Reacciones Orto Y Para

OBJETIVOS:

Ilustrar la sustitución electrofilia aromática en un anillo que posee un grupo activador.

Comprobar el efecto orientador del grupo activador, en el anillo aromático.

Identificar los productos de la reacción.

INTRODUCCION:

Las posiciones orto y para del anillo aromático son activadas mediante el grupo oxidrilo de la molécula del fenol, por tanto una nitración del fenol con ácido nítrico produce fácilmente una mezcla orto y para nitro fenoles con buen rendimiento. Mas sin embargo utilizar un agente nitrante en esta ocasión no es recomendable debido al producto que sería resultante:2,4,6-TRINITROFENOL (Ac. Pícrico).

Además que su molécula es de fácil oxidación, que se forman compuestos alquitranados, al final produciría una mezcla colorida.

Por tanto para ejemplificar un efecto de alquilación intramolecular, que influye en las propiedades físicas de compuestos, se hará una destilación de arrastre de vapor, para separar el ortonitrofenol del isómero para.

La separación de los 2 isomeros es fácil de realizar con este procedimiento, ya que el isómero orto forma un puente de hidrogeno intramolecular, debido a la posición orto del nitro, con respecto al grupo oxidrilo, esto impide que este se pueda asociar con otra molécula; este hecho permite separar el isómero orto de la mezcla de la reacción, todo esto gracias a la destilación por arrastre de vapor. En el p-nitrofenol los sustituyentes nos dan las posiciones, pero solo permiten una asociación del tipo intermolecular entre la misma molécula, y entre ella y moléculas de agua, provocando el aumento del peso molecular real del complejo asociado, al aumentar el peso, la presión de vapor disminuye a temperaturas próximas a los 100 grados C.

La constante de acidez de los ácidos débiles como lo son los alcoholes alifáticos es menor que la del agua. Sin embargo las soluciones acuosas de fenol son acidas al papel tornasol, la explicación a esto puede constituirse debido a lo siguiente: la carga negativa que puede estar parcialmente des localizada dentro del anillo aromático, dejando al protón libre, el efecto inductivo del anillo aromático puede presentar menor importancia debido a la mayor electronegatividad de los átomos de carbono con hibridación SP2, comparados con los SP3, cuando existen más sustituyentes en el anillo aromático, la acidez del fenol puede alterarse y con esto, los sustituyentes electro atractores aumentan la acidez, y los donadores de electrones la disminuyen.

PROPIEDADES FISICAS:

Ortonitrofenol:

P.M.= 139.11

P.f.= 44-45 grados

P.eb.= 214-216 grados

Densidad= 1.495

Solubilidad= poco soluble en agua fría, soluble en agua caliente, alcohol, benceno, éter, disulfuro de C.

Paranitrofenol:

PM= 139.11

PF= 113-114 GRADOS

Solubilidad=soluble en agua, alcohol, cloroformo y éter.

Ácido Pírico:

PM= 229.11

PF= 122-123 grados

Solubilidad= Soluble en agua y éter, se debe colocar en un lugar frio y lejos del fuego: Explosivo al calentarse o al golpearlo, para evitar esto se le agrega 10-20% de agua.

REACCION

A. Preparación de o-p-nitrofenoles.

+

B. Preparación de ácido pírico.

MECANISMOS DE LAS REACCIONES:

El ácido nítrico presenta una constante de auto protolisis como se ve en el siguiente equilibrio:

HNO3 + HNO3 H2O + NO2 + NO3

Al diluir el ácido nítrico, el equilibrio se ve desplazado hacia los reactivos produciendo una concentración baja de iones nitroneo; por esta razón se le usa así para la nitración suave del fenol. El ion nitroneo se introduce al anillo aromático mediante una reacción de sustitución elctrofílica aromática, produciendo una mezcla de orto y paranitrofenoles debido, al efecto orientador

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