manual de prÁcticas de quÍmica orgÁnica iii de...
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
CUAUTITLÁN DIVISIÓN DE CIENCIAS QUÍMICO-BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS SECCIÓN DE QUÍMICA ORGÁNICA
MANUAL DE PRÁCTICAS DE
QUÍMICA ORGÁNICA III
DE
QUÍMICA
INDUSTRIAL
RECOPILADO POR: M.C. RUBÉN SANABRIA TZINZUN
Química Orgánica III de Química Industrial
PROGRAMA
1.- Acido fenoxiacético (Síntesis de Williamson).
2.- p-Nitrobenzaldehido.
3.- Benzoína.y bencilo.
4.- Acido Bencílico.
5.- Identificación de Aldehídos y Cetonas.
6.- Cloretona.
7.- Dibenzalacetona (Condensación de Claisen-Schmidt).
8.- Ácido Cinámico.
9.- Saponificación.
10.- Benzoato de etilo.
ACIDO FENOXIACETICO
( S i n t e s i s d e W i l l i a m s o n )
OBJETIVOS.-
El alumno obtendrá un éter mediante la síntesis de Williamson, haciendo reaccionar
fenoxido de sodio con ácido monocloroacético. Realizará técnicas de extracción por medio
de solventes y aplicará las propiedades de los ácidos carboxílicos para separarlos de los
fenoles.
GENERALIDADES.-
La síntesis de Williamson consiste en la producción de éteres tratando un haluro de
alquilo o sulfato de dialquilo con un alcóxido alcalino metálico.
La reacción es de gran aplicación y puede utilizarse para obtener éteres simples y
asimétricos.
Esta reacción es una sustitución nucleofílica bimolecular (SN2) del átomo de
halógeno por un ion alcóxido. En las reacciones SN2 la velocidad de la reacción depende
de las concentraciones de ambos reactantes.
Generalmente se obtienen buenos rendimientos cuando se utilizan haluros de
alquilo primarios, no así con haluros secundarios o terciarios, con los que el principal
producto es la olefina obtenida por una reacción de eliminación.
Sin embargo, pueden prepararse éteres alquílicos secundarios y terciarios por esta
síntesis, empleando los alcóxidos de potasio, de los correspondientes alcoholes
secundarios y terciarios. Bajo estas condiciones, el proceso SN2 se lleva a cabo dando el
éter requerido.
El ácido fenoxiacético se utiliza como fungicida y exfoliativo de la queratina. Para
aliviar y suavizar callos, granos y otras superficies de la piel.
PARTE EXPERIMENTAL.-
En un matraz de 50 mL. disuelva 0.5 g de fenol (es muy irritante) en 2.5 mL. de
sosa al 33% y compruebe que la solución esté alcalina. Agregue 0.75 g de ácido
monocloroacético, tape el matraz con tapón de corcho y agite vigorosamente. Si la mezcla
se hace pastosa, agregue de 1 a 4 mL. de agua.
Destape el matraz y colóquelo en un baño maría durante 60 min. Enfríe la solución
y diluya con 5 a 10 mL de agua. Acidule con ácido clorhídrico hasta pH =1. Coloque la
OH
+ ClOH
ONaOH / H2O O
OH
O
mezcla en un embudo de separación y extraiga con tres porciones de éter de 5 mL. cada
una. Reúna las fases etéreas y lávelas con tres porciones de agua de 5 mL. cada una.
Efectúe tres extracciones con Na2CO3 al 15% (3 mL cada extracción). Acidule el
extracto acuoso alcalino con ácido clorhídrico 1:1 (con precaución pues se produce
espuma) hasta que precipite todo el producto.
Verifique la acidez con papel pH .Filtre y seque los cristales al aire. Recristalice de
agua. Pese y determine el punto de fusión.
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.- 1.- Métodos de preparación de éteres.
2.- Fundamento de cada uno de los pasos de la reacción.
3.- Mecanismo de reacción de obtención del producto.
4.- Propiedades de reactivos y productos.
BIBLIOGRAFIA.
1.- Index Merck, 8a. ed., 1968.
2.- Allinger y Cava, Química Orgánica, Reverté. México, 1969.
3.- Herriot and Picker, J. A. C. S., 97, 2345, 1975.
4.- Whitesides et. al., J. A. C.S., 96, 2829, 1974.
5.- Mc Omie, Adv. Org. Chem., 3, 191, 1963.
6.- Hendrickson, Tetrahedron Lett., 343, 1970.
7.- Kaven and Henderson, J. A. C. S., 86, 1964.
8.- .- Staude and Patar, The Chem. of the ether Linkage, Inter Science Pub. N.Y. 1967.
p-NITROBENZALDEHIDO
OBJETIVO.-
El alumno efectuará la oxidación de p-nitrotolueno para sintetizar p-
nitrobenzaldehído, utilizando como oxidante CrO3.
GENERALIDADES.-
La oxidación puede entenderse como la adición de oxigeno o la remoción de
hidrógeno de un compuesto orgánico. Podemos decir que en general los compuestos
oxidantes más importantes son: KMnO4, dicromato de sodio, ácido crómico y ácido nítrico.
Su acción se ilustra por los siguientes ejemplos:
PARTE EXPERIMENTAL.-
Acetato de p-Nitrobenzal.- En un matraz de bola de 100 mL. disuelva 1 g de p-
nitrotolueno en 16 ml de una solución de anhídrido acético / ácido acético 1:1. Agregue 1.5
mL. de ácido sulfúrico (lentamente y agitando para evitar la formación de dos capas y
pueda dispararse la reacción).
Enfríe la mezcla entre 0 - 3 C. En un vaso de precipitado de 150 mL. pese 2 g de
CrO3 (no pese en papel ya que es un enérgico oxidante) y mediante una espátula agregue
pequeñas porciones del oxidante al contenido del matraz de bola enfriando exteriormente y
NO2
CH3
NO2
HO
AcOH / AcO - / CrO3 / H2SO4
HC l2)
1)
O
OH OH2Cr2O7
KMnO4
NaOHO
O
O
HNO3
V2O5
OH
OOOH
en un lapso de 15 min. Después de adicionar cada porción de CrO3 al contenido del
matraz de bola, tápelo y agite fuera del baño de hielo, cuidando que la temperatura no
exceda de los 10 C.
Después de agregar todo el oxidante continúe agitando durante 30 min. cuidando
que la temperatura este en el rango indicado. Después de esto, la solución deberá tener
una coloración verde. Vierta el contenido del matraz en un vaso que contenga 50g de
hielo.
Separe el precipitado filtrando con vacío y lave los cristales hasta que se elimine el
color verde. Seque el producto.
p-Nitrobenzaldehido.- El acetato obtenido anteriormente, colóquelo en el matraz
de bola y se agregan 15 mL. de ácido clorhídrico dil. 2:1, se le adapta un refrigerante en
posición de reflujo; caliente con flama directa suave, durante 30 min. La solución debe
quedar transparente, pero en caso de no ser así, decante el líquido para separarlo del
residuo aceitoso y póngalo a enfriar en baño de hielo. Filtre con vacío y lave el precipitado
con agua helada; seque. Pese para determinar el rendimiento y determine el punto de
fusión.
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-
1.- Dé ejemplos de reacciones de oxidación.
2.- Fundamento de cada uno de los pasos de la reacción.
3.- Propiedades y estructura de reactivos y productos.
BIBLIOGRAFIA.-
1.- Noller, R. Carl., Quím. Org., Ed. Interamericana, Méx., 1976.
2.- Cremlyn R. J. Practical Org. Chem., Heinemann Ltd. London, 1967.
BENZOINA
OBJETIVO.-
Efectuar una reacción de condensación de aldehídos, en presencia de NaOH.
GENERALIDADES.-
El benzaldehído no tiene hidrógenos , y por lo tanto no se dimeriza (condensación
aldólica). El benzaldehído en solución fuertemente básica, como otros aldehídos que
carecen de hidrógenos , pasa por la reacción de Cannizzaro, dando alcohol bencílico y
benzoato de sodio. Sin embargo en presencia de iones cianuro, el benzaldehído sufre una
única reacción de condensación llamada condensación benzoínica, de la que se obtiene
una -hidroxicetona llamada benzoína.
El mecanismo completo para esta reacción se lleva a cabo en dos pasos: primero,
la formación de cianohidrina y segundo el anión de la cianohidrina sufre una adición
nucleofílica a una segunda molécula de benzaldehído.
La benzoína se utiliza como antiséptico, intermediario, catalizador para
fotopolimerización y saborizantes.
PARTE EXPERIMENTAL.-
En un matraz de bola, coloque 10 mL. de etanol absoluto, 7.5 g de benzaldehído y
una solución de 0.75 g de NaCN y 7.5 mL. de agua.
Caliente a reflujo a baño María durante 30 min. Enfríe el matraz en baño de hielo
hasta que el producto precipite. Filtre con vacío y lave el producto varias veces con agua
fría. Pese el producto crudo y calcule el rendimiento.
Recristalice con etanol absoluto (8 mL / g).Filtre con vacío y pese el producto puro.
Determine el rendimiento y el punto de fusión. (135C). Guarde el producto para la
siguiente práctica.
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-
1.- Mecanismo de la reacción efectuada.
2.- Función del NaCN en la reacción.
3.- Explique si puede efectuarse la reacción con aldehídos alifáticos.
4.- Importancia de las cianohidrinas en la naturaleza.
OHO
H
ONaCN / H 2O
CH3CH2OH
BIBLIOGRAFIA.-
1.- Pavia, D. L.” Introduction to Org. Lab. Tech.”, Saunders Co., London 1976.
2.- Arnold, Fuson, J.A.C.S, 58, 1295, 1936.
3.- Benton, et al., J. A. C. S, 67, 82, 1945.
4.- Kuebrich, et al., J. A. C.S, 93, 1214, 1971.
BENCILO
OBJETIVO.-
Preparación de una -dicetona por oxidación con sales cúpricas de una -
hidroxiacetona.
GENERALIDADES.-
En este experimento una -dicetona, bencilo, será preparada por la oxidación de
una -hidroxiacetona, 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 llevará a cabo con nitrato de
amonio, ácido acético, y acetato 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 g
de hielo, agitando constantemente hasta que precipite todo el producto . Filtre con vacío y
lave con agua fría . Pese el producto crudo y caliente el rendimiento.
Recristalice con metanol. Filtre con vacío y pese el producto puro. Determine el
rendimiento y el punto de fusión ( 95C ). Guarde el producto para la siguiente práctica.
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.- 1.- Reacciones de obtención de bencilo.
2.- Funciones del ácido acético, nitrato de amonio y acetato cúprico, en la reacción.
3.- Qué gas se desprende de la reacción y de dónde proviene.
4.- Proponga otro método de obtención del bencilo.
BIBLIOGRAFIA.- 1.- Pavia, D.L. “ Introction to Organic Lab. Tech.” Saunders Co. London ,1976.
2.- Adams, R. “Lab. Exp. in Org. Chem.” Mc Millan Co., 1963.
3.- Wies and Appel, J. A.C.S., 79, 3666, 1958.
4.- Carsen, et., al., J. A. C. S., 51, 2323, 1929.
5.- K. B. Wiberg and W. G. Nigh, J. A. C. S., 87, 3849, 1965.
OOOHONH4 NO3 / CH3CO2 H
Cu ( CH 3 CO2 ) 2
ACIDO BENCILICO
OBJETIVO.-
Obtención de ácido bencílico efectuando una transposición de una -dicetona.
GENERALIDADES.-
En este experimento se preparará ácido bencílico por una transposición de una -
dicetona (bencilo), la fuerza principal de la reacción es suministrada por la formación de un
carboxilato estable. Una vez que esta sal es obtenida, por acidificación, precipita al ácido
bencílico.
Esta reacción generalmente se usa para convertir - dicetonas aromárticas a
- hidroxiácidos aromáticos. Sin Embargo otros compuestos pueden sufrir éste tipo de
transposiciones.
PARTE EXPERIMENTAL.-
Disuelva 2.75 g de KOH en 6 mL. de agua caliente. En un matraz de bola disuelva
2.75 g de bencilo en 8.5 mL. de etanol, calentando ligeramente, sí fuera necesario, para
disolver el sólido. Agregue la solución de KOH al matraz, agitando ligeramente. Caliente a
reflujo, en baño María durante 15 min. Transfiera la mezcla a un vaso y caliente en baño
María, casi a sequedad para eliminar el etanol. Disuelva el residuo en la mínima cantidad
de agua caliente (50 mL. de agua), agite y filtre al vacío.
El filtrado se acidula con HCl concentrado hasta pH=2 y se enfría en baño de hielo.
Colecte el precipitado filtrando al vacío y lavando los cristales con agua fría.
Determine el punto de fusión que deberá ser de 150oC para el ácido bencílico
puro. Si es necesario, recristalice el producto de benceno, usando 11 mL./0.5 g del
producto crudo. Caliente a ebullición y filtre en caliente para eliminar las impurezas no
solubles. Enfríe el filtrado en baño de hielo durante 15 min. Filtre al vacío y lave los
cristales con benceno frío. Determine el rendimiento y el punto de fusión.
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-
1.- Mecanismo de Reacción.
2.- Reacción de Cannizzaro.
3.- Explique la reacción de Cannizzaro en función de la reacción efectuada.
OHOO
KOH / H 2O C COOH
4.- Cómo se separa el ácido bencílico de la mezcla de reacción.
BIBLIOGRAFIA.- 1.- Pavia, D.L. “ Introduction to Organic Lab. Tech.” Saunders Co. London, 1976.
2.- Kao, et., al., J. C. S., 443, 1931.
3.- Selman and Eastham, Rev. Chem. Soc., 14, 221, 1960.
4.- Doering and Urban, J. A. C. S., 78, 5936, 1956.
IDENTIFICACION DE ALDEHIDOS Y CETONAS
OBJETIVO.-
Adquirir un criterio para la identificación del grupo carbonilo, así como para
diferenciar entre aldehídos, cetonas y metil cetonas, por medio de reacciones
características.
GENERALIDADES.-
Los compuestos que contienen como grupo funcional un carbonilo (C=0) donde
solo hay átomos de hidrógeno ó grupos alquilo como sustituyentes, son llamados
aldehídos (RCHO) ó cetonas (RCOR). Estos compuestos son identificados por las
distintas reacciones características del carbonilo. La marcada facilidad de oxidación de los
aldehídos es la base de las distintas pruebas para distinguirlos de las cetonas.
PARTE EXPERIMENTAL.-
2,4-dinitrofenilhidracina.- Reacción para identificar presencia de carbonilo.
Coloque una gota de líquido desconocido en un tubo de ensayo y agregue 1 mL. de la
solución de la 2,4-dinitrofenilhidracina (1). Si el compuesto desconocido es un sólido
disuelva aproximadamente 10 mg. en la mínima cantidad de etanol (o de dioxano), antes de
agregar el reactivo. Agite la mezcla vigorosamente. La mayoría de aldehídos y cetonas
dan un precipitado de amarillo a rojo. Sin embargo, algunos compuestos requieren 15 min.
ó incluso ligero calentamiento para dar un precipitado. La formación de un precipitado
indica prueba positiva.
Tollens.- Reacción positiva para aldehídos, negativa para cetonas.-
Disuelva una gota de líquido desconocido ó 10 mg., si es sólido, en la mínima cantidad de
dioxano. Agregue esta solución, lentamente, a 2 mL. del reactivo (2), que se encuentra en
un tubo de ensayo . Agite bien la solución. Si un espejo de plata se deposita en las
paredes del tubo, la prueba es positiva. En algunos casos es necesario calentar
ligeramente el tubo en agua tibia. Espere 5-10 min.
Yodoformo. Reacción positiva para metil-cetonas. El acetaldehído da prueba
positiva. Disuelva 4 gotas del líquido desconocido ó 10 mg. si es sólido en 5 mL. de
dioxano, en un tubo de ensayo . Agregue 1 mL. de NaOH al 10%. Enseguida agregue el
reactivo (3) gota a gota y con agitación hasta que el color del iodo persista. Caliente con
baño de agua durante 2 min. Si durante este tiempo el color café desaparece, agregue
R R´
O
R H
O
unas gotas más de la solución hasta que el color no desaparezca después de 2 min., de
calentamiento. Después agregue unas gotas de NaOH al 10 % agitando, hasta decolorar la
solución. Llene el tubo con agua y deje reposar por 10 min. Un precipitado amarillo de
yodoformo se formará si el compuesto desconocido es una metil-cetona.
NOTAS:
1.- Se prepara a partir de 2,4-dinitrofenilhidracina con etanol, agua y ácido sulfúrico. Esta
solución + (2,4 -DNFH)+ se les proporciona ya preparada.
2.- El reactivo de Tollen´s, se debe preparar un momento antes de usarlo. Se prepara a
partir de una solución de AgNO3 al 5%, solución de NaOH al 5% y solución de NH4OH
al 10% .
3.- Se prepara a partir de KI y I2 . Esta solución I 2 / KI se les proporciona ya preparada .
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-
1.- Propiedades químicas de aldehídos y cetonas.
2.- Estructura , propiedades y usos de los reactivos involucrados.
3.- Reacciones, fundamentos químicos y limitaciones de cada prueba que se indica en la
técnica.
BIBLIOGRAFIA.-
1.- Pavia, D. L., “Introduction to Organic Laboratory Techniques “ W. B. Saunders
Company, London. 1976.
2.- Shriner , R. L., Fuson, R. C. “The systematic identification of organic compounds“ John
Willey and Sons, Inc. N. Y., 1966.
3.- Daniel E. et al., J. Chem., 37, 205, 1960.
4.- Fuson, R. C and Bull, B. A. Chem. Rev., 15, 275, 1934.
5.- Fry, et., al., J. O. C., 27, 1914, 1962.
6.- Leonard and Gelfand, J. A. C. S., 77, 3272, 1955.
7.- Lansbury , P. T. “A Convenient Method for the Demostration of Stable Carbanions”, J.
Chem. Ed. , 38, 307, 1961.
8.- Roeek ”The Chemistry of the carbonyl group”. Vol. 1, Interscience Publishers, N. Y.,
1966.
9.- Wiberg and Lepse, J. A. C. S., 86, 2612, 1964.
10.- Wiberg and Szeimies, J. A. C. S., 96, 1889, 1974.
11.- Roeek and Ng., J. A. C. S., 96, 1522, 2840, 1974.
CLORETONA
OBJETIVO.-
El alumno comprobará que cuando un hidrógeno esta unido a un carbono que
tiene tres sustituyentes muy electronegativos ( como en el caso del cloroformo); en
presencia de una base, éste será eliminado, generándose un nucleófilo que atacará al
grupo carbonilo dando un producto por adición. Esta reacción es una condensación de
Knoevenagel.
GENERALIDADES.-
La condensación de Knoevenagel es una condensación general entre aldehídos y
cetonas y compuestos que contienen grupos metilenos activados, en presencia de una
base como la piridina o la piperidina. Esta reacción se asocia normalmente con la
producción de compuestos ,-insaturados.
La cloretona se utiliza en medicina como hipnótico y sedante; como antiséptico y
anestésico. En veterinaria se utiliza como sedante, antiprurítico y antiséptico.
Se utiliza como plastificante para éteres y como preservativo de fluidos biológicos,
soluciones hipodérmicas y alcaloides.
PARTE EXPERIMENTAL.-
En un matraz erlenmeyer de 125 mL. perfectamente limpio y seco, coloque 25 g de
acetona y 10 g de cloroformo. En un vaso de 125 mL. disuelva 2 g de KOH en el menor
volumen posible de etanol. Agregue a ésta solución lentamente, sobre la solución
contenida en el matraz (en un lapso no menor de 15 min. ) controlando que la temperatura
no exceda de 20 C.
Filtre, lave el precipitado con 4 mL. de acetona y coloque el filtrado en un matraz de
bola. Destile a baño María para eliminar el exceso de acetona.
Vacíe el líquido residual a un vaso de precipitado que contenga 50 mL. de agua
helada y agite enérgicamente. Una vez formado el precipitado adicione 30 mL. de agua.
Filtre con vacío para recuperar la cloretona. Seque, pese el producto y determine el punto
de fusión (97C).
H3C
CH3
O+
KOH / CH 3CH 2 OHH
C l
C llC
C l 3C
CH3
CH3
OH
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-
1. Generalidades acerca de la reacción de Knoevenagel .
2. Reacciones de condensación de aldehídos y cetonas.
3. Reacciones y fundamento de la técnica.
4. Propiedades de reactivos y productos.
BIBLIOGRAFIA.-
1.- Index Merck, An encyclopedia of Chem and drugs , Merck Co. Inc. , 8a. ed., 1968.
2.- Puterbaugh, J. Org. Chem., 27, 4010, 1967.
3.- Kuwajima, Tetrahedron Lett., 107, 1962.
4.- Jones , Org. React., 15, 204, 1967.
5.- Hucking and Weiler, Can. J. Chem., 52, 2157, 1974.
DIBENZALACETONA
( Condensación de Claisen-Schmidt)
OBJETIVO.-
Efectuar una condensación entre un aldehído aromático y una cetona alifática en
presencia de un álcali.
GENERALIDADES.-
Cuando se combinan 2 compuestos carbonilo, diferentes en condiciones de aldol y
solamente uno de ellos tiene átomos de hidrógenos enolizables, solo son posibles dos
productos. Si, además, el comportamiento no enolizable es aromático, la reacción se hace
aún más sencilla y el producto de aldol mezclado resulta el dominante.
Esta clase de condensaciones el aldol o cetol intermediario, se deshidrata en el
curso de la reacción, haciéndose la entropía total de la reacción mucho más favorable que
en la dimerización simple del aldol.
La formación del doble enlace C-C se auxilia con el hecho de que se parte de un
sistema conjugado extenso, de forma que la molécula adquiere una considerable energía
de resonancia durante la creación del enlace C=C.
La dibenzalacetona se utiliza en lociones para protección contra el sol.
PARTE EXPERIMENTAL.-
Prepare una solución de 1.25 g de NaOH, 12.5 mL. de agua y 10 mL de etanol.
Enseguida agregue, poco a poco y agitando 1.25 mL. de benzaldehído y 0.5 mL. de acetona.
Continúe la agitación durante 30 min. Manteniendo la temperatura entre 20-250C mediante
baño de agua fría. Filtre el precipitado con vacío y lave con agua fría. Se recristaliza con
etanol. Pese y determine el punto de fusión (110OC).
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-
1.- Mecanismo de la reacción efectuada.
2.- Diferencia entre esta reacción y una condensación aldólica.
3.- Qué producto se obtiene si en lugar de 2 moléculas de benzaldehído, se utiliza una sola
.
4.- Qué producto se obtiene si en lugar de acetona se utiliza benzofenona.
H
OO
+
H 3 CCH 3
O
CH3 CH2 OH
NaOH / H 2 O
BIBLIOGRAFIA.-
1.- House, et., al., J. A. C. S., 95, 3310, 1973.
2.- Stork, et., al., J. O. C., 39, 3459, 1974.
3.- Stork and D´Angelo, J. A. C. S., 96, 7114, 1974.
4.- Mukaiyama, et., al., J. A. C. S., 96, 7503, 1974.
ÁCIDO CINÁMICO
OBJETIVO.-
Que el alumno efectúe una condensación de Knöevenagel.
Que el alumno obtenga ácido cinámico a partir de ac. malónico y benzaldehido.
GENERALIDADES.-
La reacción de Knöevenagel es una reacción de condensación que se efectúa entre
aldehídos o cetonas y compuestos que contengan grupos metilénicos activos, en
presencia de bases orgánicas tales como la piridina o piperidina.
Cuando se lleva a cabo una reacción de este tipo con ácido malónico, la
descarboxilación es espontánea y a estas reacciones se les suele denominar
modificaciones de Doebner de la reacción de Knöevenagel.
En las reacciones de Knöevenagel, generalmente se obtienen compuestos ,-
insaturados.
El ácido cinámico se utiliza en perfumería y sus ésteres son útiles en medicina.
PARTE EXPERIMENTAL.-
En un matraz bola de 50 mL, coloque 3g de ácido malónico, 8 mL de piridina y 6-8
gotas de piperidina. Agregue 2.6 mL de benzaldehído y coloque un refrigerante en posición
de reflujo. Caliente la mezcla durante 60 minutos a fuego directo. Deje enfriar a
temperatura ambiente y vierta la mezcla sobre 15g de hielo con 6 mL de ácido clorhídrico
concentrado. Enfríe en baño de hielo y agite fuertemente para que cristalice el producto.
En caso de no ser así, agregue más ácido. Separe el ácido cinámico filtrando con vacío y
recristalice de agua. Se obtiene un producto con un punto de fusión de 133º C.
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-
1.- Generalidades de la reacción de Knöevenagel.
2.- Efecto de un exceso de compuesto metilénico activo en la reacción.
3.- Propiedades de reactivos y productos.
BIBLIOGRAFIA.-
1.- March J., Advanced Organic Chemistry, Mc Graw Hill Kogakusha LTD, Japan, 1977
2.- Cremlyn R.J.W. & Still R.M., Named and Miscelaneous Reactions in Practical Organic
chemistry, Heinneman Educational Books.
HO OH
OO
+O OH
O
SAPONIFICACION
OBJETIVO.-
Efectuar la hidrólisis alcalina de un éster para obtener un jabón.
GENERALIDADES.-
En este experimento prepararemos jabón partiendo de grasas animales y aceites
vegetales los cuales son ésteres de ácido carboxílico de peso molecular elevado y
alcoholes (glicerol).
Químicamente estas grasas y aceites son llamados triglicéridos, los principales
ácidos que se encuentran en las grasas animales y aceites vegetales pueden prepararse
de los triglicéridos por una hidrólisis alcalina (saponificación). Una sola molécula de
triglicérido en una grasa puede tener tres diferentes ácidos y no todos los triglicéridos en
una sustancia serán idénticos.
Las grasas y aceites comúnmente usados en la preparación de jabones son
manteca y sebo de animales y aceites de coco, palma y oliva de vegetales. La longitud de
la cadena hidrocarbonada y el número de dobles enlaces en la porción del ácido
carboxílico de la grasa o aceite, determinan las propiedades del jabón resultante. Por
ejemplo la sal de un ácido saturado y de cadena larga, hace un jabón duro e insoluble. El
sebo contiene ácidos palmítico, esteárico y oléico; El aceite de coco contiene ácidos
laúrico y míristico, el aceite de palma contiene principalmente ácidos palmítico y oléico y el
aceite de oliva contiene ácido oléico.
Los jabones suaves se hacen usando KOH en lugar de NaOH obteniendose así la
sal de potasio del ácido correspondiente la cual es más soluble que la de sodio.
PARTE EXPERIMENTAL.-
Prepare una solución de 10 g de NaOH disuelta en 10 mL. de agua y 18 mL. de
etanol. Coloque 10 g de la grasa o aceite en un matraz y agréguele la solución anterior.
Caliente la mezcla suavemente durante 30 min. Prepare 40 mL. de una solución etanol -
CHOCR2
CH2OCR3
O
O
CH2OCR1
O
NaOH / H2O / CH3CH2OHCH2OH
CHOH
CH2OH
+ R CO2
agua 1:1 y agréguela en pequeñas porciones a la mezcla anterior para prevenir la
formación de espuma. Agite la mezcla constantemente.
Prepare la solución de 50 g de NaCl en 150 mL. de agua y enfríela. Rápidamente
vierta la mezcla de saponificación en la solución de sal fría. Agite la mezcla durante 3 min.
y enfríe en baño de hielo. Colecte el precipitado y calcule el rendimiento.
Prepare una solución de 0.2 g del jabón obtenido en 10 mL. de agua y agite
vigorosamente durante 30 seg. Deje reposar durante 30 seg. y observe la espuma
formada. Agregue 4 gotas de una solución de CaCl2 al 4% y agite durante 30 seg. Observe
el efecto del calcio en la espuma.
INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-
1.- Constitución química de las grasas y aceites comestibles.
2.- Ácidos grasos. Constitución química y reacciones.
3.- Esteres.
4.- Triglicéridos.
5.- Saponificación.
6.- Índice de saponificación.
BIBLIOGRAFIA.-
1.- Bender, J. A. C. S. , 73, 1626, 1951.
2.- Bender and Thomas, J. A. C. S., 83, 4183, 1961.
3.- Davidson, J. et., al., Soap. Manufacture, N. Y., Interscience, 1953.
4.- Snell, F. D. ”Soap and Glicerol”. J. Chem. Ed., 19, 1942.
5.- Pavia, D. L. “Introduction to Org. Lab. Tech.” Saunders Co. London, 1976.
OBTENCIÓN DE BENZOATO DE ETILO
OBJETIVOS:
a) Que el alumno efectué una esterificación en medio ácido.
b) Que el alumno obtenga benzoato de etilo a partir de ácido benzoico y etanol.
PARTE EXPERIMENTAL:
Se colocan en un matraz de pera de una boca, 5 g. de ácido benzoico, 15 mL de etanol de
96 y 1 mL de ácido sulfúrico concentrado. Se añaden algunos cuerpos para regular la
ebullición y se coloca el refrigerante en posición de reflujo. Se calienta la mezcla en baño
maría durante una hora y en seguida se elimina el exceso de etanol por medio de una
destilación simple. Se vierte el residuo en 50 mL de agua helada y se neutraliza con 5 g.
de carbonato de sodio sólido (producción de mucha espuma). La mezcla se transfiere a un
embudo de separación y se extrae con 25 mL de éter etílico. La capa etérea se seca con
sulfato de sodio. El éter se destila en baño maría y el benzoato de etilo se pesa.
INVESTIGACIÓN PREVIA AL EXPERIMENTO.
Antes de efectuar la práctica, el alumno deberá investigar y estudiar los siguientes temas:
a) Mecanismo de reacción de obtención del benzoato de etilo.
b) ¿Porqué es necesario utilizar un exceso de etanol en la esterificación?
c) Otro método de obtención del benzoato de etilo.
d) ¿Cómo se separa el benzoato de etilo de la mezcla de reacción?
e) Punto de ebullición del benzoato de etilo en México.
BIBLIOGRAFÍA.
1.- Pavia, D. L. “Introduction to Org. Lab. Tech.” Saunders Co. London, 1976.
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