OBTENCION DE LA P-NITROACETANILIDA

OBTENCION DE LA P-NITROACETANILIDA

INTRODUCCINEn esta prctica de laboratorio se sintetiz P-nitroacetalinida mediante un proceso de sustitucin electrofilca aromtica sobre la acetalinilida. Las aminas son sustancias orgnicas que se caracterizan por contener el grupo amino (NH)2. Estas sustancias se clasifican en funcin de los hidrgenos sustituidos que tengan, siendo primarias aquellas que tengan un solo hidrgeno sustituido, secundarias las que tengan dos y terciarias tres. Estos sustituyentes pueden ser tanto de naturaleza aliftica como aromtica.La nitracin aromtica, se lleva a cabo, por la sustitucin de un tomo de hidrogeno sobre el grupo aromtico del grupo NO2, obtenindose nitro derivados, RNO2, en los que el grupo NO2 est unido a un carbono de un compuesto aliftico o aromtico mediante un tomo de nitrgeno. Se sabe con exactitud cmo llevar a cabo con eficacia el proceso de nitracin y se tiene bastante conocimiento sobre el mecanismo de la nitracin aromtica que sobre cualquier otra de las reacciones de sustitucin aromtica.

La anilina no se puede nitrar de forma directa por lo que en esta prctica se proceder en primer lugar a la proteccin del grupo amino, seguidamente se realizar la reaccin de nitracin y finalmente se eliminar el grupo protector, con lo que obtendremos el producto deseado. Un gran nmero de compuestos mdica y biolgicamente importantes son aminas. Algunos ejemplos pueden ser la adrenalina, las anfetaminas, quinina, histamina, nicotina. Muchos de estos compuestos ejercen poderosos efectos fisiolgicos y psicolgicos. La serotonina, por ejemplo, es un compuesto muy interesante, ya que, al parecer, mantiene estables los procesos mentales. Otro uso industrial importante de las aminas es en la industria del nylon, donde uno de sus componentes es hexametilendiamina. Diversas aminas aromticas se emplean para preparar tintes orgnicos de gran aplicacin en la sociedad industrial.

FUNDAMENTO TEORICO:

La sustitucin de un tomo de hidrgeno sobre el ncleo aromtico por el grupo nitro se conoce como nitracin aromtica. Algunos de los compuestos aromticos nitrados son de gran importancia prctica, por lo cual sus preparaciones y en particular la nitracin de los compuestos aromticos han sido estudiados con gran detalle. Como consecuencia de ello se sabe con exactitud como llevar a cabo con eficacia el proceso de nitracin y tambin se tienen bastante conocimiento sobre el mecanismo de la nitracin aromtica que sobre cualquier otra de las reacciones de sustitucin aromtica. La nitracin se origina ordinariamente tratando los compuestos aromticos con una mezcla de cido ntrico y sulfrico concentrados. El agente nitrante es el ion nitronio cargado positivamente (NO2)+, el cual se forma segn la siguiente reaccin:

El cido ntrico puede reaccionar consigo mismo de modo anlogo, por lo cual puede actuar por si solo como agente nitrante, aunque nicamente frente a determinados compuestos aromticos como el fenol:

Los compuestos aromticos nitrados presentan inters por su empleo como explosivos y porque pueden ser transformados fcilmente por reduccin a las aminas primarias correspondientes, las cuales son a su vez sustancias de partida para la preparacin de muchos colorantes. Los compuestos nitrados contienen un enlace carbono nitrgeno R-NO2, como se demuestra al poder ser reducidos a las aminas primarias. En cambio los esteres nitrosos como R-O-N =O, ismeros de los compuestos nitrados, no dan por reduccin compuestos que contienen un nitrgeno unido a carbono.

El proceso de nitracin siempre va acompaado de una destruccin parcial de la sustancia orgnica tomada de oxidacin, ruptura del propano solo alrededor del 40% se transforma en un nitro compuesto.

La mezcla de nitrocompuestos tiene la siguiente composicin:

La nitracin es tanto menos fcil cuantos ms grupos nitros existan en la molcula. Otros sustituyentes suelen facilitar la nitracin en la industria se opera en reactores de fundicin de ferrosilicio con dobles paredes, para poder calentar o enfriar, como las derivados son insolubles en agua, una vez terminada la reaccin se vierte el producto sobre agua con hielo, despus se recoge el precipitado por filtracin y del filtrado se recupera el cido sulfrico por concentracin.

NITRACIN DE LA ACETANILIDA El mecanismo de la nitracin de la acetanilida es que un ion nitronio de la mezcla es el que efecta el ataque electroltico en el ncleo aromtico.

La nitracin directa de la anilina y de las otras muchas aminas en solucin de acido sulfrico concentrado origina generalmente una mezcla de productos resinosos coloreados a menos que la solucin se diluya con un considerable exceso de acido sulfrico concentrado.

En estas ultimas condiciones la nitracion de la acetanilida, suministra una mezcla de las 3 nitroacetanilidas ismeras (o, m y p).

La nitracin directa de la anilina origina generalmente una mezcla de productos resinosos coloreados para obtener el ismero Para generalmente se refiere 2 etapas :

Nitracin de la Acetanilida

Hidrlisis de la Para Nitroacetanilida a p nitroanilida.

Son cristales blancos, solubles en alcohol y ter muy ligeramente en agua fra, soluble en agua caliente y soluciones de hidrxido de potasio.

Se usa en la produccin de p-nitronilida que se usa para intermedios de colorantes, especialmente rojo de p-nitronilida, inhibidores de gomas de gasolina, inhibidores de corrosin. GRUPOS ACTIVANTES Y DIRECTORES ORTO PARA

RESUMEN DE GRUPOS DESACTIVANTES DIRECTORES META

USOS DE LA NITROACETANILIDA

Produccin de la nitroanilida.- (intermedio de colorantes), sntesis de agente fotogrfico contra el empaado o fenilendiamina, coccidiosfatos.

La acetanilida obtenida se somete a la nitracion en cuyo proceso el nitragrupo ocupa la posicin para respecto al grupo amino.

Saponificando la p- nitroacetanilida se obtiene la p- nitroanilina. Es uno de los productos bsicos en la produccin de colorantes. El proceso de saponificacin se realiza segn el esquema:

Tambin se emplean como disolventes, explosivos, perfumes, materiales colorantes (en especial amarilla) tambin son materias primas de sntesis muy importantes para preparar colorantes azoicos.

OBJETIVOS

- Sintetizar p-nitroacetanilida a partir de acetanilida.- Aprender el mecanismo de nitracin- Obtener mediante clculos el rendimientode la nitracin de la p-nitroacetanilidaParte experimental

En un matraz de 100 ml se prepara lo siguiente:

3.7 ml de H2SO4 cc y 1.75 mg acetanilina en agitacin .

Obs: la reaccin es exotrmica se observa el burbujeo de la acetanilina cuando reacciona con el acido sulfrico.

Obs: Se forma una solucin de coloracin naranja rojiza lo agitamos para mantener homognea la solucin y una vez disuelto se lleva a enfriamiento colocndolo sobre un bao de hielo.

Se agrega una disolucin sulfonidrica de 1.5 ml cido ntrico en 1.5 ml de cido sulfrico, regulando la adicin de modo que la temperatura de la mezcla no sobrepase a los 35 grados.

Obs: Preparando la mezcla de 1.5 H2SO4 Y 1.5 DE HNO3

Obs: Hacemos esta mezcla para preparar el ion Nitronio que le vamos a agregar a la acetanilina

Finalizada la adicin la mezcla obtenida se reir del bao de hielo que se deja a temperatura de ambiente en un tiempo de 10 minutos.

Luego el producto obtenido se vierte sobre un vaso que contiene 50 ml de agua helada, la mezcla se agita y el precipitado se recoge por filtracin de buchner.

El procedimiento en trminos generales consiste en la remocin de los cidos y en la cristalizacin del producto.

Obs: se observa un precipitado amarillo que luego es filtrado en el buchner se elimina las impurezas y nos quedamos con la parte slida que sera nuestra muestra problema en este caso lo obtenido nitroacetanilina.

En el mismo filtro se lava con 2 porciones de 15ml de agua fra, el precipitado se comprime bien y se seca.

Obtenemos un W total = 1.698 g

W papel filtro =0.4785g

Obs: una coloracin amarilla y con punto de fusin p.f = 2.16

.

MECANISMO DE LA P-NITROACETANILIDA

EXPLICACIN DEL PROCESO DE OBTENCIN DE LA P-NITROACETANILIDA:

RESULTADOS:

En la sntesis desarrollada tenemos la siguiente reaccin acetanilida con el cido ntrico en medio cido:

+ H2O

Lo cual obtenemos la p-nitroacetanilida mas el agua, con ello nos lleva hacer el rendimento terico, lo cual se calcula de la siguiente manera:

Se sabe que en la ecuacin estequiometrica la acetanilida tiene 1 mol que reacciona y nos da 1 mol de p-nitroacetanilida y sus pesos moleculares son

- El peso obtenido en el experimento es

DISCUSIN:

Como se sabe que en los terminos terico 1 mol de acetanilida mas cido nitrico en solucin cida reacciona y produce una mol de nitroacetanilida.

Como el peso de la acetanilida posee 1,75g El peso obtenido de la reaccin a nivel experimental es En el punto de fusin en sentido terico de la p-nitroacetanilida es de 216C, y en lo punto de fusin obtenido experimental nos marco 210C, lo cual esta cercana, lo cual refleja el porcentaje obtenido.

Una mezcla de cido ntrico concentrado y cido sulfrico se utiliza como la mezcla nitrante. Utilice precaucin extrema tanto al preparar como al usar esta mezcla. Los compuestos nitro son txicos y pueden ser absorbidos por la piel. Use guantes desechables en algunas partes de este experimento. El grupo acetoamido que es un donador de electrones hace que la acetanilida sea ms reactiva que el benceno frente a la SEA, y se orienta la sustitucin a las posiciones orto y para, pero domina la orientacin para por cuestiones estricas.CONCLUSIONES

El producto nitrado que obtuvimos es insoluble en agua ya que reacciona con este formando precipitado. A la nitracin pueden someterse no solo diferentes hidrocarburos aromticos ( incluyendo polinucleares ) sino tambin los compuestos que ya tienen en el ncleo otros grupos : los halgenos, hidrxidos, grupos sulfos, grupos aminos, y otros. Los compuestos a obtener tienen gran importancia con los semiproductos en la sntesis de los colorantes preparados farmacutico Cuando nitramos la acetanilida se obtuvo la para nitroacetanilida (colorblanco)yelortonitroacetanilida(coloramarillo),yaquenuestro precipitado fue de color amarillo claro.

Paratenersolopara-nitroacetanilidaennuestroprecipitadole agregamos alcohol etlico que arrastra al orto-nitroacetanilida, debido a que ste es soluble en el alcohol, mas no lo es la para-nitroacetanilida. El rendimiento de la reaccin como se observa no es del 100% debido a que no solo se formapara- nitroacetanilida. Existen sustancias activantes y desactivantes en una reaccin, por eso tenemos para u orto nitroacetanilida.

RECOMENDACIONES: Una mezcla de cido ntrico concentrado y cido sulfrico se utiliza como la mezcla nitrante. Utilice precaucin extrema tanto al preparar como al usar esta mezcla. Los compuestos nitro son txicos y pueden ser absorbidos por la piel. Use guantes desechables en algunas partes de este experimento.

Antes de la reaccin del H2SO4 con el HNO3 tener un depsito de H2O con hielo porque la reaccin es exotrmica. El agua que va a disolver la solucin tiene que ser helada y no en exceso ya que puede disolver el NO2+. La acetanilida tiene que estar diluida completamente para que se forme el precipitado.BIBLIOGRAFA http://agu.inter.edu/halices/SINTESIS_DE_NITROACETANILIDA.pdf http://www.geocities.ws/todolostrabajossallo/orgaII_13.pdf http://www.ugr.es/~quiored/doc/p20.pdfColorantes azoicos

Explosivos

Produccin de colorantes

Disolventes, perfumes

constante agitacin

Bao de hielo

Precipitado amarillo

Para evitar una segunda nitracin de la acetanilida, la mezcla nitrante se aade en pequeas porciones a la solucin de acetanilida. Luego de que toda la solucin HNO3H2SO4 se haya aadido, se permite que la mezcla de reaccin lentamente llegue a temperatura ambiente. Si la mezcla de reaccin se ha mantenido excesivamente fra durante la adicin, quedar entonces una cantidad relativamente grande de HNO3 sin reaccionar, lo que causar que la temperatura suba a valores sobre la temperatura de saln. Si esto sucede, la mezcla debe volver a enfriarse.

La nitracin aromtica de acetanilida es una reaccin exotrmica; la temperatura debe ser cuidadosamente controlada por enfriamiento, agitacin continua, y la adicin lenta de los reactivos. Acetanilida primero es disuelta en el solvente, cido actico glacial, por calentamiento. La solucin se enfra, y entonces cido sulfrico es aadido; sin embargo, an enfriando, la temperatura de la solucin se eleva casi sobre los 40 C. Ambas, la solucin de acetanilida y la solucin nitrante (una mezcla de HNO3 y H2SO4) deben enfriarse a cerca de 10 C antes de que la reaccin comience.

Toda traza de cido debe ser removida porque los iones de hidrgeno (H+) catalizan la hidrlisis de la amida a p-nitroanilina o su catin protonado. Mucho del cido es removido derramando la mezcla de reaccin sobre hielo y agua, y entonces filtrando el precipitado amarillo amorfo de p-nitroacetanilida. Las ltimas trazas de cido actico son removidas por neutralizacin. Debido a que las bases tambin catalizan la hidrlisis de amidas, el agente de neutralizacin que se utiliza es fosfato de hidrgeno disodio (Na2HPO4). Este agente reacciona con cidos para dar NaH2PO4. El resultado es una solucin amortiguada a valores casi neutros de pH.

El producto crudo se seca al aire antes de la cristalizacin. Si todo el cido ha sido removido, el producto ser color amarillo claro. Producto con un color amarillo profundo que tienda a anaranjado, es indicativo de la presencia de p-nitroanilina a partir de la hidrlisis. Desafortunadamente. P-nitroanilina es difcil de remover de p-nitroacetanilida por una simple cristalizacin.

El producto crudo se seca al aire antes de la cristalizacin. Si todo el cido ha sido removido, el producto ser color amarillo claro. Producto con un color amarillo profundo que tienda a anaranjado, es indicativo de la presencia de p-nitroanilina a partir de la hidrlisis. Desafortunadamente. P-nitroanilina es difcil de remover de p-nitroacetanilida por una simple cristalizacin.

LABORATORIO ORGANICA IIIPgina 16