Sintesis De 2,4 Dinitrobenceno

OBJETIVO

Estudiar los cambios en la reactividad del anillo aromático en una reacción de sustitución electrofílica aromática por efecto de la presencia de un grupo desactivador.

REACCIÓN GENERAL:

INTRODUCCION

Un grupo desactivante es aquel cuya presencia disminuye la reactividad, la velocidad de reacción, del anillo aromático frente a la sustitución electrófila aromática respecto a cuándo ese grupo está ausente. Por tanto la introducción de un grupo desactivante en un compuesto aromático no sustituido hará más difícil, condiciones más agresivas, una segunda sustitución.

Esta disminución de la velocidad de reacción se debe a que estos grupos desestabilizan el intermedio catiónico. Esto es así debido a que son grupos que retiran densidad electrónica del sistema aromático, ya sea por efecto inductivo o por efecto resonante. Esto supone que la barrera o energía de activación de la primera etapa se eleve, y por tanto disminuya la reactividad.

Ácido benzoico, ejemplo de anillo muy desactivado.

Otros ejemplos de compuestos fuertemente desactivados son el nitrobenceno, el benzaldehído o el (trifluorometil)-benceno (Ph-CF3).

Los halobencenos, (Ph-X donde X = F, Cl, Br o I), dada la electronegatividad de los halógenos, están ligeramente desactivados por efecto inductivo.

Activantes fuertes Desactivantes fuertes

-NH2, -NHR, -NR2

-NHCOR, -OCOR

-OH, -OR -NO2, -CF3, -N+R3

-COOH, -COOR, -COR

-SO3H, -CN

Activantes débiles Desactivantes débiles

-Alquilo,-Arilo -halógeno

PROCEDIMIENTO

Se añaden 3 ml de ácido sulfúrico concentrado en un matraz pera de dos bocas. Se sumerge el matraz en un baño de hielo y se coloca en una de las bocas, el adaptador para termómetro con termómetro.

Se conecta el embudo de separación al matraz, conteniendo 3 ml de ácido nítrico concentrado y se empieza adicionar lentamente al ácido sulfúrico con agitación suave. Se mantiene la temperatura de la mezcla por debajo de los 20°C.

Se desconecta el embudo de separación del matraz, se vierten dentro de él 0.6 ml de Clorobenceno, se vuelve a conectar al matraz y se empiezan a añadir lentamente y con agitación suave a la mezcla sulfonítrica. Se mantiene la temperatura de la mezcla por debajo de los 30°C.

Al finalizar la adición del Clorobenceno, se retira el embudo de separación del matraz pera, se coloca en su lugar un condensador a reflujo y se inicia el calentamiento a baño María a una temperatura entre 50-60°C durante 30 min. Para asegurar una buena homogenización, se agita vigorosamente la mezcla de reacción.

Una vez transcurrido el tiempo de calentamiento, se deja enfriar la mezcla de reacción a temperatura ambiente.

Se vierte el contenido del matraz en un vaso de precipitados que contenga 20 g de hielo picado. Se agita la mezcla hasta fundir todo el hielo y se deja reposar para que precipite el producto.

Se filtra el producto y se lava con abundante agua helada.

El compuesto obtenido se cristaliza con etanol al 95 %.

Se pesa para calcular el rendimiento obtenido.

Se determina el punto de fusión del 2,4-dinitroclorobenceno sintetizado.

OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES

El ácido sulfúrico al contacto con el ácido nítrico toma un color café, al agregarse el Clorobenceno la solución tomo un color café amarillento. Después del reflujo el producto se mezcló con hielo y se formó un precipitado color amarillo pálido. Al recristalizarse y filtrarse e formaron cristales color blanco con un ligero color amarillo.

Al final se obtuvieron 0.0423 g de producto (2,4- dinitroclorobenceno)

Rendimiento:

(0.6 mL)(1.11g/mL) = 0.666 g de Clorobenceno (0.666 g)/(112.56 g/mol)=0.00591 moles de clorobenceno

(0.0423 g)/(202.6 g/mol)=0.000208

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