Facultad de QumicaDepartamento de Qumica Orgnica Qumica Orgnica 103

INFORME DE QUIMICA ORGANICA

Nombre:Marcos PrezGrupo:3CFecha:22/04/2015Prctica:N-alquilacin de aminas aromticas

Introduccin:

La cromatografa agrupa un conjunto importante y diverso de mtodos que facilitan la separacin, identificacin y determinacin de componentes estrechamente relacionados en mezclas complejas; muchas de dichas separaciones son imposibles por otros medios.En todas las separaciones cromatogrficas la muestra se disuelve con una fase mvil que puede ser un gas, un lquido o un fluido supercrtico la cual se hace pasar a travs de una fase estacionaria inmiscible fija en una columna o en una superficie slida. Las dos fases se eligen de tal forma que los componentes de la muestra se distribuyen en grados distintos entre la fase mvil y la fase estacionaria. Aquellos componentes que son fuertemente retenidos por la fase estacionaria se mueven con mucha lentitud con el flujo de la fase mvil. En cambio, los componentes unidos dbilmente a la fase estacionaria se mueven con rapidez. Como consecuencia de las distintas velocidades de migracin, los componentes de la muestra se separan en bandas o zonas distintas que se pueden analizar en forma cualitativa y cuantitativa.Dentro de las diversas tcnicas cromatogrficas desarrolladas encontramos la cromatografa de adsorcin, que es la que se emplea en esta prctica.El fenmeno de adsorcin es un fenmeno que se desarrolla en la superficie de la fase estacionaria, la cual es el resultado de interacciones del tipo: atracciones de van der Waals, uniones dipolo-dipolo propiamente dichas, enlace de hidrgeno e interacciones inicas.El soluto que fue adsorbido es luego desorbido por la fase mvil.Aquellos componentes que estn adsorbidos ms dbilmente, sern ms fciles de desorber por lo que sern removidos por la fase mvil. La capacidad de un disolvente de remover un soluto del adsorbente depende de la polaridad (para adsorbentes polares), por lo que disolventes polares remueven al soluto ms rpido.

En sta prctica se realiza el seguimiento de la N-alquilacin de aminas aromticas por cromatografa de capa fina (TLC), una tcnica analtica utilizada en la determinacin de pureza de muestras y en la identificacin primaria de compuestos. En investigacin es comnmente usada para el estudio de avance de reacciones. Para el desarrollo de esta tcnica se necesita un adsorbente fijo se emplea una capa plana y relativamente delgada del material adsorbente que a la vez es el soporte, o bien, cubre una superficie de vidrio, plstico o metal, un capilar para realizar la adsorcin (siembra) de la muestra antes del desarrollo de la TLC, una cmara de desarrollo, en la cual se coloca la fase mvil y un revelador para visualizar los componentes de la muestra cromatografiados, por ejemplo en este caso se utilizan vapores de iodo.El proceso: se siembra la muestra y el patrn de un posible componente en una placa, la cual se sumerge en la cmara que tiene la fase mvil, la cual asciende por capilaridad desorbiendo selectivamente los componentes. Por ltimo se revela utilizando el revelador seleccionado.Para medir el desplazamiento alcanzado por cada componente de la muestra cromatografiada se utiliza la relacin de frentes Rf, que se define como el cociente entre la distancia recorrida por el compuesto y la distancia recorrida por el disolvente de desarrollo.

Reaccin Principal:

Mecanismo:

Discusin de resultados:

Seguimiento de la reaccin de N-alquilacin de anilina:

Para el seguimiento de esta reaccin se realiz el sembrado de la mezcla de reaccin en curso en una placa de vidrio cubierta de Slica, la fase estacionaria elegida, mientras que la fase mvil utilizada es una mezcla de ter de petrleo y dietilter 9:1.

Se realizaron sembrados en 3 puntos de la placa, el primero conteniendo el patrn de anilina, el segundo una cosiembra de patrn y la mezcla de reaccin, y el tercero nicamente de la mezcla de reaccin.

En tiempo 0 se observ un corrimiento casi idntico en los 3 puntos sembrados, lo que es lo esperado dado que se considera que la reaccin no ha comenzado.En tiempo 10 se observa la aparicin de una segunda mancha con mayor desplazamiento que corresponde a la anilina mono-alquilada. Esta diferencia con respecto al patrn se debe a que al sustituirse un hidrgeno del grupo funcional de la amina por un alquilo, disminuye la posibilidad de establecer un enlace de hidrgeno con la slica, por lo que la interaccin disminuye y la fase mvil la desplaza ms.En las siguientes TLC no se efectu bien o la siembra, o el revelado, no siendo concluyentes para un anlisis cualitativo.A tiempo 40 se observan 2 nuevas manchas que difieren con la posicin del patrn. La primera de ellas se encuentra por encima de la correspondiente a la amina mono-alquilada, y corresponde a la especie di-alquilada de la amina, cuyo mayor desplazamiento se puede explicar de la misma manera que el anterior.La otra mancha es muy pequea y aparece en la posicin de sembrado, esto indica que se ha empezado a formar la amina tri-alquilada, o sal de amonio cuaternaria. La posicin de la mancha indica que no se movi del lugar donde se sembr y esto se debe a que al ser una especie cargada, interacciona a travs de enlace inico con la fase estacionaria, y siendo esta una interaccin muy fuerte, no sufre desplazamiento con la fase movil.En tiempo 60 se observa lo mismo que en 40 pero la mancha correspondiente a la sal de amonio cuaternario es mayor.

Comparacin y anlisis cualitativo de las reacciones de N-alquilacin de p-toluidina, anilina y p-cloroanilina:Las posibles diferencias observables en la reactividad de cada una de las aminas aromticas estudiadas se deben a los sustituyentes de las mismas.Centrandonos la p-cloroanilina, tiene como sustituyente un cloro en la posicin para, el cual acta como electrn-atrayente por efecto inductivo, provocando una disminucin en el poder nucleoflico del nitrgeno, disminuyendo as su reactividad.En la p-toluidina vemos el caso contrario, el sustituyente metilo acta como dador de electrones por efecto inductivo, aumentando la densidad electrnica y por ende el poder nucleoflico del nitrgeno, aumentando su reactividad.La anilina no posee ningn sustituyente por lo que es esperable una reactividad intermedia entre ambas aminas antes mencionadas.Entonces se espera una reactividad creciente dada por:p-cloroanilina < anilina < p-toluidina.En la placa se sembraron muestras de la mezcla de reaccin de N-alquilacin de las tres aminas antes mencionadas a tiempo 0, 10, 30 y 60.

A tiempo 0 se observa el desplazamiento correspondiente a cada una de las aminas, adems en el caso de la p-cloroanilina se observa una mancha en forma de ocho lo que significa la presencia de dos sustancias diferentes, que puede deberse a impurezas, y se observan manchas con un desplazamiento considerable para la p-toluidina y anilina, las cuales se atribuyen a impurezas. A tiempo 10 se observan en las tres muestras la formacin de las especies mono-alquiladas, no pudiendo ser concluyentes acerca de las velocidades de reaccin.A tiempo 30 se observa que para la p-toluidina y anilina ya existen sus especies di-alquiladas en la mezcla de reaccin, mientras que para la p-cloroanilina no es as, quedando en evidencia su menor reactividad.A tiempo 60 se observa para la p-toluidina y anilina el crecimiento de las manchas correspondientes a la especie mono y di-alquilada, siendo mayores en el caso de la p-toluidina en comparacin con la anilina, denotando la mayor reactividad de la primera. Adems se observa la aparicin de la sal de amonio cuaternario en ambas aminas antes mencionadas, siendo la mancha mayor en el caso de la p-toluidina.En el caso de la p-cloroanilina solo se observa un crecimiento en la mancha correspondiente a la amina secundaria.

Conclusiones:

Podemos concluir que se cumplieron las expectativas de la prctica, en cunto al seguimiento de la reaccin de N- alquilacin de anilina, dado que se constat la formacin de los productos esperados, aunque no se pudo ser precisos con el tiempo de formacin de los mismos.En el caso de la comparacin de reactividad de las diferentes aminas, se obtuvieron experimentalmente los datos esperados, siendo la reactividad creciente de la forma: p-cloroanilina < anilina < p-toluidina.

Bibliografa:

Skoog, D.A; Holler, F.J; Nieman, T.A. Cengage Learning Editores. Mxico. 2008.Material suministrado por la Ctedra de Qumica Orgnica, 2015