gota o 10 mg de aldehído en 1 mL de acetona pura, añade varias
gotas del reactivo de ácido crómico. Un resultado positivo viene indicado por la
formación de un precipitado verde o azul de sales crómicas (CrIII, Figura 9.2).
Con los aldehídos alifáticos, la solución se vuelve turbia en 5 segundos, y
aparece un precipitado verde oscuro en unos 30 segundos. Los aldehídos
aromáticos requieren por lo general de unos 30 a 90 segundos para la formación del
precipitado.

Figura 9.2. La oxidación de aldehídos y cetonas con
reactivo de Jones (CrVI en medio ácido) genera sales de
sulfato de cromo(III), de color entre azul y verde (izquierda).

30


Ácido dicrómico

Ácido crómico

c) Prueba de Tollens para identificación de aldehídos. Reacción positiva para
aldehídos y negativa para cetonas. Se efectúa solamente en caso de obtener
una prueba positiva con ácido crómico para evitar pruebas positivas falsas.

AgNO3 + NaOH
2 AgOH + 5 NH4OH

AgOH + NaNO3
2 Ag(NH3)2OH + H2O

O
R

O
H

+ 2 Ag(NH3)2OH

R

OH

+

Ag

+ H2O + 2 NH3

Formación
del espejo
de plata

PREPARACIÓN DEL REACTIVO.
En un tubo de ensayo limpio coloca 2 mL de la solución de nitrato de plata, de una a
dos gotas de sosa al 10% y, gota a gota y con agitación, una solución de NH 4OH
justo hasta el punto en el que se disuelva el óxido de plata que precipitó, evitando
cualquier exceso. Este reactivo debe usarse recién preparado.
REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN DE ALDEHIDOS.
Al reactivo recién preparado agrega 0.1 g (o 2 gotas) del problema, agita y calienta
en baño de agua brevemente o sobre la flama de un mechero muy cuidadosamente.
La aparición de un espejo de plata indica prueba positiva (Figura 9.3). Una vez
terminada la prueba, el tubo de ensayo se deberá limpiar con ácido nítrico.

31


Figura 9.3. Espejo de plata obtenido en la prueba de
Tollens..

Complejo catiónico monovalente
diaminoplata(I), agente oxidante
activo del reactivo de Tollens

d) Prueba del yodoformo. Reacción positiva para acetaldehído, metilcetonas y
alcoholes precursores del tipo estructural R-CH(OH)-CH3.
O
R

O
CH3

+ 3 I2 + 3 NaOH

R

O
R

CI3

+ 3 NaI + 3 H2O

O
CI3

+ NaOH

+
R

ONa

CHI3
yodoformo

PREPARACIÓN DEL REACTIVO Y REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN.
En un tubo de ensayo coloca 0.1 g (o de 2 a 3 gotas) del problema, agrega 2 mL de
agua y, si el problema no es soluble en ella, agrega 3 mL de etanol. Agrega 1 mL de
sosa al 10% y después, gota a gota y agitando, una solución de yodo - yoduro de
potasio justo hasta que el color café del yodo persista. La mezcla se calienta en
baño de agua durante 2 minutos. Si durante éste tiempo el color café desaparece, se
agregan unas gotas más de la solución de yodo - yoduro de potasio, hasta que el
color no desaparezca después de dos minutos de calentamiento. La solución se
decolora agregando de 3 a 4 gotas de sosa al 10%, se diluye con agua hasta casi
llenar el tubo, se deja reposar enfriando y se separa el yodoformo (Figura 9.4) por

32


filtración. Determina punto de fusión del yodoformo (119
interpretaciones erróneas.

0

C) para evitar

Figura 9.4. Yodoformo precipitado.

Yodoformo

e) Pruebas de Fehling y Benedict para identificar azúcares reductores.
Estas dos pruebas dan positivas para -hidroxialdehídos, -hidroxicetonas, cetoaldehídos y para azúcares reductores.

O
R

O

+ 2 Cu2+ + 5 HO-

+

H

R

O

Cu2O

+ 3 H2O

precipitado
rojo

REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN DE FEHLING.
Coloca en un tubo de ensayo 1 mL de la solución A y 1 mL de la solución B. Agrega
3 gotas de solución del compuesto al 2% o una punta de espátula de éste y calienta
a ebullición. La formación de un precipitado rojo y la decoloración de la solución
indica prueba positiva (Figura 9.5).
REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN DE BENEDICT.
Coloca en un tubo de ensayo 1 mL de solución de Benedict y 3 gotas de solución del
compuesto al 2% o una punta de espátula de éste. Calienta a ebullición y deja
enfríar a temperatura ambiente. Un precipitado cuya coloración varía desde amarillo
hasta rojo, con decoloración de la solución, indica prueba positiva (Figura 9.5).

33


Figura 9.5. A la izquierda, prueba negativa para
azúcares reductores. A la derecha, prueba
positiva. En ambos casos (Fehling y Benedict)
los cambios de coloración son similares.

o
o

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

Complejo aniónico divalente negativo de ditartratocuprato(II), agente oxidante
activo en la prueba de Benedict

34


MÉXICO
Practica No.10
REACCIÓN DE KOLDE-SCHMIDT. OBTENCIÓN DE
ÁCIDO 2-4.DIHIDROXIBENZOICO

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

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

OH

OH
CO2H

1) NaHCO3, H2O

HO

2) H3O

+

HO
Ácido 2,4-dihidroxibenzoico

1 matraz bola de una boca de 50 mL
1 refrigerante de agua con mangueras
1 probeta graduada de 25 mL
1 Pipeta de 5 mL
1 embudo Büchner con empaque y
manguera

1 agitador de vidrio
1 espátula
1 vidrio de reloj
Resorcinol
Bicarbonato de sodio
Papel filtro

35


Calienta a reflujo en un matraz bola de 50 mL una mezcla de 2 g de resorcinol, 5 g de
bicarbonato de sodio y 15 mL de agua durante una hora. Enfría la mezcla de reacción a
temperatura ambiente y viértela en un vaso de precipitados de 250 mL con 30 mL de agua
fría. Agrega entonces gota a gota y con agitación ácido clorhídrico concentrado hasta pH = 1
(NO DISMINUYAS MÁS EL pH). Enfríe en baño de hielo hasta que cristalice el ácido 2,4dihidroxibenzoico obtenido. Si no ocurre esto, evapora en una parrilla hasta dejar un
volumen de unos cuatos mililitros y, a continuación, enfría con hielo hasta obtener los
cristales del producto. Filtra al vacío y purifica mediante recristalización simple usando agua.
Determina el punto de descomposición (208-211 °C) y el rendimiento.

o
o
o
o

¿Cuál es el papel del resorcinol?
¿Cuál es el papel del bicarbonato de sodio?
¿Cuál es el papel del ácido clorhídrico concentrado?
¿Por qué razón no debe disminuirse el pH por debajo de 1 para poder obtener el
producto?

36


MÉXICO
Practica No.11
OBTENCIÓN DE ÁCIDO PÍCRICO

Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo

Tomar en cuenta las precauciones que el tipo de reacción demanda al llevar a cabo
una sustitución electrofílica aromática en un anillo bencénico con un sustituyente
activante (director orto y para).

OH

OH
O2 N

NO2

HNO3
H2SO4

NO2
Ácido pícrico

1 vaso de precipitados 150 mL
1 probeta de 25 mL
1 embudo Buchner con empaque de
hule
1 pipeta de 10mL
1 embudo de vidrio

1 vidrio de reloj
1 recipiente de peltre
1 matraz kitasato con manguera
Fenol

37


En un matraz Erlenmeyer de 125 mL coloca 0.5 g. de fenol y adiciona 4 mL de ácido
sulfúrico concentrado gota a gota, enfriando con hielo exteriormente. Agita a
continuación durante 5 minutos. En otro matraz pequeño prepara una mezcla
sulfonítrica adicionando 4 mL de ácido sulfúrico concentrado a 4 mL de ácido nítrico
concentrado enfriando exteriormente, de nueva cuenta gota a gota y enfriando
exteriormente con hielo. Añade la mezcla sulfonítrica gota a gota y con agitación a la
mezcla de fenol-ácido sulfúrico, calienta la mezcla de reacción a baño maría durante
5 minutos y agita suavemente. Deja enfriar a temperatura ambiente, vacía el
contenido del matraz en un vaso de precipitados que contenga unos cuantos
cristales de hielo y agita con una varilla de vidrio. Separa por filtración al vacío el
sólido obtenido (Figura 11.1), lávalo con 5 mL de agua fría y recristalízalo con agua.
Calcula el rendimiento y determina el punto de fusión (P. f. = 122 °C).

Figura 11.1. Suspensión de ácido pícrico.

Ácido pícrico

o
o
o

¿Cuál es el papel del fenol?
¿Cuál es el papel del ácido nítrico?
¿Cuál es el papel del ácido sulfúrico?

38

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