Sintesis Bromuro N-butilo

EXPERIMENTO ALTERNO

OBTENCIÓN DE BROMURO DE N-BUTILO

DERIVADOS HALOGENADOS.

OBJETIVO

a) Ejemplificar una reacción de sustitución nucleofílica alifática de segundo

orden ( SN2).

b) Obtener un halogenuro de alquilo a partir de un alcohol primario

empleando ácido sulfúrico y bromuro de sodio.

c) Identificar el halogenuro obtenido a través de reacciones sencillas.

REACCIÓN

bromuro n-butanol de n-butilo

OH + NaBr + H2SO4 Br + NaHSO4 + H2O

p.eb.= 117-8 oC p. eb.= 101-3 oC

MATERIAL

Matraz pera de dos bocas 1 Embudo de separación 1

Columna Vigreaux 1 Tapón esmerilado p/Quickfit 1

"T" de destilación 1 Tubos de ensayo 9

Termómetro 1 Espátula 1

Porta termómetro 1 Pipeta graduada de 10 mL 1

Refrigerante c/mangueras 1 Vaso de precipitados 250 mL 1

"T" de vacío 1 Matraz Erlenmeyer 50 mL 1

Colector 1 Vidrio de reloj 1

Tela de alambre 1 Recipiente de peltre 1

Anillo metálico 1 Probeta de 25 mL 1

Mechero c/manguera 1 Pinzas d/tres dedos c/nuez 2

Matraz Erlenmeyer de 250 mL c/tapón horadado y tubo de vidrio. 1

SUSTANCIAS

Sulfato de sodio anh. 10 g Bromuro de sodio 9.4 g

Acido sulfúrico conc. 7 mL n-butanol 7.5 mL

Etanol absoluto 3 mL Carbonato de sodio 10% 3.0 mL

Ácido nítrico conc. 3 mL Nitrato de plata 0.5 mL

Agua de bromo 1 mL

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INFORMACIÓN

Los halogenuros de alquilo son todos los compuestos de fórmula general R-X,

donde R es un grupo alquilo y -X es un halógeno.

Una técnica para obtener los halogenuros de alquilo es a partir de

alcoholes primarios y secundarios. Entre los reactivos utilizados para realizar esta

transformación se encuentran: el cloruro de tionilo o halogenuro de fósforo;

también se puede realizar calentando el alcohol con ácido clorhídrico concentrado

y cloruro de zinc anhídro, o bien usando ácido sulfúrico concentrado y bromuro de

sodio.

La reacción entre un halogenuro de alquilo primario y un nucleófilo para dar

el producto de sustitución sigue una cinética de segundo orden (SN2), es decir, su

velocidad depende de ambos reactivos:

RCH2X + Nu- RCH2Nu + X-

Velocidad = k[RCH2Br][Nu-]

La forma más simple de explicar este concepto, es suponer que para que

se lleve a cabo la reacción es necesario una colisión entre el nucleófilo y una

molécula de halogenuro de alquilo. El átomo de carbono del halogenuro es

electrofílico debido a que está unido al átomo de halógeno. La densidad

electrónica es atraída por el halógeno, dejando el átomo de carbono con una

carga parcial positiva de tal forma que pueda ser atacado por un nucleófilo:

C

H

H

Nu R X - d

+

d

−

En el mecanismo SN2 el nucleófilo entra por el lado de atrás del sustrato lo

más alejado posible del grupo saliente (180°) lo que trae como consecuencia que

la reacción sea muy sensible al impedimento estérico. Cuando los sustituyentes

sobre el carbono son muy voluminosos el nucleófilo no se puede acercar y la

reacción se hace más difícil. La reacción es un proceso concertado en una sola

etapa, sin intermediarios. Hay un estado de transición donde el enlace con el

nucleófilo está parcialmente formado y el del grupo saliente esta parcialmente

destruido. En este estado de transición el carbono se aplana hasta que quedan los

sustituyentes en un mismo plano (carbono trigonal plano). En caso de que el

carbono que sufre la sustitución sea quiral (con cuatro sustituyentes diferentes) su

configuración es invertida, como se observa en el esquema.

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MECANISMO DE REACCION

C X

H

HR

Nu- d

+

d

−

C

H

R

H

Nu X

++

Enlace parcialmente

formado

Enalce parcialmente

destruido

Nucleófilo

Carbono

...