P- Nitroanilina Previo PDF

Preview

Summary

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN GRUPO: 1201 EQUIPO: INTEGRANTES: Gonzalez Anthor Fernanda Mercado Chavez Daniel Solis Dominguez Luz Cassandra“P-NITROANILINA”OBJETIVOSEfectuar una reacción de nitración en el anillo de una amina aromática protegida co...

Description

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN GRUPO: 1201 EQUIPO:6 INTEGRANTES: Gonzalez Anthor Fernanda Mercado Chavez Daniel Solis Dominguez Luz Cassandra

“P-NITROANILINA”

OBJETIVOS Efectuar una reacción de nitración en el anillo de una amina aromática protegida como acetil derivado y eliminar la protección por hidrólisis alcalina.

QUÍMICA ORGÁNICA II

1.- Condiciones experimentales para nitrar una amina aromática y diferentes agentes nitrantes. La preparación de la p-nitroanilina no puede llevarse a cabo por reacción de nitración directa de anilina (Sustitución Electrofílica Aromática), debido a que la gran reactividad de la anilina determina la formación de diversos productos de oxidación y de sustitución en posiciones diferentes a la deseada. Estos problemas se evitan modificando la naturaleza del sustituyente del anillo aromático. Así la transformación del grupo amino en un grupo acetamino, realizada mediante una reacción de n-acilación (una reacción de protección del grupo amino), conduce a la acetanilida (menos reactiva que la anilina aun cuando también cuando es un sustrato aromático activado frente a una reacción de S.E.A), la cual, por nitración origina un buen rendimiento, el producto de sustitución en la posición deseada: pnitroacetanilida. La desprotección del grupo amino (es decir, la transformación del grupo acetamido en grupo amino) se lleva a cabo por hidrólisis en medio ácido conduciendo finalmente a la p-nitroanilina. Otros agentes nitrantes incluyen el tetrafluoroborato de nitronio, que es una sal de nitronio auténtica y la fluorenona.

2.- Efecto del grupo acetamido en la reactividad y orientación del anillo aromático. Para esto la resonancia de la amida del grupo N-acetilo compite con la deslocalización del par solitario de electrones del nitrógeno hacia el anillo. El grupo acetamido es activador hacia la S.E.A, y orientador –orto, -para. Después de que el grupo protector N-acetilo ha finalizado su función, es necesario eliminarlo por hidrólisis, para restaurar el grupo.

QUÍMICA ORGÁNICA II

3.- ¿Qué ocurre si la anilina se nitra directamente?. Teóricamente si nitramos directamente a la anilina hubiésemos obtenido una mezcla de isómeros –orto y –para, donde el mayoritario sería el isómero –para. Se trata de una reacción de S.E.A y la razón es que, el grupo NH es activante y orto, para dirigente. Se debe a que el par de electrones sin compartir del nitrógeno esta conjugado con el anillo del benceno y cede electrones por resonancia. Específicamente la nitración directa de la anilina falla, porque la oxidación causa la formación de “alquitranes” de color oscuro. Los ácidos oxidantes (ácido nítrico y sulfúrico) pueden oxidar al grupo amino, produciendo la descomposición y ocasionalmente reacciones violentas.

4.- Condiciones experimentales para efectuar la hidrólisis de amidas y mecanismo de reacción. Hidrólisis ácida de aminas Las amidas se convierten por hidrólisis en ácidos carboxílicos. La reacción se puede realizar tanto en medios ácidos como básicos fuertemente concentrados y requiere calentar durante varias horas. Estas condiciones tan drásticas son necesarias dada la escasa reactividad de las amidas frente a los ataques nucleófilos, debida principalmente a la cesión del par solitario del nitrógeno.

Mecanismo de la hidrólisis ácida

QUÍMICA ORGÁNICA II

Hidrólisis básica de aminas Las amidas se transforman en aminas y ácidos carboxílicos por tratamiento con sosa acuosa bajo calefacción.

Mecanismo de la hidrólisis básica

5.- Otros agentes acetilantes de aminas. En química la acilación es el proceso de agregar un grupo acilo. Por ejemplo, para la acilación Friedel-Crafts utiliza cloruro de acetileno y cloruro de aluminio como catalizador para agregar un grupo etanoilo al benceno. Los halogenuros de acilo y anhídridos de ácido carboxílicos son también usados comúnmente como agentes acilantes, para acilar aminas y formar amidas.

QUÍMICA ORGÁNICA II

6.- Mecanismos de rxn.

Obtención de la p-nitroacetanilida a partir de la acetanilida a través de la nitración

QUÍMICA ORGÁNICA II

Hidrólisis de p-nitroacetanilida para obtener p-nitroanilina

QUÍMICA ORGÁNICA II

QUÍMICA ORGÁNICA II

7.- Propiedades generales de amidas y aminas. Aminas Las aminas son compuestos químicos orgánicos que se consideran como derivados del amoníaco y resultan de la sustitución de los hidrógenos de la molécula por los radicales alquilo. Según se sustituyan uno, dos o tres hidrógenos, las aminas serán primarias, secundarias o terciarias, respectivamente. Las aminas son compuestos muy polares. Las aminas primarias y secundarias pueden formar puentes de hidrógeno. Las aminas terciarias puras no pueden formar puentes de hidrógeno, sin embargo, pueden aceptar enlaces de hidrógeno con moléculas que tengan enlaces O-H o N-H. Como el nitrógeno es menos electronegativo que el oxígeno, el enlace N-H es menos polar que el enlace O-H. Por lo tanto, las aminas forman puentes de hidrógeno más débiles que los alcoholes de pesos moleculares semejantes. Las aminas primarias y secundarias tienen puntos de ebullición menores que los de los alcoholes, pero mayores que los de los éteres de peso molecular semejante. Las aminas terciarias, sin puentes de hidrógeno, tienen puntos de ebullición más bajos que las aminas primarias y secundarias de pesos moleculares semejantes. Propiedades físicas Las aminas son compuestos incoloros que se oxidan con facilidad lo que permite que se encuentren como compuestos coloreados. Los primeros miembros de esta serie son gases con olor similar al amoníaco. A medida que aumenta el número de átomos de carbono en la molécula, el olor se hace similar al del pescado. Las aminas aromáticas son muy tóxicas y se absorben a través de la piel. Solubilidad Las aminas primarias y secundarias son compuestos polares, capaces de formar puentes de hidrógeno entre sí y con el agua, esto las hace solubles en ella. La solubilidad disminuye en las moléculas con más de 6 átomos de carbono y en las que poseen el anillo aromático. Propiedades químicas (basicidad) Las propiedades químicas de las aminas son semejantes a las del amoniaco. Al igual que éste, son sustancias básicas; son aceptores de protones, según la definición de Brønsted-Lowry. Las aminas presentan reacciones de neutralización con los ácidos y forman sales de alquilamonio (también denominadas sales de amina). Por ejemplo, la etilamina se combina con el ácido clorhídrico, para producir cloruro de etilamonio.

Amidas

QUÍMICA ORGÁNICA II

Una amida es un compuesto orgánico cuyo grupo funcional es del tipo RCONR'R'', siendo CO un carbonilo, N un átomo de nitrógeno, y R, R' y R'' radicales orgánicos o átomos de hidrógeno: Se puede considerar como un derivado de un ácido carboxílico por sustitución del grupo —OH del ácido por un grupo —NH2, —NHR o —NRR' (llamado grupo amino). Grupo funcional amida. Formalmente también se pueden considerar derivados del amoníaco, de una amina primaria o de una amina secundaria por sustitución de un hidrógeno por un radical ácido, dando lugar a una amida primaria, secundaria o terciaria, respectivamente. Concretamente se pueden sintetizar a partir de un ácido carboxílico y una amina. Todas las amidas, excepto la primera de la serie, son sólidas a temperatura ambiente y sus puntos de ebullición son elevados, más altos que los de los ácidos correspondientes. Presentan excelentes propiedades disolventes y son bases muy débiles. Uno de los principales métodos de obtención de estos compuestos consiste en hacer reaccionar el amoníaco (o aminas primarias o secundarias) con ésteres. Las amidas son comunes en la naturaleza, y una de las más conocidas es la urea, una diamida que no contiene hidrocarburos. Las proteínas y los péptidos están formados por amidas. Un ejemplo de poliamida de cadena larga es el nailon. Las amidas también se utilizan mucho en la industria farmacéutica. Propiedades físicas El grupo funcional amida es bastante polar, lo que explica que las amidas primarias, excepto la formamida (p.f.=2.5 ºC), sean todas sólidas y solubles en agua. Sus puntos de ebullición son bastante más altos que los de los ácidos correspondientes, debido a una gran asociación intermolecular a través de enlaces de hidrógeno, entre el oxígeno negativo y los enlaces N—H, mucho más polarizados que en las aminas. Los puntos de fusión y de ebullición de las amidas secundarias son bastante menores, debido principalmente al impedimento estérico del radical unido al nitrógeno para la asociación. Como es natural, las amidas terciarias (sin enlaces N—H) no pueden asociarse, por lo que son líquidos normales, con puntos de fusión y de ebullición de acuerdo con su peso molecular. Propiedades químicas Por otra parte, las amidas tienen también algunas reacciones químicas parecidas a las de las aminas, siendo la más análoga la reacción con ácido nitroso, con el que los tres tipos de amidas se comportan igual que las aminas. Las amidas pueden obtenerse a partir de halogenuros de alquilo por reacción con amoniaco, aminas primarias o secundarias, con lo que resultan amidas primarias, secundarias o terciarias, respectivamente.

8.- Propiedades fisicoquímicas de reactivos y productos

QUÍMICA ORGÁNICA II

Cálculos estequiométricos BIBLIOGRAFÍA McMurry, J., Lanto Arriola, M. A., & Hernández Lanto, J. (2008). Química orgánica. México, D.F. : Cengage Learning. Morrison & Boyd (1976) “Química Orgánica”, Fondo educativo Interamericano S.A Allinger y Cava, Química Orgánica, Ed. Reverte. México, 1969. Wade L.G. (2004). Química Orgánica. México: Pearson Prentice Hall

QUÍMICA ORGÁNICA II...