PRCTICA # 13 REACCIN DE SCHOTTEN-BAUMANN: OBTENCIN DE BENZOATO DE FENILOINFORMACIONLa reaccin entre un cloruro de acilo y un alcohol produce un ster. Cuando un cloruro de acilo aromtico es uno de los reactivos, suele agregarse alguna base para eliminar el cido clorhdrico a medida que se forma. La base generalmente es una solucin de hidrxido de sodio diluido, trietilamina o piridina (las ltima dos son bases orgnicas dbiles) y tal procedimiento se conoce como el mtodo de Shotten-Baumann

OBJETIVO Efectuar una esterificacin del fenol como ejemplo de la reaccin de Schotten- Baumann.

ANTECEDENTESPropiedades qumicas de los fenoles Los fenoles mas sencillos son lquidos o slidos de bajo punto de fusin, tienen puntos de ebullicin elevados, debido a que forman puentes de hidrogeno. El propio fenol tiene cierta solubilidad en agua (9g por 100g de agua), probablemente por la formacin de puentes de hidrogeno con ella. La mayora de los otros fenoles son esencialmente insolubles. Son incoloros, salvo que presentan algn grupo capaz de imponerles coloracin. Sin embargo, y al igual que las aminas aromticas, se oxidan con facilidad, por lo que a menudo se encuentran coloreados, a menos de que estn cuidadosamente purificadas, por la presencia de productos de oxidacin. Nombre Fenol o- cresol m-cresol p-cresol o-flourofenol m-flourofenol p-flourofenol o-clorofenol m-clorofenol p-clorofenol o- bromofenol m-bromofenol p-bromofenol o-yodofenol m-yodofenol p-yodofenol o-aminofenol m-aminofenol p-aminofenol o-nitrofenol m-nitrofenol p-nitrofenol 2,4-dinitrofenol 2,4,6trinitrofenol Catecol Resorcinol Hidroquinona P.f. C 41 31 11 35 16 14 48 9 33 43 5 33 64 43 40 94 174 123 186 45 96 114 113 122 104 110 173 P.e. C 182 191 201 202 152 178 185 173 214 220 194 236 236 Solubilidad g/100 agua a 25C 9.3 2.5 2.6 2.3 Ka 1.1x10-10 0.63 0.98 0.67 15 5.2 1.1 77 16 6.3 41 14 5.6 34 13 6.3 2.0 69 600 50 690 1000000 Muy grande 1 3 2

2.8 2.6 2.7

1.4

217

1.7 2.6 1.1 0.2 1.4 1.7 0.6 1.4 45 123 8

246 281 286

Una sustancia puede destilarse con vapor si tiene una presin de vapor apreciable a la temperatura de ebullicin del agua; los puentes de hidrogeno intermoleculares reducen la presin de vapor, inhibiendo la posibilidad de destilarlos. El examen de modelos revela que los grupos NO2 y OH en los nitrofenoles estn ubicados adecuadamente para la formacin de un puente de hidrgeno dentro de na misma molcula. Este puente intramolecular impide la formacin

de uno intermolecular con otras molculas fenlicas, y tambin con molculas de agua, de modo que el o-nitrofenol no tiene la baja volatilidad de un liquido asociado ni tampoco la solubilidad caracterstica de un compuesto que forma puentes de hidrogeno con agua. Sales de fenoles. Los fenoles son compuestos bastante cidos, distinguindose marcadamente en esto de los alcoholes, menos cidos incluso que el agua. Hidrxidos acuosos convierten fenoles en sus sales; los cidos minerales acuosos los reconvierten nuevamente en fenoles libres. Como es de suponer, los fenoles y sus sales tienen propiedades de solubilidad opuestas: las sales son solubles en agua e insolubles en disolventes orgnicos. La mayora de los fenoles tienen valores de ka del orden de 10 -10, por lo que son considerablemente menos cidos que los cidos carboxlicos. La mayora de los fenoles son mas dbiles que el acido carbnico, por lo que no se disuelven en soluciones de bicarbonato acuoso; por esta razn se distinguen de los cidos carboxlicos. De hecho, los fenoles se liberan bien de sus sales por la accin del acido carbnico. La fuerza acida de los fenoles y la solubilidad de sus sales en agua son tiles en anlisis y en separaciones. Una sustancia insoluble en agua que se disuelve en hidrxido de acuoso, pero no en bicarbonato, debe ser mas acida que el agua, pero menos que un acido carboxlico. La mayora de los compuestos comprendidos en este margen de acidez corresponde a fenoles, y puede separarse de cidos carboxlicos aprovechando su insolubilidad en bicarbonato1. Propiedades de la funcin fenol Caracteres comunes con los alcoholes. Los fenoles, como los alcoholes terciarios, no son oxidables a aldehdos o cetonas, ya que el carbono portador del hidrxido es terciario C(OH)= Produccin de steres Los cidos orgnicos dan esteres con los fenoles por una reaccin limitada:

El rendimiento de la esterificacin, dbil, es comparable al que dan los alcoholes terciarios para las mismas proporciones moleculares. Se pueden aplicar los mismos mtodos de produccin de esteres a partir de alcoholes, como la accin sobre los fenoles de anhdridos o cloruros de cidos orgnicos o minerales. Por ejemplo, el acetato de fenilo se obtiene calentando fenol con un exceso de anhdrido actico:

El benzoato de bencilo por accin del cloruro de benzoilo sobre el fenol:

El pentacloruro de fsforo permite la sustitucin del OH por Cl: C6H5OH + PCl5 POCl3 + HCl + C6H5Cl El oxicloruro de fsforo da con fenol, el fosfato de tritofenilo, utilizando como plastificante de esteres celulsicos

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Morrison, Qumica Orgnica, 5 edicin, ED. Adison, Mxico D.F., 1987, Pgs.: 981-984, 849-852

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Produccin de teres La alcohilacin o arilacin de un fenol para dar teres hace cono en los alcoholes: por deshidratacin cataltica. As el oxido de fenilo, utilizado en perfumera por su olor a geranio, se obtiene haciendo pasar vapor de fenol por torina calentada a 400C:

La sntesis de Williamson por accin de un fenato alcalino con un derivado halogenado:

Se puede sustituir ventajosamente el derivado halogenado por el sulfato de dialcohlico, por ejemplo, en las metilaciones y etilaciones, por los sulfatos de metilo y etilo.

Los teres fenlicos ms importantes, son los siguientes. Para desmetilar los teres fenolitos, se hierven a reflujo con solucin actica de acido bromhdrico o se calientan con acido yodhdrico:

Propiedades del ncleo: Son las propiedades de adicin y sustitucin de los hidrocarburos aromticos, facilitadas por el grupo fenolito, que las orienta a orto y para. Oxidacin de los fenoles Los fenoles, y sobre todo los polifenoles, en medio bsico son oxidables. Su oxidacin da con frecuencia productos coloreados en rojo pardo, de estructura probablemente policclica. As el pirogalol, en medio bsico absorbe el oxigeno del aire tomando color pardo, por lo que se emplea en anlisis de gases. Las propiedades reductoras de la hidroquinona, o paradifenol, son debido a su oxidacin a quinona.

Reacciones coloreadas con cloruro frrico: Numerosos fenoles dan con una solucin acuosa diluida de cloruro ferrico, coloraciones caractersticas, debido a la formacin de complejos. El fenol da coloracin violeta, el pirocatecol, verde; el resorcinol violeta oscura y la hidroquinona un precipitado verde2. Mtodos de esterificacin de fenoles.2

Mena, M.E. Qumica Orgnica, ED, Publicaciones Cultural, Mxico D.F. 1990, Pg.:456-462

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La esterificacin del fenol no involucra la ruptura del fuerte enlace C O del fenol, sino depende de la ruptura del enlace OH. Por consiguiente, los esteres de los fenoles se pueden sintetizar por las mismas reacciones que conducen a los esteres alqulicos. Aunque se pueden emplear un acido carboxlico para esterificar un fenol, los rendimientos son generalmente bajos. Se obtienen mejores resultados si en lugar de un acido carboxlico, se emplea un derivado mas reactivo de este, el anhdrido actico es un derivado reactivo que conduce a esteres acetato3.

O

OFenol

O

O

CH3C-OCCH3 + HOAnhdrido actico

CH3COAcetato de fenilo un ster

+ CH3COH

Reaccin de Schotten Baumann La reaccin entre un cloruro de acilo y un alcohol produce un ester. Cuando un cloruro de acilo aromtico (ArCOCl) es uno de los reactivos, suele agregarse alguna base para eliminar el HCl a medida que se forma. La base generalmente es una solucin de hidrxido de sodio diluido, trietilamina o piridina, y tal procedimiento se conoce como el mtodo de Schotten Baumann. Las mismas reacciones ocurren cuando un fenol (ArOH) se emplea en lugar de un alcohol, y esta es una de las mejores (y escasas) maneras de prepara esteres arlicos. Lo siguiente muestra estas reacciones generales4:

O

O

(Ar-)R-C-Cl + ROHONu:

Base

(Ar-)R-C-OR + HClO H R

B: (base)

B:HO

+ :Cl

Ambas reacciones ocurren por la sustitucin acilnucleoflica, segn se observa:

O

R-C-Cl + ROHEjemplo:O

R-C Cl

R-C-O

+ Cl

R-C-OR + H

O-H Intermediario R tetradrico inestable

CH3CH2CH2-C-Cl +Cloruro de butanoilo (cloruro de n-butirilo) Fenol

OH

OHH 2O (diluido)

O

CH3CH2CH2-C-OButanoato de fenilo (n-butiratode fenilo)

Reacciones de los fenoles Auque estructuralmente los fenoles son similares a los alcoholes, son cidos mucho ms fuertes. Las constantes de acidez de la mayora de los alcoholes son del orden de 10 18. Sin embargo como se observa en la tabla las constantes de acidez de los fenoles son del orden 10-11 o ms. Tambin puede verse que cuando en el anillo bencnico se encuentran grupos que atraen con fuerza a los electrones esto aumente la acidez de los fenoles. Por ejemplo 2,4-dinitrofenol (Ka = 1.1x10 -4) es un acido mas fuerte que el acido actico y el 2, 4,6-trinitrofenol (K a = 4.2x10 -1) es casi tan fuerte como algunos cidos minerales. Ambos efectos pueden explicarse la acidez de los fenoles en relacin a los alcoholes y la mayor acidez de los fenoles que contienen grupos que atraen electrones aplicando la teora de la resonancia. Sin embargo, antes de hacerlo, ser de utilidad reconsiderar la teora cidobase en trminos generales. Las reacciones cidobase son reacciones que estn bajo el control del equilibrio. O sea, son reacciones reversibles y, as, las cantidades relativas de acido y base conjugados que se forman estn regidas por la posicin de un equilibrio ya que en este tipo de reacciones, bajo control del equilibrio, tanto productos como reactivos tienen suficiente energa para sobrepasar la barrera de energa entre ellos. Constantes de acidez de los fenoles Nombre Fenol o Cresol m Cresol3 4

Constates de acidez Ka (H2O a 25) 1.3 x 10 -10 6.3 x 10 -11 9.8 x 10 -11

Fessenden, R. J y Fessenden, S. J. Qumica Orgnica. Grupo editorial Iberoamericana. California. Estados Unidos. 1983. Pgina: 492 Wingrove, A.S y Cret, R.L. Qumica Orgnica. Harper and Row. Publishers Inc. N.Y 1981. Paginas: 1086 1087

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Cresol Clorofenol m Clorofenol p Clorofenol o Nitrofenol m Nitrofenol p Nitrofenol 2, 4 Ditrofenol 2, 4, 6 trinitrofenol 1 Naftol 2 - Naftolp o

6.7 x 10 -11 7.7 x 10 -9 1.6 x 10 -9 6.3 x 10 -8 6.8 x 10 -9 5.3 x 10 -9 7 x 10 -8 1.1 x 10 -4 4.2 x 10 -1 4.9 x 10 -10 2.8 x 10 -10

As pues, con las reacciones cidobase, es posible explicar los efectos que tienen las variaciones en las estructuras sobre Ka, estimando la diferencia de energa entre el acido y su base conjugada. Los factores estructurales que estabilizan la base conjugada, A: - mas que el acido, HA, hacen que el valor de K a sea mas alto. A la inversa, los factores estructurales que estabilizan a la base conjugada hacen que el valor de Ka sea ms pequeo. Los efectos de resonancia a menudo son un factor importante en las reacciones acido base y los efectos de resonancia generalmente estabilizan a la base conjugada mas de lo que estabilizan el acido. Puede verse un claro ejemplo de esto si se considera nuevamente una de las explicaciones originales donde se trato de justificar la mayor acidez de un fenol en relacin con la de un alcohol. Comprense dos compuestos superficialmente similares, el ciclohexanol y el fenol.

OHCiclohanol ka=10-18

OHFenol ka 1.3x10-10

Aunque el fenol es un acido dbil al comparrsele con un acido carboxlico como el acido actico (Ka = 10-5), fenol es un acido mucho mas fuerte que el ciclohexanol. El fenol se disolver en una solucin acuosa de hidrxido es lo suficientemente fuerte como base para llevar acabo la siguiente reaccin y producir fenxido de sodio mientras que el ciclohexanol no lo har. El Ion hidrxido es lo suficientemente fuerte como base para llevar a cabo la siguiente reaccin y producir fenxido de sodio soluble en agua.

OH + NaOH(ligeremente soluble)

H2O

O-Na+ + H2O(soluble)

La reaccin correspondiente del ciclohexanol con hidrxido de sodio acuoso no se verificacin en grado apreciable.

OH + NaOH

H2O

O-Na+ + H2O(soluble)

Para ambos, el fenol y el Ion fenxido pueden escribirse estructuras en resonancia. A excepcin de la estructuras de Kekul, las estructurales en resonancia del fenol requieren de la separacin de cargas opuestas mientras que las corresponsabilidades estructuras en resonancia del Ion fenxido no lo requieren. Se necesita energa para separar a las cargas opuestas y por tanto puede concluirse que la resonancia contribuyen en menor grado a estabilizar el fenol que al Ion fenxido. O sea, la resonancia estabiliza mas a la base conjugada (ion fenxido) que al acido (fenol). La estabilidad por resonancia del Ion fenxido es particularmente importante porque la carga negativa esta deslocalizada en el tomo de oxigeno como seria el caso en el anion del ciclohexanol. Puesto que la resonancia estabiliza mas al Ion fenxido que al fenol mismo, la ionizacion del fenol es una reaccin menos endotrmica que la correspondiente ionizacion del ciclohexanol. En consecuencia, el equilibrio entre el fenol y su base conjugada favorecer la formacin de la base conjugada y el Ion hidronio ms que el correspondiente equilibrio del ciclohexanol. Ambos compuestos son cidos dbiles, pero de los dos, el fenol es el mas fuerte. Si se examina la tabla anterior se ve que los fenoles que tienen grupos que atraen electrones unidos al anillo bencnico (Cl o NO2 -) son ms cidos que el fenol mismo. Por otra parte, los fenoles que contienen grupos que liberan electrones son menos cidos que el fenol. Esta tendencia puede explicarse observando tanto la resonancia como el efecto inductivo que estos grupos tienen el Ion fenxido. Los grupos metilo liberan electrones. Debido a esto el anillo bencnico de los aniones de cresol no puede deslocalizar a una carga negativa de forma tan efectiva como el anillo bencnico del Ion fenxido.

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As pues, el anion (la base conjugada) de un cresol no esta estabilizado por resonancia de igual grado que el Ion fenxido. En consecuencia los cresoles son menos cidos que el fenol. Por el contrario los grupos que atraen electrones, ayudan a la deslocalizacin de la carga negativa de los aniones de fenol. Por lo tanto, los grupos que atraen electrones ayudan a estabilizar al anion y aumentar la acidez del fenol. Los grupos nitro son particularmente efectivos en deslocalizar la carga negativa cuando esta en posicin orto o para respecto al grupo OH. En estos compuestos se encuentra que los efectos de resonancia son importantes si se examinan las estructuras en resonancia del Ion p Nitrofenxido. Una de estas estructuras en resonancia excepcionalmente estable por que los oxgenos electronegativos del grupo nitro son los que acomodan toda la carga negativa Otras reacciones del grupo O H de los fenoles Los fenoles reaccionan con anhdridos de cidos carboxlicos y cloruros de acido para formar esteres. Estas reacciones son bastante similares a las de los alcoholes.O

OH

RC 2O Base O

O O CR O O CR

OH

RCCl Base

Los fenoles pueden convertirse en teres mediante la sntesis de Williamson. Puesto que los fenoles son mas cidos que los alcoholes pueden convertirse en fenxidos de sodio por reaccin de hidrxido de sodio (en lugar de sodio metlico con el reactivo que se utiliza para convertir los alcoholes en Ion alcxidos). Un ejemplo especfico es la sntesis del anisol a partir del fenol. Cuando los alquil, aril, teres reaccionan con los cidos fuertes como el HI y el HBr, la reaccin produce un haluro de alquilo y un fenol. El fenol no reacciona posteriormente para producir un haluro de arilo por que el enlace CO es muy fuerte. Reacciones del anillo bencnico de los fenoles. El grupo oxhidrilo es un potente activador, -un orientador ortopara- en las sustituciones aromticas electroflicas. El fenol mismo reacciona como bromo en solucin acuosa para producir 2,4,6 tribromofenol en rendimiento casi cuantitativo. La monobromacin del fenol puede lograrse llevando a cabo la reaccin en disulfuro de carbono a baja temperatura. El principal producto es el ismero para. El fenol reacciona con cido ntrico diluido produciendo una mezcla de o y p-nitrofenol. Aunque el rendimiento es relativamente bajo los ismeros orto y para pueden separarse por destilacin por vapor el o nitrofenol es el ismero ms voltil porque sus enlaces de hidrogeno son intramoleculares. As pues, el o-nitrofenol destila con el vapor y el pnitrofenol permanece en el matraz de destilacin. El Ion fenxido es aun mas estable a la sustitucin aromtica electroflica que el fenol mismo. Esta alta reactividad del anillo fenxido se utiliza en una reaccin llamada la reaccin de Kolbe. En esta reaccin el dixido de carbono acta como electrfilo.; Generalmente la reaccin se lleva acabo permitiendo que el fenxido de sodio absorba dixido de carbono y calentando el producto a 125 bajo un a presin de varias atmsferas de dixido de carbono. La acidificacin subsecuente de la mezcla produciendo acido saliclico. El acido saliclico reacciona con anhdrido actico produciendo el analgsico que mas comnmente utiliza el hombre, la aspirina5. Cloruros de acido Como para otros derivados de cidos, las reacciones tpicas de los cloruros de acido son las sustituciones nucleoflicas. El cloro es expulsado en forma de ion cloruro o de cloruro de hidrogeno, y su lugar lo ocupa algn otro grupo bsico. Estas reacciones son mucho mas rpidas que las correspondientes a los halogenuros de alquilo, debido a la presencia del grupo carbonilo. Los cloruros de acido son los derivados mas reactivos de los cidos carboxlicos. Conversin de los Cloruros de cido a derivados de acido5

Solomons, G. Primera edicin. Qumica Orgnica. Limusa Wiley. Mxico. D.F.1990. Pginas: 645-654

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En el laboratorio es mas comn preparar amidas y esteres con cloruros de acido que con los propios cidos. Tanto la preparacin del cloruro como sus reacciones con amoniaco y alcohol son reacciones rpidas y esencialmente irreversibles. Resulta mas conveniente realizar estos dos pasos que efectuar una sola reaccin lenta y reversible con el acido. Los cloruros de acido aromticos (ArCOCl) son considerablemente menos reactivos que los alifticos. Con agua fra, por ejemplo el cloruro de acetilo reacciona de manera casi explosiva, mientras el de benzoilo solo reacciona lentamente. La reaccin de cloruros de cidos aromticos con un alcohol o un fenol se lleva acabo utilizando a menudo la tcnica de Schotten-Baumann: el cloruro se aade en porciones (agitando vigorosamente) a una mezcla de compuesto hidroxilado y una base, por lo general hidrxido de sodio acuoso o piridina. La base no solo sirve para neutralizar el cloruro de hidrogeno, que de otro modo se liberara, sino tambin para catalizar la reaccin. Particularmente, la piridina parece que convierte al cloruro de acido en un agente acilante aun mas poderoso6. Reacciones de los cloruros de acilo Debido a que los cloruros de acilo son los derivados ms reactivos, es necesario utilizar compuestos especiales para prepararlos. Se utilizan otros cloruros cidos, los derivados de cidos inorgnicos: se emplea PCl5, PCl3 y el SOCl2. Todos estos reactivos reaccionan con los cidos carboxlicos para dar cloruros de acilo con buen rendimiento. Reacciones generales:

O

OCloruro de tionilo

RCOH + SOCl2O O

R-C-Cl + SO2 + HClO

3RCOH + PCl3Tricloruro de fsforo

3 RCCl + H3PO4O

RCOH + PCl5

Pentacloruro de fsforo

RCCl + POCl3 + HCl

Todas estas reacciones incluyen sustituciones nucleoflicas del Ion cloruro en un producto intermedio altamente reactivo: un clorosulfito de acilo protonado, un clorofosfito de acilo protonado o un clorofosfato de acilo protonado. Debido a que los cloruros de acilo son los ms reactivos de los derivados acilo, es fcil convertirlos en compuestos menos reactivos. Por tanto, muchas veces la mejor ruta de sntesis para obtener un anhdrido, un ester o una amina, incluye la sntesis inicial de un cloruro de acilo a partir del acido, y la conversin posterior del cloruro de acilo en el derivado acido deseado.O RCO-Na+ (-NaCl)

O

OAnhdrido

RC-O-CRO

O

RCOHcido

SOCl2 o PCl3 o PCl5

ROH,base (-HCl)

RCORO

ster

O

RCClCloruro de acilo

NH3 (-NH4+Cl-)

RCNH2O

Amida

RNH2 (-RNH3+Cl-) RR NH (-RR NH2+Cl-)

RCNHRO

Amida N-sustituida

RCNRR

Amina N,N-disustituida

En este esquema se muestra la manera en la que es posible sintetizar los anhdridos cidos, esteres y amidas a partir de cidos, por la conversin inicial del acido en cloruros de acilo.

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Morrison, Qumica Orgnica, 5 edicin, ED. Adison, Mxico D.F., 1987, Pgs.: 981-984, 849-852

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Los cloruros de acilo tambin reaccionan con el agua y (todava ms rpido) con una base acuosa7: H2O O O

RCClCloruro de acilo OH /H2O-

RCOHO

RCO- + Cl Probeta graduada 25 ml Vaso de pp de 250 ml Pipeta graduada 10 ml 1 Kitasato c/manguera Barra para agitacin

MATERIAL Matraz Erlenmeyer 50 ml 1 Agitador mecnico Embudo de filtracin rpida Bchner c/alargadera 1 Matraz Erlenmeyer 125 ml con tapn de corcho Agitador magntico SUSTANCIAS Fenol 1 g Esptula 1 Barra de agitacin Recipiente de peltre Vidrio de reloj Pinzas de tres dedos Resistencia elctrica Sol. de NaOH al 10 % 15 ml Etanol 5 ml

Cloruro de benzoilo 2 ml

BENZOATO DE FENILO Propiedades Fsicas Y Qumicas: Estado fsico: polvo de fluidez libre. Color y olor: blanco - picante dbil. Densidad relativa: 1,23 (a 20 C). Densidad aparente: 0,62 - 0,65 (a 20 C). Punto de inflamacin: mayor que la temperatura de descomposicin autoacelerada (SADT) SADT: 60 C. Punto de autoencendido: > 380 C. Solubilidad en agua: insoluble. Oxgeno activo: 3,3 % Propiedades toxicolgicas: Piel no irritante (4 h de exposicin). Ojos ligeramente irritante (5 min. de exposicin) moderadamente irritante. Genotoxicidad no mutagnico (prueba de Ames). Otra informacin no carcinognico BENZOATO DE SODIO C6H5COONa Masa molecular: 144.1053 Propiedades qumicas: El Benzoato de sodio, tambin conocido como benzoato de sosa o (E211), es una sal del cido benzoico, blanca, cristalina o granulada. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol. La sal es antisptica y se usa generalmente para conservar los alimentos. En cantidades elevadas es txica. Puede ser producido por reaccin de hidrxido sdico con cido benzoico. Propiedades fsicas: Densidad 1.44 g cm3 Punto de fusin >300 C CLORURO DE BENZOILO C7H5ClO/C6H5COCl Masa molecular: 140.57 Propiedades qumicas: En contacto con superficies calientes o con llamas esta sustancia se descompone formando gases altamente txicos y corrosivos de fosgeno y cloruro de hidrgeno. La sustancia se descompone violentamente al calentarla intensamente o en contacto con lcalis, aminas, otros compuestos bsicos, DMSO, causando peligro de incendio o explosin. Reacciona violentamente con oxidantes fuertes. Reacciona con agua o humedad produciendo calor y humos txicos y corrosivos. Ataca a mucho13400&127; Propiedades toxicolgicas: Inhalacin; sensacin de quemazn, tos, jadeo, dolor de garganta. Piel: Enrojecimiento, quemaduras cutneas, dolor. Ojos; Enrojecimiento, dolor, quemaduras profundas graves. Ingestin; Calambres abdominales, dolor abdominal, debilidad. Propiedades fsicas: Punto de ebullicin: 197.2C. Punto de fusin: -1C. Densidad relativa (agua = 1): 1.21. Solubilidad en agua: decompone Presin de vapor, Pa a 20C: 50. Densidad relativa de vapor (aire = 1): 4.88. Punto de inflamacin: 88C. Temperatura de autoignicin: 197C. ETANOL (Alcohol etlico: CH3CH2OH/C2H5OH): Masa molecular: 46.1: Lquido incoloro, de olor caracterstico. Peligros fsicos: El vapor se mezcla bien con el aire, formndose fcilmente mezclas explosivas. Peligros qumicos: Reacciona lentamente con hipoclorito clcico, xido de plata y amonaco, originando peligro de incendio y explosin. Reacciona violentamente con oxidantes fuertes tales como, cido ntrico o perclorato magnsico, originando peligro de incendio y explosin. Vas de exposicin: La sustancia se puede absorber por inhalacin del vapor y por ingestin. Toxicidad: Por evaporacin de esta sustancia a 20C se puede alcanzar bastante lentamente una concentracin nociva en el aire. La sustancia irrita los ojos. La inhalacin de altas concentraciones del vapor puede originar irritacin de los ojos y del tracto respiratorio. La sustancia puede causar efectos en el sistema nervioso central. El lquido desengrasa la piel. La sustancia puede afecta al tracto respiratorio superior y al sistema nervioso central, dando lugar a irritacin, dolor de cabeza, fatiga y falta de concentracin. La ingesta crnica de etanol puede causar cirrosis heptica. Propiedades fsicas: Punto de ebullicin: 79C; Punto de fusin: -117C; Densidad relativa (agua = 1): 0.8; Solubilidad en agua: Miscible; Presin de vapor, kPa a 20C: 5.8; Densidad relativa de vapor (aire = 1): 1.6; Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a 20C (aire = 1): 1.03; Punto de inflamacin: 13C (c.c.); Temperatura de autoignicin: 363C; Lmites de explosividad, % en volumen en el aire: 3.3-19 FENOL C6H6O/C6H5OH Masa molecular: 94.17

Solomons, G .Segunda edicin. Qumica Orgnica limusa Wiley. Mxico. D.F. 2000. Paginas: 936-938

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Propiedades qumicas: Puede explotar por calentamiento intenso por encima de 78C. La disolucin en agua es un cido dbil. Reacciona con oxidantes, originando peligro de incendio y explosin. Propiedades toxicolgicas: Inhalacin; Sensacin de quemazn, tos, vrtigo, dolor de cabeza, nuseas, jadeo, vmitos, prdida del conocimiento. Piel Puede Absorberse! Quemaduras cutneas graves, shock, colapso, efecto anestsico local, convulsiones, shock, colapso, coma, muerte .Ojos; Prdida de visin, quemaduras profundas graves. Ingestin; Corrosivo. Dolor abdominal, convulsiones, diarrea, dolor de garganta, coloracin oscura de la orina. Propiedades fsicas: Punto de ebullicin: 182C. Punto de fusin: 43C. Densidad relativa (agua = 1): 1.06 Solubilidad en agua, g/100 ml: 7. Solubilidad en agua: Moderada. Presin de vapor, Pa a 20C: 47. Densidad relativa de vapor (aire = 1): 3.2. Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a 20C (aire = 1): 1.001. Punto de inflamacin: 79C c.c. Temperatura de autoignicin: 715C. Lmites de explosividad, % en volumen en el aire: 1.36-10. Coeficiente de reparto octanol/agua como log Pow: 1.46 FENOLATO DE SODIO Propiedades Fsicas Y Qumicas; Aspecto: Lquido pardo oscuro. Estado Fsico: Lquido. Olor: Fenol pH: 11,5. Presin del vapor: Indeterminado. Densidad del vapor (aire = 1): Indeterminado. Punto de ebullicin: Indeterminado. Punto de congelacin: No es pertinente en este caso. Punto de ignicin: No es pertinente en este caso. Mtodo: No es pertinente en este caso. Temperatura de ignicin espontnea: No es pertinente en este caso. Limites de combustibilidad: Lmite inferior de explosin: No es pertinente en este caso Lmite Superior de Concentracin Explosiva: No es pertinente en este caso. Gravedad Especfica (agua = 1): Indeterminado. Tasa de evaporacin (agua = 1): Indeterminado. Contenido de compuestos orgnicos voltiles: Indeterminado. Coeficiente de Particin (noctanol/agua): No es pertinente en este caso. Solubilidad: Agua: Mezclable: Acido: Indeterminado Propiedades toxicolgicas: Contacto con los Ojos: Causa irritacin. Contacto con la Piel: Causa irritacin Absorcin por la Piel: Puede ser absorbido a travs de la piel. rganos Afectados: No se ha reportado ninguno. Ingestin: Causa: calambres abdominales dolor abdominal Puede causar: quemaduras de la boca y el esfago. rganos Afectados: No se ha reportado ninguno. Inhalacin: Podra causar: irritacin del sistema respiratorio neumonitis qumica. rganos Afectados: Pulmones HIDROXIDO DE SODIO (Hidrxido sdico, Sosa custica, Sosa: NaOH; Masa molecular: 40.0g/mol) Propiedades fsicas: Punto de ebullicin: 1390C; Punto de fusin: 318C; Densidad relativa (agua = 1): 2.1; Solubilidad en agua, g/100 ml a 20C: 109; Presin de vapor, kPa a 739C: 0.13 Propiedades toxicolgicas: Inhalacin: Corrosivo. Sensacin de quemazn, tos, dificultad respiratoria, jadeo, dolor de garganta; Piel: Corrosivo. Quemaduras cutneas graves, dolor; Ojos: Corrosivo. Dolor, visin borrosa, quemaduras profundas graves; Inhalacin: Corrosivo. Sensacin de quemazn, tos, dificultad respiratoria; Piel Corrosivo. Enrojecimiento, graves quemaduras cutneas, dolor; Ojos: Corrosivo. Enrojecimiento, dolor, visin borrosa, quemaduras profundas graves; Ingestin: Corrosivo. Dolor abdominal, sensacin de quemazn, diarrea, vmitos, colapso. Propiedades qumicas: La sustancia es una base fuerte, reacciona violentamente con cidos y es corrosiva en ambientes hmedos para metales tales como cinc, aluminio, estao y plomo originando hidrgeno (combustible y explosivo). Ataca a algunas formas de plstico, de caucho y de recubrimientos. Absorbe rpidamente dixido de carbono y agua del aire. Puede generar calor en contacto con la humedad o el agua8.

PROCEDIMIENTODisuelva 1 g de fenol en 15 ml de solucin de sosa al 10% en un matraz Erlenmeyer de 125 ml. Adicione 2 ml de cloruro de benzoilo (Nota 1), agite la mezcla de reaccin por 15 minutos mediante un agitador magntico, el matrz deber estar tapado por un tapn de corcho que se quitar de vez en cuando para evitar que la presin lo levante. Al final de este periodo la reaccin debe haberse llevado al cabo y separado un producto slido, filtre el slido al vaco, lave con agua y seque por succin. Recristalice el producto crudo de etanol y seque. Calcule el rendimiento y determine el punto de fusin (Nota 2).NOTAS 1) La adicin del cloruro de benzoilo debe hacerse en la campana. 2) El punto de fusin del producto puro es de 70 C.

RESULTADOS8

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REACCIN:

PM= 94.11 g/mol m= 1.00 g n= 0.0106 mol p. f.= 40-42 C p.

V= 2 ml = 1.211 g/ml PM= 140.57 g/mol m= 2.422 g n= 0.0172 mol p. eb.= 198 C

PM= 198.22 g/mol m= 0.9580g n= 0.0048 mol p.f. = 64C

%R =

0.0048mol 100 = 45.59% 0.0106mol

MECANISMO:(Ion) Fenxido de sodio

O H

O

Na + H2OCl O C ONa

+ Na+ OHO

O O C

Na

Cl C O

+ Na Cl

DISCUSIN DE RESULTADOS:

Se realiz la obtencin de benzoato de fenilo por medio de la reaccin de Schotten Baumann la cul consisti en aadir al cloruro en pequeas porciones, agitando para ello vigorosamente una mezcla del compuesto

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hidroxilado (el fenol) y una base, como lo es el hidrxido de sodio acuoso o la piridina (que en este caso no utilizamos).

La funcin del NaOH, durante toda la reaccin fue de neutralizar el cido (ya que en este caso el fenol sirvi como cido), y canalizar la reaccin. La primer reaccin que se formo fue una reaccin cido-base entre el fenol y la sosa para de esta forma formar el fenxido de sodio y ya que se formo agua se encontraba en medio acuoso formando de esta forma el ion que nos ayud a proseguir con la reaccin ya que este se convirti en un neutrfilo. En este paso tuvimos un slido color crema que precipitaba (por ser insoluble) del agua en la cul se encontraba disuelto el NaCl formado, sin embargo en este paso an no se encontraba puro por lo que se pas a filtrar y a recristalizar para purificar el producto. Al recristalizar se obtuvieron pequeos y finos cristales blancos brillantes a los cules se les determin su punto de fusin el cul determinamos que fue de 64C, Segn la tcnica, este deba de ser de 70C, sin embargo ya que la altura de la ciudad de Mxico es diferente a la del nivel del mar, la presin disminuye y por lo tanto es posible que la temperatura de estos puntos de referencia sea menor a la estipulada, por lo cul fue que nos dio algunos grados menores la determinacin del punto de fusin del producto. Por ltimo se determin el rendimiento de la reaccin total el cul fue del 45.59%, este no fue muy bueno, posiblemente debido a que el papel filtro utilizado era demasiado delgado, lo cul pudo propiciar a que se perdiera producto en el filtrado, ya que se observo en las aguas madres al final del experimento una gran cantidad de slido precipitado en ellas, que se piensa pudo ser el producto que no se obtuvo de rendimiento.

CUESTIONARIO1) Escriba un mecanismo razonable para la obtencin de benzoato de fenilo.(Ion) Fenxido de sodio

O H

O

Na + H2 OCl O C ONa

+ Na

Na OH Cl C O

+

O O C

O

+ Na Cl

2) Haga un esquema de separacin de benzoato de fenilo de la mezcla de reaccin.

3) Asigne las bandas principales a los grupos funcionales presentes en los espectros de I.R. de reactivos y productos. Espectros de I.R. a) Fenol

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CONCLUSIONES:Por medio de esta prctica se realiz una esterificacin por medio de la reaccin entre un cloruro de acilo y un alcohol y al ser el cloruro de acilo aromtico, al agregar una base para eliminar el cido clorhdrico mientras este se esta formando, fue utilizado el procedimiento o mtodo conocido como mtodo de Shotten-Baumann, el cul nos permiti la formacin del ster (en este caso el benzoato de fenilo), el cul por medio de tcnicas ya conocidas se obtuvo de forma pura y al cul se le determinaron algunas propiedades fsicas.

REFERENCIAS: Fessenden, R. J y Fessenden, S. J. Qumica Orgnica. Grupo editorial Iberoamericana. California. Estados Unidos. 1983. Pgina: 492 Mena, M.E. Qumica Orgnica, ED, Publicaciones Cultural, Mxico D.F. 1990, Pg.:456-462 Morrison, Qumica Orgnica, 5 edicin, ED. Adison, Mxico D.F., 1987, Pgs.: 981-984, 849-852

Solomons, G. Primera edicin. Qumica Orgnica. Limusa Wiley. Mxico. D.F.1990. pp. : 645-654 Solomons, G .Segunda edicin. Qumica Orgnica limusa Wiley. Mxico. D.F. 2000. pp.: 936-938

Wingrove, A.S y Cret, R.L. Qumica Orgnica. Harper and Row. Publishers Inc. N.Y 1981. pp: 1086 1087 www.mtas.es

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