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Fac. Cs. Qs. Dpto. De QUÍMICA ORGÁNICA LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA III

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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

LICENCIATURA: QUÍMICO FARMACOBIÓLOGO

ÁREA ESPECÍFICA DE: QUÍMICA ORGÁNICA

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: LABORATORIO QUÍMICA ORGÁNICA III CÓDIGO: LQF 209 L FECHA DE ELABORACIÓN: NIVEL EN EL MAPA CURRICULAR: BÁSICO TIPO DE ASIGNATURA: CIENCIAS DE LA DISCIPLINA PROFESORES QUE PARTICIPARON EN SU ELABORACIÓN: Cabrera Vivas Blanca Martha Durán Espinosa Gerardo González Álvarez Carmen María Gutiérrez García Lucio Gutiérrez Pérez Jaime René Hernández Téllez Ma. Guadalupe Silvia Martínez Barragán Macario Meléndrez Luévano Ruth Meza Reyes Ma. del Socorro Pérez Benítez Aarón Quintero Cortés Leticia Sandoval Ramírez Jesús Vega Baez José Luis HORAS DE TEORIA: HORAS PRÁCTICA: 3 CRÉDITOS:

PRE-REQUISITOS: Haber aprobado Química Orgánica II LQF 127 RECOMENDACIONES: Conocimientos previos de Química General I y II, Física y Fisico-química


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Í n d i c e

- Presentación general del curso - Objetivo general del curso - Contenido - Metodología - Evaluación - Bibliografía

- Medidas de seguridad en el laboratorio


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PRESENTACIÓN GENERAL DEL CURSO

El área específica de Química Orgánica de la Facultad de Ciencias

Químicas de la BUAP. coadyuva, entre otras cosas, a la formación

profesional a nivel licenciatura de los egresados de los tres colegios que

integran la facultad: Colegio de Químicos, Colegio de

Químicofarmacobiólogos y Colegio de Farmacia. Independientemente de la

formación profesional que el estudiante seleccione, en el mapa curricular de

estos tres colegios, el estudiante tiene al menos tres cursos teóricos de

química orgánica, cuya finalidad es el estudio de las funciones orgánicas, y

cada curso teórico, tiene su correspondiente curso práctico.

El contenido de este tercer curso práctico, más que reflejar el

comportamiento químico de las funciones orgánicas que comprende el curso

teórico, busca que el estudiante se introduzca en un ambiente similar al que

encontrará en algún laboratorio, ya sea cuando establezca relación laboral o

continúe estudios de postgrado, al realizar la obtención de un determinado

compuesto, a partir de materias primas de fácil adquisición, por medio de una

serie de reacciones consecutivas.

El cursar un laboratorio, a través de un proceso de reacciones

consecutivas, para la obtención de un determinado producto, aunada a una

metodología en donde el estudiante es el centro del proceso de aprendizaje y

enseñanza al:

Aplicar e interrelacionar conocimientos adquiridos en otras

áreas,


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Entender e interpretar lecturas científicas, por medio de la

investigación

Desarrollar su criticidad.

Reafirmar su autoconfianza, al verse obligado a toma

determinaciones en el desarrollo y progreso de su trabajo

le permitirá consolidar sus conceptos, actitudes y aptitudes, que le permitan

de manera razonada, resolver los problemas que en forma cotidiana se

enfrentará en su ejercicio profesional.

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO

Coadyuvar al desarrollo, en el estudiante, de las habilidades de:

lectura y escritura científica, reflexión, análisis y síntesis al correlacionar y

comprender que las importantes manifestaciones químicas, físicas y de

aplicación que tienen los compuestos orgánicos, se deben al estadio estático y

dinámico de su constitución, configuración y conformación atómica-

molecular; habilidades que le permitirán, acorde a los tiempos en que se

desarrolle, dar solución eficiente a los problemas profesionales que se le

presenten, buscando siempre el beneficio social.

OBJETIVOS PARTICULARES: • Introducir al estudiante a uno de los campos más interesantes de la

química orgánica como es la "Síntesis Orgánica".


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• Comprender la naturaleza experimental de la química a través de la

predicción, recolección y organización de datos, al identificar y controlar

determinadas variables del comportamiento de las sustancias.

• Comprender que la información que tenemos acerca de la química, así

como los principios teóricos que se imparten en el aula, generalmente

fueron resultado de experiencias en el laboratorio.

• Comprender los principios teóricos que sirven de base a cada una de las

reacciones

• Identificar y clasificar las reacciones químicas más comunes en que

participan las moléculas orgánicas.

• Utilizar adecuadamente la terminología empleada en las reacciones

orgánicas.

• Representar gráficamente los mecanismos de reacción y productos de

transformación de las moléculas orgánicas.

• Identificar y clasificar la reactividad de los grupos funcionales presentes

en las moléculas orgánicas.

• Preparar en el laboratorio compuestos conocidos y sencillos de cierta

utilidad o que demuestren un principio teórico.

• Correlacionar la estructura con las propiedades químicas en compuestos

orgánicos.

• Elaborar hipótesis acerca del comportamiento y reactividad de las

moléculas orgánicas, en base a los conocimientos adquiridos.

• Aprender las precauciones que se han de tomar en la realización de cada

reacción


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• Aprender que las sustancias químicas deben ser manejadas apropiada y

cuidadosamente.

• Aprenderá a establecer criterios de seguridad en el laboratorio.

• Aprender a actuar pensando en la seguridad personal y en el de las

personas que lo rodean.

• Adquiere el hábito de llegar al laboratorio con una comprensión de lo que

va a hacer.

• Adquiere la costumbre de llevar una anotación ordenada de datos y

operaciones de cada una de las prácticas

• Incrementará su habilidad en el manejo de las sustancias, ya que el

producto obtenido, le servirá como materia prima para la siguiente

transformación química.

• Reafirmará sus conocimientos sobre estequiometría, al determina la

cantidad de reactivos a utilizar en cada práctica.

• Aprenderá a decidir, con base en la interpretación de la técnica, el equipo

que debe emplear para la síntesis de un determinado compuesto.

• Explicará una reacción química, a partir de comprender y entender lo que

pasa dentro de un matraz de reacción.

• Aprenderá a darle seriedad a su trabajo a través del ordenamiento de datos

y observaciones realizadas durante el desarrollo de una reacción.

• Aprenderá a hacer los cálculos pertinentes para la obtención de

rendimiento teórico y práctico.

• Desarrollará su habilidad para hacer el seguimiento cromatográfico de

una reacción.


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• Aprenderá a juzgar el papel primordial que las diferentes técnicas

generales utilizadas en la separación y purificación de compuestos

orgánicos, juegan en una determinada reacción química.

• Seleccionará la técnica más adecuada para la identificación del producto.

• Explicará, en qué perjudica o ayuda al medio ambiente la realización de

determinada reacción.

• Comprenderá que el aprendizaje es una actividad individual y personal;

pero al mismo tiempo entender la necesidad que se tiene de que este

aprendizaje se socialice.

CONTENIDO

Son incontables las secuencias de reacciones que se pueden proponer

de manera consecutiva para la obtención de un determinado compuesto, sin

embargo hay que tener en cuenta en el diseño del proceso una serie de

comentarios, entre otros:

• La capacidad, dedicación y compromiso del personal docente,

• La infraestructura del laboratorio en cuanto a equipo, material,

reactivos, campana de extracción, vació, etc.

• Perfil del egresado,

• Filosofía de la institución.

Teniendo en cuenta los comentarios anteriores, el contenido de este curso, es

en lo general, la obtención de una serie de colorantes azoicos, partiendo de

benceno, se propone seguir la secuencia de reacciones siguientes:


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NO2 NH2 HN C CH3

OO

CH3CHN

NO2

NH2

NHO

NO2N

NO2

NO2

O2N N

HO

N

NH2

NO2

HN C CH3

O O

CH3CHNNH2NO2

NO2

O2N N

HO

N

NH2

NO2

HN C CH3

O O

CH3CHNNH2NO2

NH2NO2 NH2

NN

SO3H

NaO3S

HO


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METODOLOGÍA

Que el estudiante sea el centro de atención en la acción de aprendizaje. Para

lograrlo se propone:

a) ACTIVIDADES DIDÁCTICAS

• Se recomienda un máximo de 20 estudiantes,

• Se conforman equipos de trabajo de 2 o 3 estudiantes para

realizar una determinada secuencia de reacciones,

• Se realizan seminarios teórico - prácticos, previos a la práctica

programada, presentados por cada equipo de trabajo.

b) ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE

Es necesario que antes del inicio de una nueva reacción en la

secuencia de la síntesis se realice un seminario, como requisito para poder

continuar, con los integrantes de cada uno de los equipos, el contenido de

cada seminario, se integrará a través de una investigación asesorada y dirigida

por el docente, el seminario contendrá dos partes esenciales:

PARTE TEÓRICA, en la que se discutirán:

1. Reacción general que se efectuará,

2. Propiedades físicas y tóxicas, de reactivos y

productos,

3. Mecanismo de la reacción,

4. Otros.

PARTE EXPERIMENTAL, en la que se puede discutir:

1. Equipo adecuado para la realización de la práctica,


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2. Condiciones de la reacción,

3. Tiempo de la reacción,

4. ¿Cómo determinar las cantidades de reactivos por

utilizar?

5. Técnicas para la separación y purificación del

producto,

6. Técnicas para la identificación del producto,

7. Tratamiento de los desechos de la reacción

8. Cálculos para obtener el rendimiento teórico y/o práctico.

9. Ótros.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

La evaluación se harán con base en la calificación obtenida a través del

cumplimiento de los siguientes puntos:

a) asistencia

b) exposición

c) participación en seminarios y práctica

d) trabajo en grupo

e) reporte.

El cumplimiento de cada punto le corresponde el 10 %, y por otra parte

equivale el 25 % a los siguientes puntos:

a) Libreta personal

b) Examen

La calificación del laboratorio le corresponde el 20 % de la calificación total,

ya que la teoría le corresponde el 80% restante.


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LISTA DE REACCIONES

OBTENCIÓN DE NITROBENCENO.

Introducción. El nitro benceno reviste gran importancia a nivel industrial ya que es uno de los reactivos por medio del cual se puede obtener una gran variedad de productos derivado de éste: halogenados, sulfonados, nitrados, anilina, fenilhidroxilamina, azobenceno, hidrazobenceno, quinoleina… Por otra parte se puede usar como: aromatizante de jabones (esencia de Mirbana), disolvente tanto en el laboratorio como en la industria, así como la formulación de cremas para calzado REACCIÓN GENERAL

HNO3

H2SO4

NO2

Objetivos particulares.

a) Obtención de nitrobenceno b) Reconocer en cada paso de la reacción la función que cumple cada

reactivo c) Aplicar los conceptos de sustitución electrofílica aromática d) Dar el tratamiento correspondiente a las sustancias de desecho e) Fortalecer las habilidades prácticas en el proceso de purificación de

las sustancias f) Manejar adecuadamente tanto el material como las sustancias

utilizadas y la obtenida g) Participar en el proceso de obtención de la sustancia h) Estar conciente de vigilar la seguridad personal y colectiva.

PROCEDIMIENTO Montar un aparato de reflujo con matraz de 100 ml., provisto de agitador, enfriamiento externo y embudo de adición. Preparación de la mezcla nitrante. Colocar en el matraz 40.5 de H2SO4 (d =1.84), sobre este ácido agregar gota a gota, con agitación y enfriamiento 20 g. de HNO3. (d = 1.4). (recuerde que los líquidos no se pesan, tomando en cuenta su densidad se calcula su equivalencia en ml.)


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Nitración del benceno.- sobre la mezcla nitrante se agrega gota a gota, 13.4 g. de benceno (d = 0.88). Durante la adición del benceno se debe cuidar que la temperatura se mantenga entre 30 y 40 oC, la temperatura se controla con un baño de hielo. Después de agregar todo el barceno, la mezcla reaccionante se calienta a 60 oC durante 30 min. en baño María. Todas estas operaciones deben hacerse con agitación continua. Separación del nitrobenceno.- La mezcla reaccionante se enfría y se transfiere a un embudo de separación, se deja reposar hasta lograr la separación de las capas. En la capa superior estará el nitrobenceno y el benceno que no reaccionó; en la inferior habrá agua, ácido sulfúrico y el exceso de ácido nítrico (la capa inferior se elimina). Purificación del nitrobenceno. El nitrobenceno se lava dos o tres veces con agua (use porciones de 5 ml.). El nitrobenceno se transfiere a un matraz y se le agrega CaCl2 anhídrido hasta que el líquido adquiera trasparencia, entonces se filtra. Cuando se desea comprobar que el producto obtenido realmente es nitrobenceno, se compara por cromatografía en capa fina con una muestra auténtica, para el desarrollo del cromatograma se usa cloroformo.

REACTIVOS: MATERIAL

20 g. de HNO3 2 Mangueras de látex

CaCl2 1 Bomba para recirculación de

agua

40.5 g de H2SO4 1 Matraz de boca esmerilada de 100.0 ml

Cloroformo 1 Refrigerante

13.4 g. de benceno. 4 Probetas de 20 ml

1 Conexión de vidrio para destilación con vapor

1 Matraz Erlenmeyer de 1000 ml

1 Matraz de destilación con salida lateral

1 Parrilla de calentamiento


1 Vaso de precipitados de 600 ml


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1 1123

45 6

78

91 10

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45 6

78

91 10

DIAGRAMA DE FLUJO


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H2SO4 + HNO3

Calentar durante 30´ a temperatura

de 600 C y con agitación

Fase inorgánica, H2SO4 + HNO3

Fase orgánica: C6H6, C6H5NO2, H2SO4 + HNO3

Neutralizar con NaHCO3

Lavar con dos alícuaotas de agua de 25.0 ml. cada una.

Secar con CaCl2


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OBTENCIÓN DE ANILINA

Introducción. La anilina es una de los reactivos por medio del cual se puede obtener una variedad de sustancias como, iodobenceno, fenol, sulfato de anilina, acetanilida, metilanilina, difenilanilina, ác. sulfanílico, fenilhidrazina,difenilurea, quinona, benzanilida, ác. N-fenilantranílico. REACCIÓN GENERAL

NH2NO2Sn

ClH

Objetivos particulares

a) Reconocer en cada paso de la reacción la función que cumple cada reactivo

b) Aplicar los conceptos de óxido-reducción c) Dar el tratamiento correspondiente a las sustancias de desecho d) Reafirmar los conocimientos del proceso de purificación de las

sustancias e) Manejar adecuadamente tanto el material como las sustancias

utilizadas y la obtenida f) Participar en el proceso de la obtención de la sustancia g) Estar conciente de vigilar la seguridad personal y colectiva.

REACTIVOS: MATERIAL

50 g. de nirtrobenceno 1 Matraz de boca

esmerilada de 100 ml

19/23

71 g de estaño

granulado

1 Refrigerante de boca

esmerilada de 19/23

300 cm3 ác. clorhídrico

industrial

1 Canasta de calentamiento


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300 cm3 de sosa al 30% 2 Mangueras de látex

100 a 150 cm3 de éter 1 Contenedor acuoso

150 g de sal común 1 Bomba para recircular agua

5-10 g de potasa cáustica 1 Termómetro

2-3 g de Zn en polvo 1 Adaptador para termómetro

2 Vasos de precipitados de 100 ml

1 Probeta de 20 ml

1 Probeta de 20 ml 1 Embudo de adición 1 Conexión de vidrio

para destilación con vapor

1 Matraz Erlemeyer de 1000 ml

1 Matraz de destilación con salida lateral

1 Parrilla de calentamiento


1 Vaso de precipitados de 600 ml

PROCEDIMIENTO

En un matraz redondo, de 100 ml, Se ponen 3 ml de nitrobenceno y 7.4 g de estaño. En una probeta se miden 14.8 ml de HCl, unos cuantos ml de éste se adicionan en el matraz que contiene el estaño y el nitrobenceno. En seguida comienza una reacción exotérmica, si es necesario, el matraz se debe enfriar exteriormente con agua fría para evitar perdidas del producto por evaporación. También se debe evitar un exceso de refrigeración, puesto que la reducción transcurre más rápidamente a alta que a baja temperatura. Se debe procurar que el contenido del matraz este caliente pero sin llegar a hervir. Tan pronto como disminuye la velocidad de la reacción, se añade otra porción de HCl, se agita el matraz y se enfría lo necesario para evitar la ebullición. La adición del ácido se continúa de esta manera con constante agitación del matraz, hasta que se ha agregado todo el HCI. Después el matraz se coloca en reflujo durante 20 minutos agitando frecuentemente. Durante este tiempo, se prepara la solución de NaOH.

En un vaso se pesan 6.6 g de NaOH, se agrega 33 ml de agua y la solución resultante se enfría a unos 30 °C aproximadamente. El matraz de reacción se quita de reflujo y se refrigera con agua fría hasta que su contenido alcance una temperatura inferior a 50° C. Entonces se añade una pequeña cantidad de solución de NaOH, se agita el matraz y se enfría para que no se


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escapen vapores. Sucesivamente se van añadiendo pequeñas cantidades de álcali, enfriando exteriormente el matraz cuando sea necesario, hasta que se haya agregado toda la solución de NaOH.

Se agita el matraz y con un agitador, se toma una gota del líquido, que se deposita sobre papel tornasol. Si da reacción alcalina se debe agregar más NaOH. A continuación el contenido del matraz se somete a una destilación en corriente de vapor. Al principio en el colector se recogen gotas de anilina, pero a medida que avanza la destilación, las pequeñas cantidades de anilina que destilan pasan disueltas en agua. Se recogen unos 39 ml de destilado, se adiciona 7.3 g de cloruro de sodio y la mezcla se agita hasta que se disuelva la sal.

El destilado se pasa a un embudo de llave y se separa toda la anilina. La solución acuosa se devuelve al embudo y el resto de la anilina se extrae de la solución con 2.5 ml de cloruro de metileno. Se separa la capa orgánica y se une a la anilina previamente separada. La solución de anilina se pasa a un matraz erlenmeyer, se seca agitándola con unos 0.8 g de NaOH sólido. Una vez preparado el aparato para la destilación final de anilina (180-186 oC). La fracción intermedia se debe fraccionar de nuevo para recuperar una nueva cantidad de anilina, que se unirá a la obtenida en la primera destilación. La anilina pura recientemente destilada es casi incolora, pero se obscurece exponiéndola al sol y al aire. Si la anilina obtenida presenta un color naranja es señal de que la reducción del nitrobenceno no ha sido total. La pasta de óxidos se lava con más agua.


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REACCIÓN GENERAL

NH2 NH CO

CH3

(CH3CO)2O

CH3CO2H

Objetivos particulares a) Reconocer en cada paso de la reacción la función que cumple cada

reactivo b) Aplicar los conceptos de sustitución eliminación c) Dar el tratamiento correspondiente a las sustancias de desecho d) Reafirmar los conocimientos del proceso de purificación de las

sustancias e) Manejar adecuadamente tanto el material como las sustancias

utilizadas y la obtenida f) Participar en el proceso de la obtención de la sustancia g) Estar conciente de vigilar la seguridad personal y colectiva.

REACTIVOS: MATERIAL

15 ml de anilina 1 Termómetro

15.52 ml de

anhídrido acético

2 Vasos de precipitados de 100 ml

0.14 g de acetato

de sodio

1 Embudo Buchner

1 Matraz Kitazato de 1000 ml 2 Probetas de 20 ml 3 papel filtro 1 Manguera de latex 1 Contenedor para hielo

PROCEDIMIENTO En un vaso de precipitados se añaden 15 ml de anilina que se ha enfriado

previamente, se agregan 0.14 g de acetato de sodio, se agita hasta disolución,

después se adicionan 15.52 ml de anhídrido acético, enfriando la solución en

un vaso de precipitados con hielo, se agita la mezcla. La acetanilida se va

separando rápidamente, la mezcla se deja enfriar 15´. Se recoge por filtración

y se lava con agua fría, se pone a calentar en 600 ml de agua hasta su


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Agregar anhídrido acético manteniendo la mezla fría

por medio de hielo que rodea al recipiente de

reacción

Se deja reposar durante 20´

Fase inorgánica, Fase orgánica:

Lavar con agua fría.

Anilina fría más Acetato de sodio, se

agita hasta disolución

completa disolución, al enfriarse se cristaliza y se recoge por filtración en un

Büchner y se lava varias veces con agua fría. Se recristaliza utilizando carbón

activado. (p.f 1130 – 1140).

DIAGRAMA DE FLUJO


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OBTENCIÓN DE p-NITROACETANILIDA.

REACCIÓN GENERAL

NH CO

CH3O2N

NH CO

CH3

H2SO4

HNO3


a) Obtener la p-nitroacetanilida

b) Explicar la función de un grupo protector

c) Explicar la posición del grupo entrante de acuerdo a la orientación

del grupo presente en el anillo bencénico

d) Comprender la participación de las sustancias en cada paso de la

reacción

e) Explicar las consecuencias de no controlar la temperatura en el rango

establecido

f) Establecer e tratamiento químico o físico de los compuestos

secundarios

g) Participar decididamente en cada uno de los pasos para la realización

de la práctica

h) Colaborar en el mantenimiento del orden dentro del laboratorio

i) Estar conciente de vigilar la seguridad personal y colectiva.

REACTIVOS: MATERIAL

40 ml de ácido

sulfúrico concentrado

1 Termómetro

10 g de acetanilida 2 Vasos de precipitados de 100 ml

60 ml de .ácido

nítrico concentrado

1 Embudo Buchner

Hidróxido de sodio 1 Matraz Kitazato de 1000 ml


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2 Probetas de 20 ml

3 papel filtro

2 Manguera de latex

1 Contenedor para hielo

1 Canasta de calentamiento

1 Bomba para recirculación de agua

1Contenedor acuoso

PROCEDIMIENTO A un matraz rodeado de hielo conteniendo 40 ml de ácido sulfúrico

concentrado se le añade lentamente y agitando vigorosamente 10 g de

acetanilida finamente molida. A continuación se añaden, desde un embudo de

separación, gota a gota, agitando vigorosamente y manteniendo la

temperatura abajo de 15° (si la temperatura asciende más hay carbonización)

60 ml de ácido nítrico concentrado. Terminada la adición, se deja reposar la

mezcla a temperatura ambiente durante 25 minutos. Después se vierte en un

vaso de precipitados con hielo. Después de que se licúa el hielo, se recoge el

precipitado por filtración, se lava con agua helada, hasta que el filtrado no de

reacción ácida. El precipitado se seca.


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Agregar anhídrido acético manteniendo la mezla fría

por medio de hielo que rodea al recipiente de

reacción

Se deja reposar durante 20´

Fase inorgánica, Fase orgánica:

Lavar con agua fría.

Anilina fría más Acetato de sodio, se

agita hasta disolución

DIAGRAMA DE FLUJO


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OBTENCIÓN DE p-NITROANILINA.

Introducción.

Se usa en la industria como base para la fabricación de colorantes, en la

industria del teñido los tres isómeros de la nitroanilina tienen nombres

específicos a saber: (orto), base de naranja fijo GR, (meta) base de naranja

fijo R, (meta) base del rojo fijo GG.

REACCIÓN GENERAL

NHO

CH3

O2N

HCl NH2

O2N Objetivos particulares

a) Obtener la p-nitroanilina

b) Comprender la participación de las sustancias en cada paso de la

reacción

c) Explicar las consecuencias de no controlar la temperatura en el rango

establecido

d) Establecer e tratamiento químico o físico de los compuestos

secundarios

e) Participar decididamente en cada uno de los pasos para la realización

de la práctica

f) Colaborar en el mantenimiento del orden dentro del laboratorio

g) Estar conciente de vigilar la seguridad personal y colectiva.

REACTIVOS: MATERIAL

alcohol etílico 1 matraz de bola de 125 ml

ácido clorhídrico 3 vasos de precipitados de 50 ml

p-nitroacetanilida 1 embudo Buchner

Hidróxido de sodio 1 matraz Kitazato de 1000 ml


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2 probetas de 20 ml

1 probeta de 50 ml

3 papel filtro

2 manguera de latex

1 vaso de 500 ml

1 canasta de calentamiento

1 bomba para recirculación de agua

1contenedor acuoso

1 refrigerante

PROCEDIMIENTO En un matraz provisto de un refrigerante a reflujo se vierten 3.4 g de p-

nitroacetanilida y una solución de 4 ml de ácido clorhídrico en 10 ml de agua.

La mezcla se refluja hasta que se disuelva la p-nitroacetanilida y después se

continúa el reflujo durante 20´. Si la solución queda turbia fíltrela en caliente

y si no, deje enfriar la solución. Después precipite, la p-nitroanilina,

añadiendo, lentamente y enfriando externamente una solución al 20% de

hidróxido de sodio hasta reacción alcalina. Deje enfriar la mezcla, filtre el

precipitado amarillo, lávelo con agua helada. Disuelva el precipitado en agua-

etanol, calentando hasta disolución total. Añada a la solución un poco de

carbón activado, caliente y filtre rápidamente en caliente. Deje reposar el

filtrado, recoja los cristales de p-nitroanilina por filtración, secar los cristales.


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reflujo 15´ hasta que desaparezca la p-nitroacetanilida

Agregar en frío NaOH al 20% hasta alcalinizar

Fase orgánica: p-nitroanilina

A la p-nitroacetanilida se le vierte HCl

Fase inorgánica, HCl

Lavar con agua fría.hasta eliminar completamente el

residuo ácido

Se filtra

Se neutraliza con NaHCO3

DIAGRAMA DE FLUJO


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OBTENCIÓN DE ROJO p-NITROANILINA

REACCIÓN GENERAL

NH2

NO2

OH

O2N NN

OHNaNO2

ClH

NaOH

OBJETIVOS PARTICULARES

a) Obtener el colorante Rojo para

b) Explicar la orientación de la sustitución

c) Explicar la posición del grupo entrante de acuerdo a la orientación

del grupo presente en el anillo aromático

d) Comprender la participación de las sustancias en cada paso de la

reacción

e) Establecer el tratamiento químico o físico de los compuestos

secundarios

f) Participar decididamente en cada uno de los pasos para la realización

de la práctica

g) Colaborar en el mantenimiento del orden y limpieza del laboratorio

h) Estar conciente de vigilar la seguridad personal y colectiva.

REACTIVOS: MATERIAL

p-nitroanilina 1 vaso de precipitados de 500 ml

nitrito de sodio 3 espátulas

acetato de sodio 2 matraz Erlenmeyer de 125 ml

ácido clorhídrico conc. 2 vasos de precipitados de 125 ml


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hidróxido de sodio 2 Probetas de 50 ml

β-naftol 1 Probetas de 100 ml

2 papel filtro

1 Embudo Büchner

1Matraz Kitasato de 1000 ml

1 manguera de látex

1 agitador de vidrio

1 embudo de adición

PROCEDIMIENTO La p-nitroanilina se mezcla íntimamente con 30 ml de HCI y con 25 ml de

agua, en un vaso, y se enfría con hielo a temperatura entre 50-100. Se forma

una pasta de color amarillo. Agitando a mano y sin sacar el vaso del hielo, se

diazoa, agregar con un embudo de adición una disolución de 7 g de NaNO2

en 50 ml de agua. La papilla se aclara a medida que se va agregando el nitrito

llegando a disolverse totalmente, pero hacia el final precipita la sal de

diazonio. Terminada la adición, se agita durante unos minutos y se amortigua

la reacción ácida añadiendo una solución saturada de acetato de sodio, hasta

que desaparezca la reacción azul al Congo. Se necesitan unos 25 g de acetato

sódico, disueltos en 25 ml de agua.

Aparte, se prepara una. solución de 14,5 g de β-naftol en 40 ml de sosa al

10% y 160 ml de agua. Si la solución no quedase transparente, filtrela.

Sobre esta solución se

vierte en chorro frío, agitando a mano la solución del diazoico recién

preparada y amortiguada con acetato sódico. Inmediatamente se forma un

precipitado de color rojo muy vivo e intenso que va espesando hasta

constituir, una vez añadido todo, una pasta. Se bate durante unos minutos, se

filtra con vacío y se lava varias

veces con agua. se seca.

Rendimiento: 28-30 g.

Propiedades: Polvo de color rojo ladrillo intenso, insoluble en

Agua, álcalis y ácidos diluidos muy poco soluble en alcohol etílico.


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.

OBTENCIÓN DE ÁCIDO SULFANÍLICO

REACCIÓN GENERAL

NH2

SO3H

NH2H2SO4


a) Obtener ácido sulfanílico

b) Explicar la posición del grupo entrante de acuerdo a la orientación


c) Comprender la participación de las sustancias en cada paso de la

reacción

d) Explicar las consecuencias de no controlar la temperatura en el rango

establecido

e) Establecer el tratamiento químico o físico de los compuestos

secundarios

f) Participar decididamente en cada uno de los pasos para la realización

de la práctica

g) Colaborar en el mantenimiento del orden dentro del laboratorio

h) Estar conciente de vigilar la seguridad personal y colectiva.

REACTIVOS: MATERIAL

Ácido sulfúrico

concentrado

1 Termómetro de 2500

Anilina 1 Vaso de precipitados de 1000 ml

Alcohol etílico 1 matraz Erlenmeyer de 125 ml

Aceite de motor 2 vasos de precipitados de 80 ml


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Hidróxido de sodio 3 Probetas de 20 ml

2 papel filtro

1Contenedor para hielo

1 Embudo Buchner

1Matraz Kitazato de 1000 ml


1 agitador de vidrio

PROCEDIMIENTO Se vierten en un matraz de bola 2.0 ml de anilina, agregue en pequeñas

porciones,

cuidadosamente y agitando 2.7 ml de ácido sulfúrico concentrado,

sumergiéndolo por momentos en agua fría. (caliente el matraz, en un baño de

aceite, de 180 a 1900 (Introduzca un termómetro en el baño de aceite para

controlar la temperatura) durante 1 hora. Al final de la reacción, (cuando una

muestra pequeña, dos gotas, es disuelta completamente en 4 ml de una

solución 2 N de hidróxido de sodio y no muestra la presencia de gotas oleosas

de anilina), se deja enfriar el matraz, a continuación se vierte su contenido

sobre 40 g de hielo picado, formándose cristales casi blancos. Se deja reposar

por 10 minutos y se extrae el ácido sulfanílico que ha precipitado y se

procede a filtrarlos. Lave los cristales con tres porciones de agua fría.

Disuelva los cristales de ácido sulfanílico en la mínima cantidad de agua

destilada hirviendo, si la solución resultante está coloreada agregue

cuidadosamente

1 g de carbón activado y caliente, agitando constantemente, durante tres

minutos. Filtre la solución caliente y vierta el ácido en un vaso con hielo,

cuando se estima que la cristalización es completa, se filtra al vacío, lave los

cristales sobre el mismo filtro con 3 porciones de 5 ml de etanol frío. Se

dejan secar y el producto se pesa y se calcula el rendimiento. No debe

Intentarse la determinación del punto de fusión por que el ácido sulfanílico se

carboniza entre 2800-3000 sin llegar a fundir.


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DIAGRAMA DE FLUJO

Äcido sulfúrico y

anilina

Baño maría 180-1900 C,

una hora Vaso con

hielo Se filtra

Lavar con alcohol Secar


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OBTENCIÓN DE ANARANJADO DE METILO

REACCIÓN GENERAL

NH2

SO3H

NCH3CH3

1) NaHCO3

2) NaNO23) HCl conc.

CH3CO2H glacial

N

CH3

CH3

N N SO3H


a) Obtener el colorante anaranjado de metilo

b) Explicar la posición del grupo entrante de acuerdo a la orientación


c) Comprender la participación de las sustancias en cada paso de la

reacción

d) Establecer el tratamiento químico o físico de los compuestos

secundarios

e) Participar decididamente en cada uno de los pasos para la realización

de la práctica

f) Colaborar en el mantenimiento del orden dentro del laboratorio

g) Estar conciente de vigilar la seguridad personal y colectiva.

REACTIVOS: MATERIAL

N,N-dimetilanilina 1 vaso de precipitados 500 ml

Nitrito de sodio 3 espátulas

Ácido acético

glacial

2 matraz Erlenmeyer de 125 ml


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Ácido clorhídrico conc. 2 vasos de precipitados de 80 ml

Hidróxido de sodio 1 Probetas de 50 ml

Carbonato de sodio 1 Probetas de 100 ml

Ácido sulfanílico 2 papel filtro

1 embudo Büchner

1 matraz Kitasato de 1000 ml


1 agitador de vidrio PROCEDIMIENTO

En un matraz Erlenmeyer se colocan 1.6 g. de ácido sulfanílico y 0.28 g de carbonato de sodio anhidro y 10.52 ml. de agua, calentar hasta que se obtenga una solución clara. Enfriar la solución a una temperatura de l5 0C aproximadamente y adicionar a la solución 0.4 g. de nitrito de sodio en 1.0 ml. de agua. Enfriar nuevamente en un baño de hielo, a una temperatura de 5 0C y adicionar l.l ml de ácido clorhídrico concentrado diluido con igual volumen de agua, lentamente y con agitación; la temperatura no debe rebasar los 10.0 0C, y un exceso de ácido nítrico estará presente. Se separaran los cristales de diazobenceno. Disolver 0.63 g. de dimetilanilina en 0.5 ml. de ácido acético glacial, y añadir con agitación vigorosa a la solución anterior.

Dejar reposar la solución por 10 minutos, la forma ácida del anaranjado de metilo se separará, adicionar lentamente y con agitaci6n 3.7 ml de hidróxido de sodio al 20%, la mezcla debe adquirir un color anaranjado uniforme debido a la separación de la sal de sodio del anaranjado de metilo en finas partículas. Calentar la solución casi hasta el punto de ebullición y la mayoría del anaranjado de metilo se disolverá. Adicione 1.04 g de cloruro de sodio y caliente entre 800 y 900 C hasta que la sal se halla disuelto, dejar enfriar la mezcla por 15 minutos, después enfriar la mezcla en hielo, filtrar, recristalizar con agua caliente, filtrar la solución en caliente, dejar enfriar. Filtrar, lavar con etanol y éter.


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DIAGRAMA DE FLUJO

Ác. Sulfanílico + Na2CO3 15 0C

NaNO2 + H2O

5 0C

Filtrar

dimetilanilina +

ác. Acético glacial

mezcla

Reposo 10minutos

NaOH 20%

calentar NaCl y calentar entre 800 y 900 enfriar

filtrar Lavar con etanol y éter


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(ANARANJADOII)

En un matraz erlenmeyer de 50 ml disuelva dos gramos de ácido

sulfanílico en 4 ml de una solución al 10% de hidróxido de sodio.

Agregue a esta solución 0.8 g de nitrito de sodio disueltos en 4 ml de

agua (puede usarse una solución de nitrito de sodio al 20% preparada

recientemente). Enfríe la mezcla de O0 a 5° C, Introduciéndola en un

baño de hielo-sal. Si es necesario, puede poner un trozo de hielo en el

matraz. Diazote la solución de ácido sulfanílico añadiendo lentamente y

agitando vigorosamente (con una varilla de vidrio), 10.0 ml de ácido

clorhídrico 4N ( diluya con agua 3.3 ml de ácido clorhídrico

concentrado hasta 10 ml en frío).

Disuelva rápidamente, 1.6 g de β-naftol en 20 ml de una solución al

10% de hidróxido de sodio. Caliente, si fuera necesario, pero enfríela

antes de usarla. Añada la solución diazotada del ácido sulfanílico a la

solución helada de β-naftol. Deje que la mezcla adquiera

espontáneamente la temperatura ambiente (15 a 20 minutos). Añada 4 g

de cloruro de sodio a la mezcla (salado). Filtre el colorante precipitado,

lávelo con 4 ml de agua helada y déjelo secar. PROCEDIMIENTO En un matraz Erlenmeyer se colocan 1.6 gr. de ácido sulfanílico y 0.28 gr. de carbonato de sodio anhidro y 10.52ml. de agua, calentar hasta que se obtenga una soluci6n clara. Enfriar la soluci6n hasta tenerla de 15.C aproximadamente y adicionar a la solución 0.4 gr. de nitrito de sodio en 1 ml. de agua. Enfriar nuevamente en un baño de hielo, a una temperatura de 5 0C y adicionar l.l ml de ácido clorhídrico concentrado diluido con igual volumen de agua, lentamente y con agitación; la temperatura no debe rebasar los 10.C, y un exceso de ácido nítrico estará presente. Se separarán los cristales de diazobenceno.


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Disolver 0.63 g. de dimetilanilina en 0.5 ml. de ácido acético glacial, y añadir con agitaci6n vigorosa a la soluci6n anterior. Dejar reposar la soluci6n por 10 minutos, la forma ácida del anaranjado de metilo se separará, entonces adicionar lentamente y con agitaci6n 3.7 ml de hidr6xido de sodio al 20%, la mezcla debe adquirir un color anaranjado uniforme debido a la separaci6n de la sal de sodio del anaranjado de metilo en finas partículas. Calentar la soluci6n hasta que hierva, casi hasta el punto de ebullición y la mayoría del anaranjado de metilo se disolverá. Adicione 1.04 g de cloruro de sodio y caliente entre 800 y 90 0C hasta que la sal se halla disuelto, dejar enfriar la mezcla por 15 minutos en hielo, filtrar, recristalizar luego con agua caliente, filtrar la soluci6n en caliente,dejar enfriar. Filtrar, lavar con etanol y éter.

PROCEDIMIENTO (Naranja 1)

Diazoación del ácido sulfanílico 1O.5 g de ácido sulfanílico se disuelve en caliente y agitando en 50.0 ml de agua con 2.65 g de carbonato sódico anhidro, cuando esté disuelto se enfría a 15° C con hielo. Por debajo de 15° C el sulfanilato de sodio empieza a cristalizarse, antes de que esto ocurra se le añade una solución de 3.7 g de nitrito sódico en 10.0 ml de agua, la mezcla se vierte rápidamente y de golpe, sobre una mezcla de 10.5 ml de ácido clorhídrico concentrado y 60 g de hielo picado. Al agitarlo precipita el ácido p-diazobencensulfónico, se deja estar en un baño de hielo de 15 a 25 min. y mientras tanto se prepara la solución del α−naftol. COPULACION ( α−NAFTOL ) .2 g de α− naftol se disuelve en una disolución caliente de 11 g de sosa en 60 ml de agua, una vez disuelto se enfría externamente con hielo hasta que la temperatura baje a 25° C y se añade 40.0 g de hielo hasta que la temperatura descienda a 5° C.

En este momento se vierte la suspensión del diazoico preparado en el paso 1, sobre la solución de α-naftol se agita bien y se deja reposar 1 hora durante la copulación debe haber una temperatura de 5 a 10°C el naranja 1 no precipita. La solución obtenida de color rojo oscuro se utiliza directamente para reducir el color.


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PROCEDIMIENTO (Naranja II)

Diazoación del ácido sulfanílico 1O.5 g de ácido sulfanílico se

disuelve en caliente y agitando en 50.0 ml de agua con 2.65 g de carbonato sódico anhidro, cuando esté disuelto se enfría a 15° C con hielo. Por debajo de 15° C el sulfanilato de sodio empieza a cristalizarse, antes de que esto ocurra se le añade una solución de 3.7 g de nitrito sódico en 10.0 ml de agua, la mezcla se vierte rápidamente y de golpe, sobre una mezcla de 10.5 ml de ácido clorhídrico concentrado y 60 g de hielo picado. Al agitarlo precipita el ácido p-diazobencensulfónico, se deja estar en un baño de hielo de 15 a 25 min. y mientras tanto se prepara la solución del β−naftol.

COPULACION ((β -nafto1) 7.2 g de β-naftol se disuelve en una disolución caliente de 11.0 g de sosa en 60 ml de agua, una vez disuelto se enfría externamente con hielo hasta que la temperatura baje a 25° C y se añade 40.0 g de hielo hasta que la temperatura descienda a 5° C.

En este momento se vierte la suspensión del diazoico preparado en el paso 1, sobre la solución de β-naftol se agita bien y se deja reposar 1 hora durante la copulación debe haber una temperatura de 5 a 10°C el precipitado se filtra.


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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: • K. Faber “BIOTRANSFORNATIONS IN ORGANIC CHEMISTRY”,

(1995); Capítulos 2 y 3; 2ª Edición, Springer-Verlag. (Unida III y IV).

• Zvi Szafran, Ronal M. Pike, Mono M. Singh. "Microscale Inorganic

chemistry, a comprehensive laboratory experience". John Wiley & Sons,

Inc.

• Christie L. Borgford, Lee R. Summerlin. "Chemical Activities Teacher

Edition". American Chemical Society, 1988

• Xorge A. Domínguez. "Métodos de Investigación Fitoquímica". Limusa,

1988

• Piaget, Jean. "Psicología Genética".Debate, Madrid, 1986

• Daniel Butruille, Javier Rivas, Fidel Villareal. "Experimentos de

Química, parte 2: química orgánica y bioquímica". Trillas, México, 1982.

• Donal L. Pavia, Gary M, Lampman, George S. Kritz Jr., "Química

orgánica experimental; productos naturales, compuestos de interés

farmacológico e industrial". Editorial Universitaria de Barcelona

(EUNIBAR), 1978

• Robert L. Pecsok. "Métodos Modernos de Análisis Químico,

experimentos". Limusa-Wiley, S.A. 1973

• Arthur I. Vogel. "Elementary Practical Organic Chemistry". Longmans,

Green and Co., London, 1958

• Francisco Giral. "Productos Químicos y Farmaceuticos". Atlante, S.A.

México, 1946


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BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: L.G. Wade, Jr. “QUÍMICA ORGÁNICA”, (1993); 2ª. Edición, Prentice-Hall Hispanoamérica, S.A. F.A. Carey “QUÍMICA ORGÁNICA”, (1999); 3ª. Edición. Mc. Graw Hill. T.W.G. Solomons “QUÍMICA ORGÁNICA”, (1999); ·3ª. Edición, Academic Press. M.A. Fox & Whitsell “QUÍMICA ORGÁNICA”, (1997); 2ª Edición, Addison Wesley. McMurry “QUÍMICA ORGÁNICA”, (1990); Edición, Iberoamericana F.A.Carey & R.J. Sundberg “ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY” “B”, (1993); Capítulo 2, 3 y 5; 3ª Edción, Plenum Press. (Unidand III y IV)


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