yodacion de vainillina

8/19/2019 Yodacion de Vainillina

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Universidad de Costa Rica

Facultad de Ciencias Básicas Estudiante: Carné:

Escuela de Química Daniela Montero Salas B24338

Laboratorio Química Oránica !eneral ""Q#$%2&' Grupo: %4

Profesora: Su(elen )ás*ue+ C,s-edes Fecha: &. de setiembre/ 2%&3

Asistente: 0e1r odríue+ oas

Sustitución electrofílica aromática: Yodación de Vainillina, predicción del producto formado y

purificación del producto crudo por medio de recristalización

Resultados

Cuadro I. Síntesis del 4-hidroxi-3-metoxi-5-yodobenzaldehído a partir de la vainillina, Yoduro de

potasio e hipolorito de sodio

Reacción

!ombre "ainillina Yoduro depotasio

#ipolorito desodio

4-hidroxi-5-metoxi-3-yodobenzaldehído

$%rmula C&#&'3 (I !a'Cl C&#)'3I*+asamolar

mol/

05*,05 0)) 13,25 *1&,4

+asa / 0 0,3 0*,*0 0,&3ensidadm/

0,) 3,0* 0,**-0,*5 -

+olesmol/

,)51 ,1&3 ,0)4 ,)51

"olumenm/

,243 ,401 00 -

Cuadro II. atos de los resultados utilizadosMedición Compuesto Estructura Valor

+asa / Yoduro de potasio 0,*2+asa / "ainillina ,22

"olumen m/ 6ua

"olumen m/ Clorox7 hipolorito desodio/

00

Cuadro II. Continuai%n/ atos de los resultados utilizados

&



"olumen m/ +etanol *"olumen m/ 8isul9ito de sodio 3

"olumen otas/ :ido lorhídrio 05"olumen m/ 6etato de etilo 03

Cuadro III. ;esultados del proeso de yodai%n de vainillina

Datos medidos roducto crudo roducto puro

+asa vidrio relo< / 50,*) 50,*)+asa vidrio relo< = produto / 5*,&4 50,*&+asa obtenida / 0,5& ,*>unto de 9usi%n ?C/ !o 9undi% 0&5-0&5,2@ rendimiento &3,3 0,*Identidad - 4-hidroxi-5-metoxi-3-

yodobenzaldehído

!"ser#aciones

0. 6 los 0 minutos de la adii%n del Clorox7 ota a ota, la disolui%n se torn% a9A lara, omo

una espeie de terraota.*. 6 los 02 minutos de oteo, se puso olor arilla.3. 6 los * minutos de oteo adBuiri% un peuliar olor a pintura.4. espuAs de arear #Cl y bisul9ito de sodio, la disolui%n se puso a9A laro, seme<ante al

a9A on lehe.5. l produto rudo tenía una ontextura hilosa y un olor a9A.

). 6l aDadirle 03 m aetato de etilo para la reristalizai%n el ompuesto no se disolvi% por loBue se proedi% a realizar una 9iltrai%n en aliente para eliminar las impurezas insolubles

aunBue esto no estuviera previsto en el laboratorio1. l produto rudo se llev% a *05 ?C en el +el-Eemp y no 9undi%.

Discusión

a reai%n mFs omGn de los ompuestos aromFtios es la sustitui%n eletro9ília

aromFtia. sto sini9ia Bue un eletr%9ilo reaiona on un anillo aromFtio y sustituye a uno de sus

hidr%enos. l yodo y el loro pueden introduirse en anillos aromFtios por medio de este tipo de

reaiones. l yodo por sí solo no es lo su9iientemente reativo para reaionar on un anillo

aromFtio y por esto neesita la adii%n de un aente oxidante. stas sustanias aeleran la

reai%n de yodai%n oxidando el I* a I= la ual es una espeie eletro9ília mFs poderosa la ual

reaiona on el anillo aromFtio para produir el produto de sustitui%n 0.

2



>ara este laboratorio se pes% 0,*2 de (I Bue es la 9uente de yoduro en un bal%n. ueo se

are% * m de metanol omo disolvente ya Bue ni el yodo ni la vainillina se disuelven

apreiablemente en auaH en ambio es orriente enontrar Bue estas dos sustanias son bastante

solubles en alohol. * Se ait% hasta disolver todo el (I y lueo se are% ,22 de vainillina.

Se olo% el bal%n en un baDo de hielo y on aitai%n onstante se aDadi% Clorox7 ota a

ota, Aste 9uniona omo aente oxidante para enerar el eBuivalente del yodo diat%mio y Buereaionara on la vainillina. Como el Cl'- es un aente oxidante 9uerte, Aste reaiona on e

yoduro de potasio para produir una antidad de I * eBuivalente a la antidad de hipolorito en exeso

Bue haya en la disolui%n. 3 6l ser Asta una reai%n sumamente exotArmia, debía onservarse e

bal%n aproximadamente entre y 5 ?C.

Con9orme iba pasando el tiempo se iba observando los ambios Bue se produían en la

sustania dentro del bal%n, omo se iba poniendo a9A seGn la 9ormai%n de yodo.

na vez terminada la adii%n se de<% alentar la mezla a temperatura ambiente y se ait% por

0 minutos mFs. ueo se are% bisul9ito de sodio por si Buedan restos del olor marr%n, ausado

por el aente oxidante, esto puede eliminarse por la adii%n de un poo de sul9ito Fido de sodio

bisul9ito de sodio/ el ual atGa omo aente redutor para destruir el exeso de reativo. 4 ueo se

are% 05 otas de #Cl hasta Bue el p# estuviera Fido lo ual se omprob% on un papel tornaso

para evitar la solubilidad del ompuesto en aua.

Se evapor% el disolvente utilizando el rotavapor para obtener un me<or rendimiento, Bue e

produto no sea soluble y así pueda preipitar.

Se de<% en9riar el produto en un baDo de hielo. n el proeso de ristalizai%n, las molAulasse depositan radualmente de la disolui%n y se unen entre sí seGn una disposii%n ordenada la

red/. 6 medida Bue los areados de molAulas van siendo lo su9iientemente randes omo para

ser visibles, apareen en 9orma de plaas, au<as, et. a ran simetría de esos areados

maros%pios suiere lo ordenada Bue es la red ristalina. ado Bue las molAulas se depositan

una tras otra de una manera ordenada, Buedan exluidas las molAulas de 9orma o tamaDo di9erente,

as 9uerzas mantienen <untas las molAulas son iertamente sutiles. as molAulas Bue no tenan

exatamente la misma lase, y distribui%n de las 9uerzas no entrarFn en la red. l punto de 9usi%n

de una sustania pura dependerF de la 9ortaleza de las 9uerzas intermoleulares. 5

ueo se 9iltr% el produto al vaío on la ayuda de un embudo de 8Jhner y un Kitasato. o

Bue se 9orm% no eran preisamente ristales, sino una espeie de masa a9A de una ontextura

sumamente hilosa. Como se menion% anteriormente, el produto rudo no 9undi% por lo Bue se

proedi% a realizar una reristalizai%n on aetato de etilo.

3



>uede a9irmarse Bue un ompuesto es mFs puro entre menor sea su rano de 9usi%n y mFs se

aseme<e este al enontrado en la literatura. sto implia Bue las espeies puras 9orman me<ores

redes ristalinas. Cuando on una ristalizai%n se demostr% el inremento de la pureza, y Buiere

obtenerse el produto on el mFximo rado de pureza, deberF reristalizarse la muestra tantas vees

omo sea neesario, hasta obtener el punto de 9usi%n onstante Bue indiBue haber alanzado el

ob<etivo. a prinipal ausa de los ba<os rendimientos es Bue no se lavan bien los materiales dondese manipula la muestra, on el disolvente o sistema de disolventes.)

l punto de 9usi%n del aetato de etilo es de 11 ?C porBue os disolventes usados en las

reristalizaiones deben tener un punto de ebullii%n relativamente ba<o para poder eliminar

9Filmente por evaporai%n los restos de disolventes adheridos al ristal. 4

a idea era arearle la mínima antidad de disolvente para obtener un mayor porenta<e de

disolvente, sin embaro despuAs de arear 03 m de aetato de etilo, el produto rudo seuía sin

disolverse por lo Bue se tuvo Bue 9iltrar en aliente. n esta etapa se reomienda una 9iltrai%n por

ravedad usando papel 9iltro doblado en abanio. n alunos asos es reomendable adiionar una

peBueDa antidad extra de disolvente aliente a la disolui%n para evitar ristalizai%n prematura en

el papel 9iltro durante la 9iltrai%n. >ara la 9iltrai%n debe usarse un embudo prealentado en el ua

se oloa el papel 9iltro y estos dos se instalan sobre la boa del rlenmeyer Bue se va a utilizar. 1

Como esto no estaba previsto, el eBuipo para la 9iltrai%n no estaba en la estu9a desde el

omienzo del laboratorio sino Bue se introdu<o en ella durante 5 minutos. Eampoo se adiion% una

antidad de disolvente aliente extra para lavar el rlenmeyer por 9alta de tiempo lo Bue pudo haber

reperutido en el porenta<e de reuperai%n.ueo se volvi% a de<ar en9riar hasta Bue apareieron los ristales y se 9iltr% nuevamente al

vaío. a antidad de ristales 9ue mínima pero su9iiente para llenar un apilar y tomar el punto de

9usi%n el ual 9ue 0&5-0&5.2 ?C el ual se aseme<a muho al del 4-hidroxi-3-metoxi-5

yodobenzaldehído.

4

Figura $% strutura del 4-hidroxi-

3-metoxi-5-yodobenzaldehído

Figura &% strutura del 4-hidroxi-

3-metoxi-*-yodobenzaldehído

Figura '% strutura del 4-hidroxi-

5-metoxi-*-yodobenzaldehído



(i)ura *% strutura del 4-hidroxi-3-metoxi- (i)ura +% strutura del 4-hidroxi-3-metoxi-*,)-diyodobenzaldehído

*,5-diyodobenzaldehído

as 9iuras 0, *, 3, 4 y 5 representan los posibles produtos al realizar la yodai%n de la

vainillina. stos ompuestos todos uentan on dos rupos ativadores de los anillos de beneno y

uno desativador.

os rupos ativadores dan ara neativa al anillo aromFtio ya sea por medio de resonania

o e9eto indutivo y lo vuelven tan reativo Bue no neesita ondiiones extra para reaionar. os

rupos '# y '; son 9uertemente ativadores y dirien el sustituyente a las posiiones orto o para

las uales vienen a ser eBuivalentes.&

l yodo solamente se puede oloar en posii%n orto on respeto al rupo hidroxilo ya Bue enla posii%n para estF ubiado el aldehído. Con respeto al met%xido se puede oloar en ambas

posiiones orto o para. Sin embaro hay Bue tener en uenta Bue el aldehído es un rupo

moderadamente desativador, esto sini9ia Bue retira eletrones del anillo de beneno y

desestabiliza al arboati%n intermediario. os sustituyentes hal%enos dAbilmente ativadores son

diretores orto y para y los mFs desativadores son diretores meta. &

>ara analizar este e9eto se estudian los arboationes intermediarios Bue se 9orman en la

reai%n. a estabilidad relativa del arboati%n determina la ruta pre9erida de la reai%n. Si el yodo

se oloa en posii%n orto o para del met%xido $iuras 0 y 3/ tendría una uarta 9orma resonante y

este rupo le podría donar eletrones por resonania, sin embaro tambiAn en ualBuiera de estas

dos posiiones el yodo Bueda en posii%n orto on respeto al aldehído y Aste mFs bien le Buita

eletrones. Si se oloa en posii%n orto on respeto al hidroxilo $iura */, el yodo Bueda en

posii%n meta on el aldehído y si se realizan las estruturas de resonania del arboati%n Bue se

9ormaría en esta reai%n, se puede ver Bue la ara positiva nuna Bueda en la base del rupo

extrator pero si en la base de uno de los donadores, osa Bue no pasa si se area el yodo a las

otras posiiones postuladas anteriormente.&

os produtos di sustituidos $iuras 4 y 5/ no se 9orman ya Bue la onentrai%n de yodo es

muy ba<a ya Bue se enera en el mismo momento on el (I y el !aCl'. Y es por eso Bue el produto

Bue se 9orma es el 4-hidroxi-3-metoxi-5-yodobenzaldehído.

'



a 9iura ) muestra el meanismo de reai%n e ilustra lo expliado anteriormente on

respeto al arboati%n. n la primera estrutura de resonania la ara positiva Bueda en la base

del arbono on el hidroxilo y Aste al ser un rupo ativador, estabiliza al arboati%n.

Figura 6% +eanismo de yodai%n de la vainillina

i"lio)rafía

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