Practica 6

DISUSTITUCION 3. EFECTOS DIRECTORES DE LOS SUSTITUYENTES

USO DE GRUPOS PROTECTORES

PRÁCTICA 7

OBTENCIÓN DE p-NITROANILINA

OBJETIVO

  Determinar la influencia en la reactividad y regioselectividad, de los sustituyentes del anillo aromático para una posterior sustitución.

  Ilustrar la utilidad que presenta en síntesis orgánica el uso de grupos protectores.

REACCIÓN GENERAL

INTRODUCCIÓN

La anilina no se puede nitrar de forma directa por lo que en esta práctica se procederá en primer lugar a la protección del grupo amino, seguidamente se realizará la reacción de nitración y finalmente se eliminará el grupo protector, con lo que obtendremos el producto deseado.

Las aminas son sustancias orgánicas que se caracterizan por contener el grupo amino

Estas sustancias se clasifican en función de los hidrógenos sustituidos que tengan, siendo primarias aquellas que tengan un solo hidrógeno sustituido, secundarias las que tengan dos y terciarias tres. Estos sustituyentes pueden ser tanto de naturaleza alifática como aromática.

Un gran número de compuestos médica y biológicamente importantes son aminas. Algunos ejemplos pueden ser la adrenalina, las anfetaminas, quinina, histamina, nicotina. Muchos de estos compuestos ejercen poderosos efectos fisiológicos y psicológicos. La serotonina, por ejemplo, es un compuesto muy interesante, ya que, al parecer, mantiene estables los procesos mentales. Otro uso industrial importante de las aminas es en la industria del nylon, donde uno de sus componentes es hexametilendiamina. Diversas aminas aromáticas se emplean para preparar tintes orgánicos de gran aplicación en la sociedad industrial.

FUNDAMENTO TEÓRICO

~ Síntesis. Método de protección del grupo amino: Teóricamente, si nitráramos directamente la anilina hubiésemos obtenido una mezcla de isómeros orto y para, donde el mayoritario sería el isómero para:

~ Se trata de una reacción de sustitución aromática electrofílica: La razón es que el grupo amino es activante y ortoparadirigente. Se debe a que el par de electrones sin compartir del nitrógeno está conjugado con el anillo de benceno y cede electrones por resonancia.

~ Desprotección del grupo amino. Para recuperar el grupo amino que teníamos de partida, basta con adicionar agua en medio ácido, es decir, una hidrólisis ácida. Se trata de una reacción de sustitución nucleofílica acílica.

~ 4. Recristalización. Se trata de un método de purificación que se basa en el hecho de que la mayoría de los sólidos son más solubles en caliente que en frío.

~ 5. Decoloración. Tratamiento con carbón activo

PROCEDIMIENTO

Protección del grupo amino: Síntesis de acetanilida a partir de anilina

1. En un matraz de fondo redondo se vierten 2.0 mL de anilina, 3.5 mL de ácido acético glacial y 3.5 mL de anhídrido acético

2. Se adapta al matraz un refrigerante para reflujo y la solución se calienta en baño María (50°C) durante 30 minutos.

3. Transcurrido este tiempo, se deja enfriar el matraz a temperatura ambiente, y se vierte el producto en un vaso que contenga 25 g de hielo o agua fría.

4. Se agita bien la mezcla y se recolectan los cristales de acetanilida por filtración.

Síntesis de la p-Nitroacetanilida

1. En un matraz Erlenmeyer coloque los cristales obtenidos de acetanilida, sumerja el matraz en un baño de agua con hielo,

2. Adicione, lentamente 5.7 ml de H2SO4 concentrado cuidando que la temperatura no pase de 20ºC, la mezcla comenzará a calentarse y aclararse,

3. Una vez disuelta la acetanilida baje la temperatura a 5ºC,

4. Adicione gota a gota, muy lentamente y con agitación constante, 2.0 ml de HNO3, cuide que la temperatura no rebase los 15°C,

5. Una vez que se ha agregado todo el ácido, la mezcla de reacción se retira del baño de hielo y se deja a temperatura ambiente ( 20ºC) con agitación suave por 30-40 min,

6. Vierta la mezcla de reacción sobre 25 g de hielo para favorecer la precipitación,

7. Filtre y lave repetidamente los cristales con agua fría hasta eliminar todo el ácido.

Hidrólisis de la p-Nitroacetanilida.

1. Los cristales obtenidos en la parte anterior se colocan en un matraz balón.

2. Se adicionan 10 ml de etanol y una solución de 1.5 g de NaOH en 4 ml de agua.

3. Se adapta el condensador en posición de reflujo y se calienta en baño María (temperatura 30-40ºC) durante 30-40 min.

4. La mezcla de reacción, se vierte en un vaso de precipitados que contenga 10-15 g de hielo y se introduce en baño de hielo para favorecer la cristalización.

5. Se filtra y se lava con agua helada.

6. Se recristaliza con una mezcla de etanol:agua 1:1.

7. Se secan los cristales y se determina el punto de fusión.

8. Compruebe la eficiencia de su síntesis, identificando la pureza su producto por cromatografía en capa delgada.

Análisis por cromatografía de capa delgada de la p-nitroanilina

1. Se preparan de manera individual 2 ml de soluciones al 0.5 % en etanol, del compuesto sintetizado, y de los estándares de o-nitroanilina y p-nitroanilina.

2. Sobre la placa cromatografica,

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