7/27/2019 BENCILO previo

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BENCILO

O OH O O

NH4NO

3/CH

3CO

2H

Cu(CH3CO

2)2

 

OBJETIVO:

Preparación de una α-dicetona por oxidación con sales cúpricas de una α-hidroxicetona.

GENERALIDADES:

En este experimento una α-dicetona, bencilo, será preparada por la oxidación de una α-

hidroxicetona, benzoína. Esta oxidación se lleva a cabo fácilmente con oxidantes suaves tales

como solución de Fehling (tartrato cúprico en medio alcalino) o sulfato de cobre en piridina. En

este experimento, la oxidación se lleva a cabo con nitrato de amonio, ácido acético y ácido

cúprico.

PARTE EXPERIMENTAL:

En un matraz de bola, coloque 2.5 g. de benzoína, 10 mL de ácido acético glacial, 1.25 g. de

nitrato de amonio pulverizado y 2.5 mL de una solución de acetato cúprico al 2.5% (disuelva 2.5 g.

de acetato cúprico en 100 mL de ácido acético al 10%). Caliente a reflujo durante 50 min.

Deje enfriar a temperatura ambiente y vierta la mezcla sobre 25 mL de agua y 25 mL de

hielo, agitando constantemente hasta que precipite todo el producto. Filtre con vacío y lave con

agua fría. Pese el producto crudo y calcule el rendimiento.

Recristalice con metanol. Filtre con vacío y pese el producto puro. Determine el

rendimiento y el punto de fusión (95°C). GUARDE EL PRODUCTO PARA LA SIGUIENTE PRÁCTICA.

Universidad Nacional Autónoma De México. Facultad DeEstudios Superiores Cuautitlán.Carrera: Química. Laboratorio De Química Orgánica III.Grupo: 2501Previo: Bencilo.Romero Ramos Miguel Ángel.Torres Mendoza Daniel.Equipo #8

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INVESTIGACIÓN PREVIA AL EXPERIMENTO:

1.  Mecanismo de la reacción efectuada.

O

OH

CH3OH

O

+

O+

OHH

H

CH3O

-

O

OH

OH +

CH3OH

O

OH

OH

+

Cu OAc

 AcO

O+

OH

H

Cu

OAc

O-

 Ac

O

OH

Cu

 AcO

+CH3

OH

O

 AcO Cu

O

OH

O

C

OH

Cu OAc

 AcO

CH3OH

O

Cu OAc

 AcO

H

+ CH3O

-

O

O

C

OH

Cu OAc

 AcO

H

O

C+

OH

O

O+

H

+ +Cu

OAc

O-

 Ac

H

O

O+

H

+

OH2

O

O

+ O+

H

H

H

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2.  Reacciones de obtención del Bencilo.Oxidación de la benzoína por medio del acetato cúprico.

O OH O O

NH4NO

3/CH

3CO

2H

Cu(CH3CO2)2

 

Oxidación de la benzoína con ácido nítrico al 70%

3.  Funciones del ácido acético, nitrato de amonio y acetato cúprico, en la reacción.

Las -hidroxicetonas se oxidan a las dicetonas correspondientes al hacerlas reaccionar con el

acetato cúprico empleado en cantidades catalíticas, el cual a través de la reacción redox es

reducido a acetato cuproso. El acetato cuproso formado es reoxidado a acetato cúprico por medio

del nitrato de amonio, que en esta segunda reacción redox se reduce a nitrito de amonio y

finalmente se descompone en nitrógeno y agua.

La reacción de oxidación de la benzoína se inicia a través de una tautomería ceto-enólica, la que sefacilita al hacer reaccionar el compuesto con el ácido acético, para formar el intermediario, el cuala través de una reacción de eliminación da lugar al intermediario denominado endiol.

El intermediario reacciona con el acetato cúprico, desplazándose un ión acetato para formar elintermediario, que a través de la reacción ácido-base da lugar al cuprato y ácido acético.

Sobre el intermediario se lleva a cabo una reacción redox intramolecular, a través de la cual el

cobre se reduce al pasar de número de oxidación Cu +2 a Cu+1 y además se genera un radical que es

bastante estable por resonancia.

Através de un equilibrio ácido – base, la otra molécula de acetato cúprico reacciona con el ácido

acético para dar acetato y el acetato cúprico protonado.

Finalmente, el intermediario del radical cede un electrón al acetato, en una segunda reacción

redox, para formar otro intermediario de la hidroxicetona obteniendo además el acetato cuprosoy ácido acético. El carbocatión que se genera en el intermediario es estabilizado por resonancia, el

cual una de las estructuras es la benzoína protonado.

Por último, el equilibrio ácido – base la benzoína protonado reacciona con el agua para formar la

benzoína y un ión hidronio.

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4.  ¿Qué gas se desprende de la reacción y de donde proviene?

Dentro de la reacción el acetato cúprico se regenera a través de una reacción redox entre los dos

equivalentes del acetato cuproso y el nitrato de amonio, para formar el producto de oxidación, el

acetato cúprico, y el producto de reducción, el nitrito de amonio el cual se descompone en

nitrógeno gaseoso y en dióxido de nitrógeno. 

5.  Proponga otro método de obtención del bencilo.

Oxidación de la benzoína a benciloEn un matraz de fondo redondo se ponen 10 g de benzoína y se adapta un refrigerante de reflujo.El matraz se enfría exteriormente y a continuación se añade, lentamente y en pequeñas porciones,a través del refrigerante, 50 mL de ácido nítrico concentrado. En este proceso se forman vaporesrojizos de óxidos de nitrógeno y se produce una reacción exotérmica.Finalizada la adición, la mezcla de reacción se calienta en baño de agua agitando hasta que no sedesprendan vapores rojizos de óxidos de nitrógeno lo que suele ocurrir al cabo de una hora.A continuación se vierte la mezcla de reacción sobre 150 mL de agua fría y se remueve con fuerza

para conseguir que el aceite que se forma en un principio cristalice en forma de sólido amarillo. Sefiltra el sólido y se lava bien con agua para eliminar el ácido nítrico. El producto obtenido secristaliza en etanol del 95% y para completar la cristalización se rasca con una varilla y por últimose pone el matraz en un baño de hielo.El producto cristalizado se filtra a vacío, se presiona con una espátula para eliminar el disolvente yluego se seca en la estufa a 75°C durante 10 minutos. Por último, se pesa, se calcula elrendimiento y se determina el punto de fusión.

6.  Propiedades y estructura de reactivos y productos

Fórmula: C6H5CH(OH)COC6H5

Masa molecular: 212,24 g/mol

Punto de fusión: 134 - 138 °C

Punto de ebullición: 194 °C

Apariencia incoloro o cristales (no inodoro)

Densidad 1049 kg/m3; 1,049 g/cm3

Masa molar 60.05 g/mol

Punto de fusión 290 K (16,85 °C)

Apariencia Sólido verde agua

Densidad 3.9 kg/m3; 0,0039 g/cm3

Masa molar 181.634 g/mol

O

OH

CH3

OH

O

O

Cu CH3

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 Punto de fusión 473 K (199,85 °C)

M.=210,24Aspecto: Sólido amarillo.Olor: Característico.Punto de ebullición :346-348°CPunto de fusión : 95°CPunto de inflamación : 180°CSolubilidad: 0,5 g/l en agua a 20°C

7.  Manejo de residuos.

BIBLIOGRAFÍA:

ÁVILA José Gustavo. 2001. “Química Orgánica” Experimentos con un enfoque ecológico, UNAM,

México, pp. 338-342 y 346-349.

HENRY RAKOFF 1985, ”Química Orgánica Fundamental” Editorial Limusa. México. Página. 342.

O

O