2,4-Dinitrofenilhidracina

2,4-Dinitrofenilhidracina

Objetivos.

Ilustrar en el laboratorio una reacción vía sustitución nucleofílica aromática utilizando el intermediario 2,4-dinitroclorobenceno, observar el efecto de los sustituyentes electro atrayentes en posiciones orto y para en la sustitución nucleofílica aromática.

Introducción.

Los reactivos nucleófilos pueden reaccionar con los halogenuros, dando por resultado un producto en el que el reactivo nucleofílico ha desplazado al halógeno. La reacción general para el desplazamiento del halógeno es la siguiente:

Donde Y: es el reactivo nucleofílico (Y: (-) también puede ser un reactivo nucleofílico constituido por una molécula con carga negativa).

Las reacciones de sustitución se pueden clasificar en dos categorías principales que difieren principalmente en el número de reactivos que intervienen en el paso más lento (el paso que determina la velocidad) de la secuencia de reacciones:

• Mecanismo SN2, mecanismo concertado, en el cual la formación del nuevo enlace y la ruptura del original ocurren simultáneamente. En la formación del complejo activado intervienen dos moléculas.

• Mecanismo SN1, las reacciones de sustitución cuyas velocidades de formación del complejo activado dependen de la concentración de una sustancia, se clasifican como sustituciones nucleofílica unimoleculares.

Algunas generalidades de las reacciones de sustitución nucleofílica aromática son:

• Los grupos atractores de electrones activan el anillo aromático con respecto a las reacciones de sustitución nucleofílica, lo cual contrasta el efecto activador de los grupos donadores de electrones en la sustitución electrofílica aromática.

• La presencia de grupos voluminosos unidos al átomo de carbono que sufre el ataque tiende a impedir la reacción.

• La sustitución en el carbono que contenga un halógeno con sustituyentes voluminosos disminuye la velocidad de reacción SN2 y aumenta la velocidad en una SN1.

En el presente informe de actividades experimentales se registran los resultados al llevar a cabo una sustitución nucleofílica aromática, donde uno de los sustituyentes es un halógeno, y tiene dos sustituyentes nitro en posiciones orto y para, por ello se muestran las siguientes características específicas para este tipo de reacción, obtenidas de la literatura:

Los halogenuros aromáticos, a menos de que se encuentren activados, sufren sustitución solo en condiciones de reacción drástica, las razones por las que los haluros de arilo ordinarios tienen una reactividad tan inesperadamente baja son, entre ellos, el carácter de doble enlace parcial del C-X debido a la resonancia, conduce a un enlace más fuerte, y que cualquier formación de un estado de transición involucra la destrucción parcial del sistema aromático.

Método.

En un matraz Erlenmeyer de 125mL se disolvió 0.5g de 2,4-dinitroclorobenceno en 1.7mL de dietilenglicol, en seguida se calentó por aproximadamente 1min en un baño María. Posteriormente se enfrió en un baño de hielo, revisando que la temperatura se mantuviera entre 15ºC y 20ºC, mientras se agregó poco a poco y manteniendo agitación constante, 0.7mL de hidrato de hidracina, con un tiempo de adición de 16min aproximadamente. Luego se calentó la mezcla de reacción por 15min en baño María, entonces se agregaron 3mL de etanol y se calentó por 15 min más. Finalmente se enfrió a temperatura ambiente, se filtró al vacío, lavando con metanol frío y se determinó punto de fusión mixto.

Resultados.

Al final del calentamiento en baño María, se hizo una prueba de cromatografía en capa fina del producto contra la materia prima, 2,4-dinitroclorobenceno, y con una muestra del producto del equipo 3-C, utilizando acetato

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