hidrocarburos aromáticos s e a y diazotación cátedra de química orgánica
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Hidrocarburos AromáticosSEA y Diazotación
Cátedra de Química Orgánica
Objetivos
Ejemplos de Reacciones de SEA Efectos de activación y orientación en la
sustitución Utilidad de las sales de diazonio Síntesis de un colorante diazoico
Parte experimental AAcido Pícrico
Cristales amarillos clarosPf:122-123 CEstalla a 300 C
UsosBaterías eléctricas Industria del cueroColorantes, pigmentos, tintas, pinturas Fabricación del cristal coloreadoMordientes de textiles Reactivo del laboratorio, Fósforos y explosivos
Nitración de Benceno
Se usa ácido sulfúrico y ácido nítrico para obtener el ion nitronio (electrófilo)
H O N
O
O
H O S O H
O
O
+ HSO4
_H O N
OH
O+
H O N
OH
O+
H2O + N
O
O
+NO2
+ electrófilo
Nitración del Tolueno El Tolueno reacciona 25 veces mas rápido que el
benceno. El grupo metilo es una activador. La mezcla de reacción tiene moléculas sustituidas en
orto and para.
=>
Nitración de Aromáticos
-Tubo1:
1 mL de solución de benceno en etanol
-Tubo2:
1 mL de solución de fenol en etanol
-Tubo 3:
1 ml de solución de 2-naftol en etanol Se agregan 15 gotas de HNO3
Inmediatamente
1 2 3
Después de 30 segundos
1 2 3
Después de1 minuto
1 2 3
Sustitución Electrofilica
Los fenoles dan reacciones de Sustitución Electrófila Aromática con suma facilidad
La nitración también se da más fácilmente que en el benceno: sin necesidad de ácido sulfúrico (en el caso de mono nitrados).
La nitración del fenol, se lleva a cabo con el ácido nítrico diluido en presencia de sulfurico y calor, el producto final, es el 2- 4- 6- trinitrofenol, o sea, el explosivo ácido pícrico:
C6H5 - OH + 3HNO3 C6H2 (NO2)3OH + 3H2O
Parte experimental BObtencion del ácido 3-nitroftálico (para síntesis deluminol)
La realizan los docentes en el laboratorio
Parte C
Efecto de sustituyentes en la basicidad de las aminas aromáticas
Obtención de un colorante azoico Ejemplificar la utilidad de la sales de
azonio como intermediarios de síntesis. Entender la relación entre el grado de
conjugación y el color observado. Teñido de distintos tipos de tejidos para
comparar la afinidad del colorante
El color requiere la absorción de luz
Las moleculas absorben luz visible o UV promoviendo un electron del nivel basal al excitado
Estadobasal
Estadoexcitado
HOMO
LUMO
h
Color
Para que una sustancia tenga color debe absorver entre las region de 400-700 nm del espectro (Visible)
Las sustancias que absorben cerca de 350 nm tocan la zona del visible y pueden aparecer
amarillentas
CH3(CH=CH)nCH3
n (nm)1 180
3 250 5 345 7 400
Color y constitución química
La excitación de los electrones de las uniones necesita mas energía que la de las uniones .
Los HC saturados absorben en el UV lejano, mientras que las que tienen dobles
ligaduras en el UV cercano y visible.
Colorantes
Los colorantes son compuestos coloreados que se adhieren a los materiales confiriendole color.
Las fuerzas de atracción pueden : ión-ión, ión-dipolo, dipolo-dipolo, dispersión de London (van der Waals), y puentes Hidrógeno.
Mayor interacción mayor color
Dobles enlaces conjugadosse necesitan paraobtener sustancias coloreadasdeslocalización de electrones en sistema mas extensos requiere menos energía
Ejemplo de un colorante azoico
N N
NN
NH2
NH2
SO3
SO3 Na
Na
Congo Red
Síntesis de colorante azoico:Diazotación reacción caracteristica de aminas aromáticas Primarias
NH2 NaNO2
HCl, 0 Co
N2 Cl
Sal de diazonio;Electrófilo débil
Azo compuesto
N2 Cl
+
A N N
A
‘A’representa un activador
Grupo Diazonio fácilmente intercambiable
Las sales de Diazonio se obtienen sólo en solución
Sal de Diazonio actúa como Electrófilo
Mecanismo de diazotación
H2N SO3 Na+N O N SO3
H
H
NO Na
H2O
N SO3
H
NO Na
N-nitrosoamine
O N OH + O N OH
H
H2O + NOH
Na O N O + HCl O N OH
1. Nitrito de sodio se mezcla con ácido clorhídrico para producir ácido nitroso: es inestable se genera en el medio de reacción
2. El ion electrofílico puede ser atacado por una amina para formar nitrosoamina:
N SO3
H
NO Na N SO3NOH Na
N-nitrosoamine
N SO3NOH NaH
N SO3NOH
H
Na
- H2O
N SO3N Na
diazonium salt
3. La nitrosamina sufre una transferencia protonica (tautomerismo):
4. La protonación ante condiciones acidicas causa perdida de agua y genera la sal de diazonio
Mecanismo de copulación
5. Sustitución electrofílica aromática:
NH3C
H3C+ N SO3N Na
N SO3N NaNH3C
H3C H
N SO3N NaNH3C
H3C
H+_
Parte experimental
Comportamiento de las aminas frente a los ácidos. En tres tubos de ensayo diferentes colocar una punta de
espátula o 0.5 mL de una amina alifática (suministrada por el docente), anilina y 4-nitroanilina.
Agregar a cada uno 0.5 mL de agua y observar el comportamiento de cada amina. Donde no haya habido disolución en agua, agregar, gota a gota,
una solución de HCl 10% y observar los resultados. Repetir este ensayo con ácido sulfúrico. Observar los resultadosobtenidos y comparar los diferentes comportamientos.
Diazotación y Copulación Diazoica: Colorantes Azoicos
Parte a: Naranja de nitroanilina y Bordeaux.
Obtención del Naranja II
Disolución del β-Naftol
β-Naftol + NaOH
Enfriar a Tempertura menor 5°:
las sales de Diazonio de descomponen a mayor temperatura
Diazotación del Acido Sulfanilico
-Solubilizar a Sulfanilato de sodio-Enfriar a T 5°C-Obtención de p- sulfónico benceno diazonio
Copulación
OH
N2 Cl
OH
NN
HCl+
+
El OH orienta en o- y p- (preferentemente en p-)
En p- esta la unión de los dos anillos:
sustitución en o-El medio debe ser levemente alcalino
Estudiar la afinidad del colorante obtenido con los diferentes tipos de tejido
NHCHC
R O
( )nO-
CH2CHCHCH( )n
CN CN
SO3-
C(
O
COCH2CH2O
O
)n
( NH(CH2)6NHC(CH2)6C )n
O O
O(
O)n
HOHO
CH2OH
O(
O)n
AcOAcO
CH2OAc
Fibra
Seda o lana
Orlon
Dacron
Nylon
Algodon
Acetato
Estructura
Proteina
Acrilica
Poliester
Poliamide
Cellulosa (poliglucosa)
Acetato de celulosa
Lana y Nylon: poliamidas : tiñen igual Algodón: otro tipo de polímero
Tinción:
1 espátula de colorante
200 ml de H2O
0,5 ml Ac. Acético
1 gr de Na Cl
Reducción ácida del colorante
N=N
SnCl2
N-N
Desaparición del sistema de Dobles ligaduras, desaparece el color
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