UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II

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NITRACIÓN TRIPLE (INDIRECTA)

TATIANA ANGULO LOZADA

PROFESORA: ING. QCA. JANET BENÍTEZ.

3ero “A”

F. DE EJECUCIÓN: 27 DE AGOSTO DEL 2012F. DE ENTREGA: 3 DE SEPTIEMBRE DEL 2012

FUNDAMENTOS TEORIACOS

Los fenoles son compuestos con fórmula general ArOH, donde Ar es fenilo. El grupo hidroxi presente en al molécula a través del oxigeno estabiliza el complejo sigma; ya que los electrones no enlazantes del mismo adyacentes a un carbocatión estabilizan la carga positiva mediante resonancia, hecho por el cual se le denomina al oxígeno

donador de resonancia o donador pi  activando así solo las posiciones orto y para más que la meta para la sustitución electrofílica.

El Trinitrofenol (TNP), también denominado ácido pícrico, de fórmula química C6H2OH(NO2)3, es un explosivo que se utiliza como carga aumentadora para hacer explotar algún otro explosivo menos sensible como el TNT.

El trinitrofenol tiende a formar sales de picrato que son peligrosas e inestables.

Además los grupos nitro (fuertemente electronegativos) estabilizan la base conjugada, haciendo que el H del grupo OH se disocie con facilidad, dando entonces una disolución ácida del mismo, de ahí su nombre de "ácido". En Anatomía está catalogado como un fijador simple en su uso común como fijador de muestras histológicas.

Nitración Directa de Fenoles

La obtención del o-nitrofenol se debe hacer a partir del fenol, por lo que antes de profundizar sobre el método más adecuado a utilizar, primero analizaremos las características que posee el fenol.

El grupo -oh es fuertemente activante del anillo, y orientador orto y para. Esto mismo podrá comprobarse mediante el análisis de las siguientes estructuras resonantes del fenol tras un ataque electrofílico:síntesis propuesta para la obtención del o-nitrofenol:nitración directa del fenol, utilizando solamente HNO3.

El mecanismo de reacción es una sustitución electrofílica aromática bimolecular, a raíz de la fuerte actividad que el grupo -oh otorga al anillo, se necesitan condiciones especialmente suaves para conseguir la monosustitución electrofílica en los fenoles, ya que su alta reactividad favorece simultáneamente la polisustitición y oxidación.

Para obtener mononitrofenoles es preciso utilizar HNO3 diluido y temperaturas bajas.

Nitración indirecta de Fenoles

Obtención de trinitrofenol a partir de fenol

Fenol anhidro se sulfona con ácido sulfúrico fumante, y el resultante ácido p-fenolsulfónico luego se nitra con ácido nítrico concentrado. Durante esta reacción, se introducen grupos nitro, y se desplaza el grupo ácido sulfónico. La reacción es altamente exotérmica, y se requiere un control cuidadoso de la temperatura. De esta forma trinitrofenol obtenido a partir de un tratamiento secuencial con ácidos sulfúrico y nítrico del fenol.2 En la primera etapa, la sulfonación de fenol a mono-y disulfofenola:

C6H5OH + H2SO4 = C6H4(SO3H)OH +H2O

C6H4(SO3H)OH + H2SO4 = C6H3(SO3H)2OH +H2O

En la segunda etapa es la formación de trinitrofenol mediante la nitración sulfofenoles:

C6H4(SO3H)OH + 3HNO3 = C6H2(NO2)3OH + H2SO4 + 2H2O

C6H3(SO3H)2OH + 3HNO3 = C6H2(NO2)3OH + 2H2SO4 + H2O

¿Cuáles son las diferencias entre la nitración indirecta y directa de Fenoles?

En la nitración directa se obtienen los isómeros orto-nitrofenol y para-nitrofenol mientras que en la indirecta obtenemos el acido pícrico (2, 4,6 trinitrofenol).

En la nitración directa sucede una doble nitración (con 2 moléculas de acido nítrico HNO3) mientras que en la indirecta sucede una triple nitración (con 3 moléculas de acido nítrico HNO3).

En la nitración directa no se usa el acido sulfúrico mientras que en la nitración indirecta se usan 2 moléculas de acido sulfúrico.

La temperatura, en la indirecta pasamos calentando porque el punto de ebullición del ácido pícrico es 122ºC y en la directa necesitamos temperaturas bajas porque el punto de ebullición es 45ºC.

En la nitración directa se usa el HNO3 al 40% mientras que en la indirecta se usa HNO3 concentrado.