Manual Quimica Organica 2

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Primera Impresin 2012UNIVERSIDAD AUTNOMA METROPOLITANA UNIDAD IZTAPALAPAAv. Michoacn y La pursima Iztapalapa, 09340. Mxico, D. F.Impreso y hecho en Mxico/Printed in MexicoUNIVERSIDAD AUTNOMA METROPOLITANA UNIDAD IZTAPALAPADr. Enrique Fernndez FassnachtRector GeneralMtra. Iris Santacruz FabilaSecretaria GeneralUNIDAD IZTAPALAPADr. Javier Velzquez MoctezumaRectorDr. scar Jorge Comas RodrguezSecretarioDr. Rubn Romn RamosDirector de la Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludDr. Octavio Loera CorralJefe del Departamento de Biotecnologa.Dra. Milagros Huerta CoriaCoordinadora de Extensin UniversitariaLic. Adrin Felipe Valencia LlamasJefe de la Seccin de Produccin EditorialndicePrlogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Prctica 1. Sntesis de aspirina: obtencin de cido acetilsaliclico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Prctica 2. Reaccin de Cannizzaro: obtencin de alcohol benclico y cido benzoico . . . . . . 17Prctica 3. Sntesis de p-nitroanilina en tres etapas: 1a etapa, acetilacin de anilina para la proteccin del grupo amino. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Prctica 4. Sntesis de p-nitroanilina en tres etapas: 2a etapa, nitracin de la acetanilida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Prctica 5. Sntesis de p-nitroanilina en tres etapas: 3a etapa, hidrlisis de p-nitroacetanilida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Prctica 6. Sntesis de paracetamol en dos etapas: 1a etapa, reduccin de p-nitroacetanilida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Prctica 7. Sntesis de paracetamol en dos etapas: 2a etapa, diazoacin y desplazamiento nucleoflico.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Prctica 8. Formacin de osazonas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Prctica 9. Saponificacin: hidrlisis de glicridos (steres de la glicerina) para la obtencin de un jabn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrlogoEl presente Manual de prcticas de laboratorio de Qumica Orgnica II es elaborado como parte del trabajo de una comisin acadmica, integrada por profesores de la Divisin de CBS que imparten de forma continua los cursos de qumica orgnica y anlisis funcional orgnico, la cual fue coordinada por el M. en C. Jorge Haro Castellanos. En primera instancia, se busc dar continuidad al proceso de actualizacin de los planes y programas de las licenciaturas en Ingeniera Bioqumica Industrial e In-geniera de los Alimentos; as como atender los requisitos para el trabajo en los Laboratorios de docencia que se plasman en el Instructivo del Funcionamiento Interno y Operativo para Regular el Uso de los Servicios e Instalaciones de los Laboratorios de Docencia, aprobado por el Consejo Acadmico de la Unidad Iztapalapa, en la Sesin nmero 314 del 9 de noviembre de 2009.El alumno encontrar una gua integral para realizar las actividades de laboratorio de la UEA de Qumica Orgnica II, am-pliando los conocimientos adquiridos en los cursos de qumica general y qumica orgnica. Dentro de los aspectos novedosos del manual, resalta el hecho de la vinculacin de la parte prctica con el contenido terico de la UEA, as como la pertinencia del equipo y reactivos acordes con las facilidades de la Divisin de CBS. De igual forma, se destaca la claridad de objetivos y meto-dologa, esta ltima se describe por etapas acorde con las operaciones unitarias involucradas, de forma similar a los procesos industriales. De igual forma se incluye un cuestionario de evaluacin y la bibliografa correspondiente. A diferencia de otros tex-tos, este manual incluye el mecanismo de reaccin, mismo que facilitar la comprensin de las reacciones que se presenten a lo largo del desarrollo experimental. Asimismo, se presenta un esquema donde se muestra en forma grfica el montaje del equipo empleado y un diagrama de flujo para el manejo de residuos, Cada prctica presenta una tabla que resume de forma clara y precisa los aspectos de seguridad necesarios para el manejo de cada uno de los reactivos empleados, resaltando as el compromiso de los docentes y alumnos por el cuidado hacia la vida y el ambiente.Por el contenido y el formato en que se presentan cada una de las prcticas, este manual se dirige sobre todo a alumnos de licenciatura; sin embargo, esta obra tambin puede considerarse material de referencia para profesionales y docentes en el campo.Este manual es el resultado del esfuerzo conjunto de los miembros de la comisin, en el que a lo largo de varios meses de trabajo, dejaron plasmado su nimo y entrega por la docencia, as como su amplia experiencia y pasin por el tema. Los autores realizaron una extensa revisin de textos, discutieron y defendieron sus puntos de vista, no solo en el mbito de la docencia, sino en el impacto que tiene esta UEA, tanto en la formacin acadmica de nuestros alumnos como en el ejercicio de su profesin. En este manual tambin se incorporan los comentarios que se recibieron por parte de docentes de otras instituciones acadmicas, ya que el trabajo fue presentado en el tema de educacin del XXXII Encuentro Nacional de la Academia Mexicana de Investiga-cin y Docencia en Ingeniera Qumica en 2011.Felicito a los autores por el cuidado en la preparacin y seleccin del material, pero sobre todo aprecio de manera encarecida el entusiasmo y compromiso al atender el llamado para la creacin de esta obra. Sin duda la planta acadmica da vida y es la columna vertebral de esta Casa abierta al tiempo.Dr. Octavio Loera Corral Jefe del Departamento de Biotecnologa Universidad Autnoma Metropolitana 7Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIIntroduccinEn la Universidad Autnoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, se est llevando a cabo la actualizacin de los planes y progra-mas de estudio de las licenciaturas de la Divisin de Ciencias Biolgicas y de la Salud, de acuerdo a las Polticas Operativas de Docencia (PODIS) aprobadas por el Consejo Acadmico de la Unidad el 28 de enero de 2003. Las PODIS tienen como propsito armonizar la organizacin acadmica y propiciar el desarrollo coherente de la docencia en la Unidad, por lo que ahora se realiza a cabo un proceso formativo integral para la organizacin del modelo educativo sobre la base de cuatro mbitos: 1) la flexibili-dad curricular; 2) la corresponsabilidad; 3) el manejo de lenguas extranjeras; y 4) la vinculacin docencia investigacin. Como consecuencia de lo anterior, los programas de teora de las Unidades de Enseanza Aprendizaje (UEA) de Qumica Orgnica I y II se actualizaron recientemente. Por otra parte, en el Instructivo del Funcionamiento Interno y Operativo para Regular el Uso de los Servicios e Instalaciones de los Laboratorios de Docencia (IFIORUSILD), aprobado por el Consejo Acadmico en la Sesin nmero 314 del 9 de noviembre del 2009, se seala con toda precisin que Toda UEA que contemple en su programa de estudios actividades experimentales (prcticas de laboratorio) deber contar con un manual de prcticas. En este se sealarn los objetivos, la programacin de las actividades, la relacin de los equipos, materiales y artculos consumibles que sern utilizados, as como la disponibilidad de los mismos. Adems, se incluir informacin explcita acerca de las medidas de seguridad y, en su caso, las concernientes a la disposicin de residuos o desechos que debern observarse de acuerdo con las indicaciones de los Anexos referidos en el Artculo 27 (Artculo 3 del captulo I, Disposiciones Generales). De igual forma, el procedimiento se encuentra indicado en el Artculo 4 del mismo captulo: Los manuales de prcticas mencionados en el Artculo anterior debern ser elaborados por los profesores involucrados en la imparticin de la UEA correspondiente, a solicitud del Director de la Divisin o del Jefe de Departamento, y aprobados por el Consejo Divisional respectivo; asimismo, debern ser revisados anualmente, y en su caso actualizados, en atencin a las necesidades propias de la UEA.Con base en lo anterior, en el presente trabajo se presenta el Manual para el curso de Laboratorio de Qumica Orgnica II, elaborado por la comisin designada por la Jefa del Departamento de Biotecnologa, Dra. Edith Ponce Alquicira (2008-2012), e integrada por los autores de la presente obra, teniendo como directrices para su elaboracin: 1) La vinculacin con el programa de teora; 2) La actualizacin de los mtodos; y 3) La obtencin de productos representativos del rea acadmica.9Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrctica 1Sntesis de aspirina: obtencin de cido acetilsaliclicoVinculacin con el programa de teoraLa obtencin de steres es una reaccin caracterstica y muy utilizada en la industria. Esta reaccin est indicada en el punto 1.7.3 del programa de teora del curso de Qumica Orgnica II.ObjetivoEfectuar la reaccin de esterificacin de un fenol, ejemplificado con la transformacin de cido saliclico a cido acetilsaliclico (aspirina) mediante la reaccin del grupo hidroxilo del cido saliclico por accin del anhdrido actico con cido sulfrico (ca-talizador). Mecanismo de reaccinPrimer paso: protonacin.acetilacinHO(esterificacin)grupo hidroxilo (fenol)grupo acetilo (ster)OOOOHOHanhdrido acticocido saliclico cido acetisaliclico+H2SO4OOO O OHHOOOOanhdrido actico cido sulfricoO+OO+ OOOHH O S O HOO10 Prctica 1Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludSegundo paso: Adicin.Tercer paso: Eliminacin.Cuarto paso: Desprotonacin.OOHOHcido saliclico+ OOOH++OOHOHHOOOOOHOH+ OO OHOOHOH+OOOHcido acticoOOHOH+OOOHOOH3OOH H+ ++cido acetisaliclico11Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMaterial Reactivos1 aparato FisherJohns cido saliclico2 cristalizadores cido clorhdrico1 embudo Bchner cido sulfrico1 equipo Quickfit agua destilada1 matraz Kitasato de 250 mL anhdrido actico1 micro esptula bicarbonato de sodio2 papeles filtro etanol* papel pH hielo2 parrillas elctricas con agitacin2 pinzas 3 dedos1 pipeta graduada de 10 mL3 pisetas con agua2 portaobjetos1 propipeta2 soportes universales3 vasos de precipitados de 250 mL* La cantidad necesaria indicada por el profesorDesarrolloEtapa 1. Desarrollo de la reaccin.En un matraz esfrico de 250 mL (Figura 1) coloque 5 g de cido saliclico, despus agregue 10 mL de anhdrido actico (medidos con una pipeta equipada con una propipeta), inicie la agitacin magntica y en seguida adicione 10 gotas de cido sulfrico. Caliente durante 15 minutos el matraz de reaccin en un bao mara, manteniendo la temperatura entre 70 y 80 oC y continuando la agitacin.Etapa 2. Precipitacin del producto (cido acetilsaliclico).Estando el matraz todava caliente, retrelo del bao mara y agregue lentamente 5 mL de agua fra (precaucin: la mezcla de reaccin puede reaccionar violentamente con el agua y salpicar). Despus adicione de una sola vez 35 mL de agua fra. Transfiera la mezcla a un vaso de precipitados de 250 mL y enfre en un cristalizador con hielo, hasta que precipite un slido. En caso de que no precipite raspe las paredes del vaso con una micro esptula para inducir la precipitacin, manteniendo el matraz sumergido en el hielo.Etapa 3. Purificacin y doble filtracin.A la suspensin anterior, manteniendo la agitacin magntica, agregue poco a poco 50 mL de una solucin acuosa saturada de bicarbonato de sodio (con cuidado para que la espuma no se derrame) y contine la agitacin hasta que termine la formacin de burbujas (que indica la formacin de la sal del cido). Filtre la solucin con vaco (Figura 2), deseche el slido en caso de haberse formado y coloque el filtrado acuoso en un vaso de precipitados, agregue gota a gota cido clorhdrico concentrado hasta pH cido, enfre con hielo la suspensin formada, filtre con vaco (Figura 2) y lave con agua destilada fra hasta pH neutro.Etapa 4. Recristalizacin.Disuelva el slido en la mnima cantidad de etanol en caliente (Figura 3), agregue agua hasta que se ponga turbia la solucin y se contina calentando a ebullicin hasta que se disuelva el slido (si no se logra disolver agregar un poco ms de etanol en caliente), al enfriarse la solucin aparecen los cristales.12 Prctica 1Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludAl vacioEtapa 5. Caracterizacin del producto.Con una microesptula tome unos cristales del producto y colquelos en un portaobjetos para determinar su punto de fusin en el aparato FisherJohns. Punto de fusin informado: 138 oC.NOTA:El cido acetilsaliclico sobrante que no haya sido utilizado deber colectarse en un recipiente proporcionado por el laboratorista. NO DESECHARLO.En la bitcora elabore una lista de las propiedades fisicoqumicas, usos y precauciones que se debern tener con los reactivos que se utilizan en la prctica. Incluya un diagrama de flujo y el cuestionario resuelto.EquipoFigura 1. Calentamiento con agitacin. Figura 2. Filtracin al vaco.Figura 3. Recristalizacin.13Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IICuestionario1. Cul es el propsito de tratar el cido acetilsaliclico formado con la solucin acuosa saturada de bicarbonato de sodio?2. Cul es la funcin de un catalizador?3. Por qu cuando se recristaliza el cido acetilsaliclico se solubiliza en la mnima cantidad de etanol en caliente, y despus se agrega agua?4. Describa otro mtodo de esterificacin de fenoles.5. Cules son los usos y aplicaciones del producto obtenido?6. Consultando la bibliografa, haga una lista de las propiedades fisicoqumicas, y el uso y precauciones que se deben tener con los reactivos que se utilizaron en la prctica.Diagrama: Manejo de residuosD1 Recuperar para desechos a incinerar. D2 Recuperar por el profesor para uso posterior. D3 Residuos a neutralizar y desechar en la tarja.5 g cido saliclico ms 10 mL de anhdrido actico y 10 gotas de cido sulfrico; calentar 15 min. 70-80CPrecipitado ms 50 mL de bicarbonato de sodio se filtra. Filtrado acuoso ms cido clorhdrico frio/bao fro; se lava a pH neutro y se filtra nuevo slidoMezcla de reaccin ms 5+35 mL de agua fra/bao froPolmeros del c. saliclico Sal sdica del c. acetilsaliclicoAgua con trazas de c. acetilsaliclico en medio cidoc. acetilsaliclicoD1D2D3Etapa 1Etapa 2Etapa 3FiltracinFiltracinFiltradoFiltradoSlidoSlido14 Prctica 1Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludBibliografaTextos:Bruice Yurkanis, P. 2008. Qumica Orgnica. Pearson Educacin Mxico, 5 Edicin, p. 865. Mxico. Carey, Francis A. 1999. Qumica Orgnica. Mc. Graw-Hill Interamericana, 3 Edicin, p. 879-880. Mxico.Fox, Marye A., Whitesell, J. K. 2000. Qumica Orgnica. Addison Wesley Longman, 2 Edicin, p. 558. Mxico.Mc Murry, J. 2008. Qumica Orgnica. Thomson Paraninfo, 7 Edicin, p. 807. Mxico.Morrison, R. T., Boyd, R. N. 1990. Qumica Orgnica. Pearson Addison Wesley, 5 Edicin, p. 997-998. Mxico. Solomons Graham, T. W. 2002. Qumica Orgnica. Editorial Limusa S.A. de C.V.,2 Edicin, p. 1136. Mxico.Textos de Laboratorio y Manuales:The Merck Index. 2006. 14th Edition, p.145, Whitehouse Station, N.J., EUA.15Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMedidas de SeguridadSustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin Ingestincido acetilsalicilicoLavara inmedia-tamente la zona daada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitela y contine lavando la piel con agua abundante.Lavar inmediata-mente con agua corriente asegu-rndose de abrir bien los prpados. Avisar al oftalm-logo.Mover al afectado al aire fresco. Si no respira, dar respiracin artificial y mantenerlo en reposo.No provocar v-mito. En caso de que la vctima est inconsciente, dar a beber un poco de agua o leche.Avise al profesor. Barrer y asegurarse que los residuos se han neutralizado.No tirar al drenaje. Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.cido sulfricoLavar inmedia-tamente la zona daada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitela y contine lavando la piel con agua abundante.Lavar inmediata-mente con agua corriente asegu-rndose de abrir bien los prpados. Avisar al oftalm-logo.Mover al afectado al aire fresco. Avisar al mdicoNo provocar v-mito. Beber agua en abundancia. No efectuar medidas de neutralizacin. Avisar al mdicoAvisar al profesor. Neutralize con sosa custica diluida, cal o carbonato de sodio. No tire al drenaje.No tirar cao. Los restos debern colectarse en el re-cipiente destinado para tal propsito. El profesor dispon-dr estos residuos de acuerdo a tecnologa aproba-da y a la legislacin local.Anhdrido acticoLavar la zona daada con jabn neutro y abun-dante agua. Si ha penetrado en la ropa, quitarla inmediatamente y continuar lavando con agua. Si per-sisten molestias, busque atencin mdica.Lavar con agua abundante durante 15 minutos como mnimo, abrin-dole los prpados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado al aire fresco, aflo-jar la ropa y buscar atencin medica. Si no respira, dele respiracin artifi-cial. Si respira con dificultad, dele ox-geno. Proporcione atencin mdica.No induzca vmito. Dar agua o leche en abundancia. Afloje las ropas. Si la vctima esta inconciente, dar respiracin artificial y mantener en reposo y caliente. Proporcionar an-tencin mdoca.Avisar al profesor. Neutralize con sosa custica diluida, cal o carbonato de sodio. No tirar al drenaje.No tirar cao. Los restos debern colectarse en el re-cipiente destinado para tal propsito. El profesor dispon-dr estos residuos de acuerdo a tecnologa aproba-da y a la legislacin local.Etanol Lavar con agua Enjuague los ojos con agua corriente durante 15 minu-tos, abriendo los prpados y retiran-do los lentes de contacto. Busque atencin mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco. Si no respi-ra, dele respiracin artificial. Si respira con dificultad, dar oxgeno. Propor-cione atencin mdica.No inducir vmito. Aflojar ropa y collares, corbatas, cinturones o cintos. Si la vctima no respira realizar respiracin boca a boca. Busque atencin mdica inmediata.Avisar al profesor. Eliminar fuentes de ignicin para vitar incendio. Ventilar el rea. Absorber el lquido residual en arena o absorbente inerte y trasladarlo a la campana de extraccin. Lavar con agua.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.17Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrctica 2Reaccin de Cannizzaro: obtencin de alcohol benclico y cido benzoico.Vinculacin con el programa de teoraLa reaccin de Cannizzaro, un proceso qumico de dismutacin o desproporcin (auto oxidacinreduccin), caracterstico de aldehdos que no poseen hidrgenos en el carbono (C2), forma parte del programa de teora de Qumica Orgnica II, en parti-cular del punto 3.12 incluido en el tema 3, aldehdos y cetonas.ObjetivoLlevar a cabo la reaccin de autoxidacin-reduccin con el benzaldehdo para dar una mezcla de alcohol benclico y cido ben-zoico al exponerse a la accin de una base concentrada y posterior neutralizacin.Oaaldehdos sin hidrgenos en el carbono 2 (carbono a )sin carbono aaOOH HO+BenzaldehdoKOH 40%alcohol benclico (fase orgnica)benzoato de potasio (fase acuosa)cido benzoicoK C I +HO K+O OH C IO OHH18Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 2Mecanismo de reaccinPrimer paso: Ataque nucleoflico del ion hidroxilo al carbono del grupo carbonilo. Segundo paso: Formacin del dianin.Tercer paso: Transferencia de un ion hidruro desde el dianin a una segunda molcula de benzaldehdo.Cuarto paso: Formacin del alcohol benclico.O H+ + K OH+ KHOHOHOHOK+ + + K OHOHOK+ ++ H2O+ +K+ KO O O HH +K+K+ O O OHHbenzaldehdo benzoato de potasioalcohol benclicoK+ OHH+ + K+ O HH HOHHOHK19Manual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIFrancisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezQuinto paso: Formacin del cido benzoico.Material Reactivos3 cristalizadores cido clorhdrico1 embudo Bchner agua destilada1 equipo Quickfit benzaldehdo3 mangueras ter etlico1 mantilla de calentamiento hidrxido de potasio3 matraces Kitasato 250 mL hielo3 papeles filtro, papel pH sulfato de sodio anhidro1 parrilla elctrica con agitacin2 pinzas de 3 dedos 1 pipeta graduada de 10 mL1 piseta con agua1 probeta de 100 mL1 propipeta1 restato2 soportes universales3 vasos de precipitados de 100 mL 1 vaso de precipitados de 250 mLDesarrolloEtapa 1. Reflujo.En el matraz esfrico del equipo ilustrado en la Figura 1, disuelva 5 g de hidrxido de potasio en 25 mL de agua. A esta solucin bsica adicione 8 mL de benzaldehdo y caliente a reflujo durante 1 h. Despus, enfre hasta temperatura ambiente el matraz con la mezcla de reaccin, sumergindolo en un cristalizador con agua-hielo, si es necesario, adicione suficiente agua con agitacin para disolver algn precipitado de benzoato de potasio que se haya quedado en el matraz.Etapa 2. Extraccin.Vierta la mezcla en un embudo de separacin (Figura 2), lave el matraz esfrico con 25 mL de ter etlico y adicione este al em-budo de separacin. Agite el embudo para asegurar una extraccin eficiente del alcohol benclico por el ter etlico. Deje reposar el embudo de separacin 5 minutos (quitando el tapn), luego separe la fase acuosa (inferior) en un vaso de precipitados y la fase etrea (superior) en otro vaso de precipitados; regrese la fase acuosa al embudo de separacin y vuelva a extraerla con otros 25 mL de ter etlico; repita la operacin de separacin de las dos fases y combine los dos extractos etreos (que contienen el alcohol benclico). Guarde la solucin acuosa para la separacin del cido benzoico.O O+ K+ H HOH+ ClO O+H HO + Cl+KHcido benzoico20Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 2Etapa 3. Obtencin del alcohol benclico (fase etrea). Coloque el extracto etreo en un vaso de precipitados que est perfectamente seco, elimine el agua presente adicionando 10 g de sulfato de sodio anhidro y agitando. Despus decante la solucin etrea en un vaso de precipitados de 100 mL seco y limpio. Elimine el ter etlico por destilacin en bao de agua tibia (Figura 3) (tener precaucin con este procedimiento, pues el ter etlico puede explotar con cualquier fuente de ignicin). Mida el volumen del alcohol benclico obtenido con una pipeta para calcular el rendimiento.Etapa 4. Obtencin del cido benzoico (fase acuosa). Vierta con precaucin y agitando magnticamente, la solucin acuosa (obtenida al final de la etapa 2) en un vaso de precipitados de 250 mL que contenga una mezcla preparada por la adicin cuidadosa de 50 mL de cido clorhdrico concentrado en 100 mL de agua fra. Terminada la adicin contine con la agitacin y verifique con papel indicador que el pH de la solucin sea cido. Si la suspensin est caliente, enfrela a temperatura ambiente, filtre el precipitado en un embudo Bchner con vaco (Figura 4) y lave con agua fra hasta pH neutro. Deje secar el cido benzoico obtenido y pselo para obtener el rendimiento.NOTA:El alcohol benclico y el cido benzoico obtenidos debern colectarse en recipientes proporcionados por el laboratorista. NO DESECHARLOS.En la bitcora elabore una lista de las propiedades fisicoqumicas y uso de los reactivos que se utilizan en la prctica. Incluya el cuestionario resuelto.Figura 1. Calentamiento para reflujo con agitacin.EquipoSalida del aguaEntrada del aguaFigura 2. Separacin de fases21Manual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIFrancisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezFigura 3. Destilacin sencilla.Cuestionario1. En la reaccin de Cannizzaro cuando una mezcla de dos aldehdos reacciona, sta suele dar todos los productos posibles. Sin embargo, si uno de ellos es formaldehdo, la reaccin genera casi exclusivamente formato de sodio y el alcohol corres-pondiente al otro aldehdo. De un ejemplo de esta reaccin de Cannizzaro cruzada.2. Qu compuesto se oxida y cul se reduce en la reaccin de la pregunta anterior?3. A qu se le llama condensacin aldlica? Escriba un ejemplo mediante una reaccin.4. Qu objeto tiene agregar cido clorhdrico a la solucin acuosa obtenida en la prctica?5. Qu aplicaciones tienen los productos obtenidos?6. Consultando la bibliografa, haga una lista de las propiedades fisicoqumicas, y el uso y precauciones que se deben tener con los reactivos que se utilizaron en la prctica.Salida de aguaEntrada de aguaHieloA la campana22Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 2Manejo de residuosD1 Recuperar para desechos a incinerar.D2 Recuperar por el profesor para uso posterior.D3 Residuos a neutralizar y desechar en la tarja.Benzaldehdo + hidroxido de potasio al 20%; calentar a reflujo 60 min.Alcohol benclico ms trazas de benzaldehdoBenzoato de potasioAdicin de cido clorhdrico concentradocido benzoico ms cloruro de potasioAgua + sales con trazas de cido benzoicoEvaporacin del ter y secado con Na2 SO4Alcohol benclico seco + trazas de benzaldehdocido benzoicoEtapa 2 ExtraccinEtapa 3 Etapa 4FiltracinFiltradoSlidoCapa orgnica Capa acuosaD1D1D2D3D323Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIBibliografaTextosFox, Marye A., Whitesell, J. 2000. Qumica Orgnica. Addison Wesley Longman, 2 Edicin, p. 607-608 Mxico.Mc Murry, J. 2008. Qumica Orgnica. Thomson Paraninfo, 7 Edicin, p. 724. Mxico.Morrison, R. Boyd, R. 1990. Qumica Orgnica. Pearson Addison Wesley, 5 Edicin, p. 771-772. Mxico. Solomons G. 1979. Qumica Orgnica. Editorial Limusa S.A. de C.V., 1 Edicin, p. 743-744. Mxico.Textos de Laboratorio y ManualesThe Merck Index. 2006. 14th Edition, p.145, Whitehouse Station, N.J., EUA.Vogel, A. 1996. Vogels Textbook of Practical Organic Chemistry. Prentice Hall, 5a Edicin, EUA. 24Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 2Medidas de seguridadSustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin Ingestincido clorhdricoLavar inmedia-tamente la zona daada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitarla inmediatamente y continuar lavando la piel con agua abundante.Lavar inmediata-mente con agua corriente asegu-rndose de abrir bien los prpados. Avisar al oftalm-logo.Mover al afectado al aire fresco. Si no respira, dar respi-racin artificial y mantenerlo calien-te y en reposo, no dar a ingerir nada. Si est consciente, suministrar oxge-no, y mantenerlo sentado.No provocar v-mito. En caso de que la vctima est inconsciente, dar respiracin artificial y mantenerla en reposo y caliente. Si est consciente dar a beber un poco de agua continuamente.Avisar al profesor. Ventilar el rea. Neutralizar con bicarbonato de so-dio o mezcla 50:50 de hidrxido de calcio y cal. Barrer y asesgurarse que los residuos se han neutralizado antes de desechar al drenaje.Diluir con agua cuidadosamente, neutralizar con car-bonato de calcio o cal. La disolucin resultante puede vertirse al drenaje, con abundante agua.Benzaldehdo Retirar la ropa y lavar con abun-dante agua y jabn no abrasivo. Tenga especial cuidado de limpiar los plie-gues. Si la irritacin persiste, busque atencin mdica.Enjuague los ojos con agua corriente durante 15 minu-tos, manteniendo los prpados bien abiertos para eliminar el produc-to. Si persiste el dolor, consulte a un oftalmlogo.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco y buscar atencin mdica.Enjuague la boca con agua fresca, induzca el vmito solamente si est consciente.Avisar al profesor. Limpiar el rea afectada.No tirar al drenaje. Verter en el reci-piente designado por el profesor y etregarlo al mismo.ter etlico Lavar con abun-dante agua y jabn no abrasivo. Tenga especial cuidado de limpiar los pliegues, grietas y la ingle. Si la irritacin persiste, busque atencin mdica. Lavar con agua abundante durante 15 minutos como mnimo, abrin-dole los prpados eventualmente (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con fcilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco, aflojar la ropa y buscar atencin medica. Si no respira, dar respiracin artificial. Si respira con dificultad dar oxgeno. Propor-cionar atencin mdica.No inducir vmito al menos que indique el personal mdico. Aflojar ropa y collares, corbatas, cinturo-nes o cintos. Si la victima no respira realizar respiracin boca a boca. Busque atencin mdica inmediata.Avisar al profesor. Eliminar fuentes de ignicin para evitar incendio. Ventilar el rea. Absorber el lquido residual en absorbente inerte y trasladarlo a la campana de extraccin para evaporar. Lavar con agua.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.Hidrxido de potasioRetire la ropa contaminada y lave con abundan-te agua y jabn no neutro. Si la irritacin persiste, busque atencin mdica.Lavar con agua abundante du-rante 15 minutos, abrindole los prpados (quitar las lentes de con-tacto cuando sea posible) y propor-cionar asistencia mdica.Lleve al afectado al aire fresco. Si no respira, dar res-piracin artificial. Mantngalo en re-poso. Proporcione atencin mdica.Lave la boca con agua. Si est consciente sumi-nistre abundante agua. No induzca vmito. Busque atencin mdica inmediata.Avisar al profesor. Recoger el material en envases secos y entregar al profe-sor. Lavar el resi-duo con suficiente agua. Enjuague con agua el rea afectada.Colquelo en el recipiente designa-do por el profesor y entregarlo al mismo.25Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IISustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin IngestinSulfato de sodio anhidroLavar con agua abundante, des-pus quitar la ropa contaminada y lavar de nuevo. Proporcionar asis-tencia mdica.Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado al aire fresco y bus-car atencin m-dica. Proporcionar atencin mdica.Enjuagar la boca. No provocar el vmito. Propor-cionar asistencia mdica.Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente tapado. Recoger cuidadosamente el residuo, trasladarlo a continuacin a un lugar seguro. No absorber en aserrn u otros absorbentes com-bustibles.Lo que no se pueda conservar para recuperacin o reciclaje debe ser manejado como desecho peligroso y enviado a una instalacin de residuos.27Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrctica 3Sntesis de p-nitroanilina en tres etapas: 1a etapa, acetilacin de anilina para la proteccin del grupo aminoVinculacin con el programa de teoraLas aminas primarias y secundarias reaccionan con anhdridos de cido para producir amidas. La reaccin a realizar en esta prctica, acetilacin de anilina para la obtencin de acetanilida, es por una parte, una reaccin caracterstica de las aminas, la cual se aborda en el punto 2.5 del programa de teora, pero adems se vincula con el programa mediante el punto 1.7.4 correspondiente a la preparacin de amidas como parte de los derivados de los cidos carboxlicos (Tema 1 del programa de teora).Objetivo Efectuar la acetilacin de la anilina para obtener p-nitroacetanilida con el propsito de proteger el grupo amino de reacciones indeseables cuando se lleve a cabo la reaccin de nitracin en la siguiente prctica (segunda etapa de la obtencin de p-nitroace-tanilida), ya que la nitracin directa de la anilina no conduce al producto deseado (p-nitroanilina), sino al ismero meta debido a la formacin del ion anilinio (adems de la susceptibilidad a la oxidacin de las aminas por el cido ntrico):R+Ocido carboxlicoamina 2a amidaanhdrido de cido carboxlico+RHNO OOR1 R1R1RRNOR1 OHanhdrido de cido carboxlicoamina 1a acetanilidaH HN+O OOOOHOHNanilina in anilonio m-nitroanilonioProductos de oxidacin+NH2HNO3H2SO4+NH3HNO3H2SO4+NH3NO228Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 3Por tal razn, la obtencin de p-nitroanilina se realiza mediante un proceso global que comprende tres reacciones:De estas tres reacciones de la Figura anterior, la primera se desarrolla en la presente prctica.Segundo paso. Adicin:Mecanismo de reaccinPrimer paso: Protonacin del grupo carbonilo del anhdrido actico.anilina acetanilida p-nitroacetanilida p-nitroanilinaH HNH HN N NH HO ONO2 NO2acetilacin nitracin hidrlisisanhdrido acticoOOO+O +O O OOHOHO+H HNanilina++OOOHH HHNOOO+29Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IITercer paso. Eliminacin N O O H O H H N H O H + O O H ci d o a c t i co N H O H O O + N H O O O H + ci d o a c t i co A ce t a n i l i d a Cuarto paso. DesprotonacinMaterial Reactivos1 Aparato Fischer Johns cido actico glacial1 Barra magntica Agua destilada1 Cristalizador Anilina1 Embudo Bchner Anhdrido actico1 Equipo Quickfit Hielo1 Mantilla de calentamiento1 Matraz Kitasato1 Papel filtro1 Parrilla elctrica con agitacin1 Pinza de tres dedos3 Pipetas graduadas de 10 mL1 Piseta con agua1 Propipeta1 Restato1 Soporte universal2 Vasos de precipitados de 100 mL1 Vaso de precipitados de 250 mLcido acticocido actico Acetanilida30Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 3DesarrolloEtapa 1. Reflujo.En un matraz esfrico de 250 mL coloque 12 mL de anilina (medir con pipeta y propipeta), 12 mL de anhdrido actico [precau-cin: el anhdrido actico es muy irritante] y 10 mL de cido actico glacial. Agregue una barra magntica. Adapte un refrigerante al matraz en posicin vertical (Figura 1) y caliente durante 15 minutos con la mantilla de calentamiento conectada al restato.Etapa 2. Filtracin.Enseguida, vierta la mezcla de reaccin caliente, lentamente sobre 100 mL de agua helada contenida en un vaso de precipitados de 250 mL. Enfre el contenido del vaso en un cristalizador con hielo, luego filtre al vaco en embudo Bchner y matraz Kitasato (Figura 2), lave el precipitado con pequeas porciones de agua helada (en vaso de precipitados de 100 mL), hasta obtener un pH neutro en el agua de filtracin. Deje secar la acetanilida sobre papel filtro al aire.Etapa 3. Rendimiento y caracterizacin.Una vez que el producto est seco, pesar para calcular el rendimiento y determinar el punto de fusin en el aparato de Fisher-Johns (punto de fusin 113-115o C).NOTA:Conserve el producto para la segunda etapa a desarrollar en la siguiente prctica.EquipoFigura 1. Calentamiento para reflujo con agitacin.Figura 2. Filtracin al vaco.Al vacioEntrada de aguaSalida de agua31Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IICuestionario1. Mediante estructuras de resonancia (complejo sigma) indique por qu el grupo amino protonado de la anilina (ion anilonio) es un grupo desactivante y orientador meta.2. Por qu causa no se emplea una alta concentracin de cido actico al preparar la acetanilida y tambin, por qu motivo no es deseable una baja concentracin del mismo?3. El mtodo preferido para la sntesis de la acetanilida es usar el anhdrido actico como reactivo, siendo el mtodo que se utiliza en esta prctica, pero las aminas pueden ser acetiladas de varias formas. Mencione qu otro reactivo se puede usar para la acetilacin de la anilina.4. Consultando la bibliografa, haga una lista de las propiedades fisicoqumicas, el uso y precauciones que se deben tener con los reactivos que se utilizaron en la prctica.5. Qu uso medicinal tiene la acetanilida?Manejo de residuosD2 Recuperar por el profesor para uso posterior.D3 Residuos a neutralizar y desechar en la tarja.12 mL de anilina + 10 mL c. actico + 12 mL de anhdrido actico; calentar 10 min./reflujoAcetanilida formada formada con trazas de c. actico en fro; lavar a pH neutro con agua heladaAcetanilida cido actico/aguaD2D3Etapa 1Etapa 2FiltracinPrecipitado Filtrado32Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 3BibliografaTextos:Bruice Yurkanis, P. 2008. Qumica Orgnica. Pearson Educacin Mxico, 5 Edicin, p. 821. Mxico. Carey, F. 1999. Qumica Orgnica. Mc. Graw-Hill Interamericana, 3 Edicin, p. 821. Mxico.Mc Murry, J. 2008. Qumica Orgnica. Thomson Paraninfo, 7 Edicin, p. 939-940. Mxico.Morrison, R. Boyd, R. 1990. Qumica Orgnica. Pearson Addison Wesley, 5 Edicin, p. 937. Mxico. Solomons G. 2002. Qumica Orgnica. Editorial Limusa S.A. de C.V., 2 Edicin, p. 816. Mxico.Wade, L. 2004. Qumica Orgnica. Pearson Prentice Hall, 5 edicin, p. 860. Madrid.Textos de Laboratorio y Manuales:vila, J., Garca, C., Gaviln, I., et. al. 2001. Qumica Orgnica. Experimentos con un enfoque ecolgico. UNAM, 1a Edicin, p. 418-419. Mxico.The Merck Index. 2006. 14th Edition, p.145. Whitehouse Station, N.J., EUA.33Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMedidas de seguridadSustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin Ingestincido actico glacialLavar inmediata-mente con jabn y agua. Si ha pene-trado en la ropa, quitarla y continuar lavando la piel con agua abundante. Proporcionar asis-tencia mdica.Lavar con agua durante 15 minutos abrindole los pr-pados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asis-tencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco, aflojar la ropa y buscar atencin medica. Evitar respiracin artificial. Si respira con dificultad, dar oxgeno. Propor-cionar atencin mdica.No inducir el vmi-to. Si est conscien-te, suministrar agua abundante. No administrar nada por la boca si est inconsciente. Aflo-jar ropas y prendas. Busque atencin mdica inmediata.Avisar al profesor. Ventilar el rea. Neutralizar con bi-carbonato de sodio o mezcla 50:50 de hidrxido de calcio y cal. Limpiar el lugar.Neutralizar con hidrxido de sodio diluido o carbonato de sodio y tirar al drenaje.Anhdrido acticoLave la zona afec-tada con jabn neutro y abundante agua. Si ha pene-trado en la ropa, quitarla inmediata-mente y continuar lavando con agua. Si persisten molestias, busque atencin mdica.Lavar con agua abundante durante 15 minutos como mnimo, abrin-dole los prpados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco, aflojar la ropa y buscar atencin medica. Si no respira, dar respiracin artificial. Si respira con difi-cultad, dar oxgeno. Proporcionar aten-cin mdica.No induzca vmito. Dar agua o leche en abundancia. Afloje las ropas. Si la vctima est inconsciente, dar respiracin artificial y mantenerla en reposo y caliente. Proporcionar aten-cin mdica.Avise al profesor. Neutralizar con sosa custica dilui-da, cal o carbonato de sodio. No tirar al drenaje.No tirar al cao. Los restos debern colectarse en reci-piente destinado para tal propsito. El profesor dispon-dr estos residuos de acuerdo con la tecnologa aproba-da a la legislacin local.Anilina Retirar la ropa contaminada y la-var la piel con con abundante agua, si es necesario con regadera. Propor-cionar atencin mdica.Lavar con agua abundante durante 15 minutos como mnimo, abrin-dole los prpados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco. Mantenerlo en reposo en po-sicin confortable para respirar. Pro-porcionar atencin mdica.Dar a beber inme-diatamente agua o leche. Nunca dar nada por la boca a una persona que se encuentre in-consciente. Induzca el vmito. Solicitar asistencia mdica de inmerdiato.Avise al profesor. Recoger el material en envases secos y entregar al profe-sor. Lavar con agua el rea afectada.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.35Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrctica 4Sntesis de p-nitroanilina en tres etapas: 2a etapa, nitracin de la acetanilidaVinculacin con el programa de teoraLa nitracin de la acetanilida es una reaccin de sustitucin electroflica aromtica (SEA) tpica de los compuestos aromticos, donde un hidrgeno del anillo aromtico es sustituido por un grupo nitro. Cuando el anillo aromtico que se nitra tiene un grupo activador, el ataque electroflico del ion nitronio (+NO2) se produce preferentemente en la posicin para. Esta prctica se vincula con el punto 2.7 (reacciones de sustitucin en aminas aromticas) del programa de teora.Objetivo El alumno efectuar la nitracin de la acetanilida para obtener la p-nitroacetanilida, como un intermediario en la sntesis de p-nitroanilina que es menos reactivo que la anilina, aun cuando es tambin un sustrato aromtico activado frente una reaccin de sustitucin electroflica aromtica.+EEHcomplejo sigmaE+ H+HNO3 + H2SO4acetanilida p-nitroacetanilidaONHONHNO236Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 4Mecanismo de reaccinPaso 1: Formacin del electrfilo (ion nitronio).cido ntrico cido sulfricocido ntrico protonado ion hidrogenosulfato cido ntrico protonado agua ion nitronioH O N O + H O S O H H O N O + O S O HO OO HO O+ OH O N O H O HO N O ++H+OPaso 2: Sustitucin electroflica aromtica en posicin para de la acetanilida.acetanilida++OHNOHN O N O+ H N OO37Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMaterial Reactivos1 agitador magntico cido sulfrico1 cristalizador mediano acetanilida1 embudo de cuello ancho cido ntrico2 embudos de adicin hielo frap1 esptula sal1 matraz esfrico de dos bocas de 250 mL agua destilada1 mortero con pistilo1 papel filtro1 papel pH1 parrilla de agitacin1 pinza de tres dedos1 pipeta graduada de 10 mL1 piseta con agua1 propipeta1 soporte universal1 termmetro de -20 a 100C1 trampa o bomba de vaco1 vaso de precipitados de 500 mL+OHN H N OOOHN H N OO++OHN H N OO+OHN H N OO H N OOOHN++ + OH +HHOH HO OOHNNp-nitroacetanilida38Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 4DesarrolloEtapa 1. Disolucin de la acetanilida en cido sulfrico.En el matraz esfrico (Figura 1), coloque un agitador magntico y 9 mL de cido sulfrico concentrado (medidos con la pipeta graduada de 10 mL equipada con propipeta). Iniciar la agitacin magntica y disolver 4 g de acetanilida finamente pulverizada en el mortero, agregndola poco a poco. Etapa 2. Adicin de cido ntrico.Una vez que toda la acetanilida se haya disuelto, equipar el matraz esfrico de dos bocas de acuerdo con la Figura 2 y ponerlo a enfriar en un bao de hielo-sal; continuar con la agitacin hasta que la temperatura de la mezcla llegue a 0 C; entonces agregar lentamente (gota a gota) 4.4 mL de cido ntrico concentrado por medio del embudo de adicin, cuidando que la temperatura de la mezcla no rebase los 20 C (si la temperatura excede los 20 C el producto de reaccin se oxida y se pierde). Terminada la adicin, continuar la agitacin por 15 min. ms sin agregar ms hielo o sal.Etapa 3. Filtracin.Verter la mezcla de reaccin en un vaso de precipitados de 500 mL conteniendo 120 mL de agua destilada fra, y dejar agitando 5 minutos. Luego separar el material slido por filtracin al vaco (Figura 3), lavando con agua destilada fra para eliminar el cido, hasta pH neutro del agua del filtrado.NOTA:La p-nitroacetanilida obtenida (la cual se va a usar en la siguiente prctica) deber presentar un punto de fusin de 214-216o C. Pesar para calcular el rendimiento.La acetanilida sobrante que no haya sido utilizada deber colectarse en un recipiente proporcionado por el laboratorista. NO DESECHARLA.EquipoFigura1. Disolucin con agitacin. Figura 2. Adicin.39Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IICuestionario1. Por qu en la nitracin de la acetanilida se forma casi exclusivamente el derivado sustituido en para?2. Cul grupo es un activador ms fuerte entre el grupo amino de la anilina y el grupo acetamido de la acetanilida? Por qu?3. La nitracin de la anilina no acetilada da una mezcla de productos, aproximadamente dos tercios de meta (m-) y un tercio de para (p-). Por qu?4. Para evitar que el grupo amino se protone en medio cido, o que haya di o trisustituciones y adems evitar que el grupo amino se oxide, entonces se protege al grupo amino formando el grupo acetamido. Cules son las caractersticas que debe cumplir el grupo acetamido para que se considere protector?5. Para qu se usa la p-nitroacetanilida?Al vacioFigura 3. Filtracin al vaco.40Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 4Manejo de residuosD1 Recuperar para desechos a incinerar.D2 Recuperar por el profesor para uso posterior.D3 Residuos a neutralizar y desechar en la tarja.Disolver 4 g de acetanilida en 9 mL de c. sulfrico concentradoLa acetanilida disuelta mantenerla en fro; agregar 4. mL de c. ntrico sin que pase de los 20C/ bao de agua helada y hielo; agitando 15 min. msLavar con agua fra a pH neutro para obtener la p-nitroacetanilidaAgua con trazas de p-nitroacetanilida en medio cidoD2 D3Etapa 1Etapa 2Etapa 3Precipitado Filtrado41Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIBibliografaTextos:Bruice Yurkanis, P. 2008. Qumica Orgnica. Pearson Educacin Mxico, 5 Edicin, p. 821. Mxico. Carey, Francis A. 1999. Qumica Orgnica. Mc. Graw-Hill Interamericana, 3 Edicin, p. 821. Mxico.Morrison, R. T., Boyd, R. N. 1990. Qumica Orgnica. Pearson Addison Wesley, 5 Edicin, p. 951. Mxico. Mc Murry, J. 2008. Qumica Orgnica. Thomson Paraninfo, 7 Edicin, p. 551-552. Mxico.Solomons Graham, T. W. 2002. Qumica Orgnica. Editorial Limusa S. A. de C.V. 2 Edicin, p. 816. Mxico.Wade, L. 2004. Qumica Orgnica. Pearson Prentice Hall, 5 edicin, p. 860. Madrid.Textos de Laboratorio y Manuales:The Merck Index. 2006. 14th Edition, p.145. Whitehouse Station, N.J., EUA.42Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 4Medidas de seguridad SustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin IngestinAcetanilida Lavar con agua en abundancia. Usar regadera si es necesario. Quitar, secar y lavar la ropa contaminada. Si contia la irrita-cin, proporcionar asistencia mdica.Lavar con agua abundante du-rante 15 minutos, manteniendo los prpados abiertos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco. En caso de paro respiratorio emplear mtodo de reanimacin cardiopulmonar. Si respira con dificul-tad, dar oxgeno. Proporcionar atencin mdica.Lavar la boca con bastante agua. Dar a beber abundante agua. Inducir vmito solo si est consciente. Aflojar ropas y prendas. Busque atencin mdica inmediata.Avisar al profesor. Ventilar el rea. Limpiar el lugar.No tirar al drenaje. Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.cido ntrico Lave la zona daada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitarla inmediatamente y continuar lavando la piel con agua abundante.Lavar inmediata-mente con agua corriente, asegu-rndose de abrir bien los prpados. Avisar al oftalm-logo.Mover al afectado al aire fresco. Avisar al mdico.No provocar v-mito. Beber agua en abundancia. No efecte medidas de neutralizacin. Avisar al mdico.Avisar al profesor. Neutralizar con sosa custica dilui-da, cal o carbonato de sodio. No tire al drenaje.No tire al cao. Los restos debern colectarse en el recipiente destina-do para tal pro-psito. El profesor dispondr estos residuos de acuer-do con tecnologa aprobada y con la legislacin local.cido sulfricoLave la zona daada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitarla inmediatamente y continuar lavando la piel con agua abundante.Lavar inmediata-mente con agua corriente, asegu-rndose de abrir bien los prpados. Avisar al oftalm-logo.Mover al afectado al aire fresco. Avisar al mdico.No provocar v-mito. Beber agua en abundancia. No efecte medidas de neutralizacin. Avisar al mdico.Avisar al profesor. Neutralizar con sosa custica dilui-da, cal o carbonato de sodio. No tire al drenaje.No tire al cao. Los restos debern colectarse en el recipiente destina-do para tal pro-psito. El profesor dispondr estos residuos de acuer-do con tecnologa aprobada y con la legislacin local.p-nitroacetanilida Retirar la ropa con-taminada y lavar con abundante agua y jabn.Lavar con agua abundante durante 15 minutos como mnimo, abrin-dole los prpados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco. Mantenerlo en reposo en posicin conforta-ble para respirar. Proporcionar atencin mdica.Consultar inmedia-tamente al mdico.Avisar al profesor. Recoger el material en envases secos y entregar al profe-sor. Lavar el resi-duo con suficiente agua. Enjuagar con agua el rea afectada.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.43Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrctica 5Sntesis de p-nitroanilina en tres etapas: 3a etapa, hidrlisis de p-nitroacetanilidaVinculacin con el programa de teoraLa hidrlisis de la p-nitroacetanilida para obtener la p-nitroanilina, se contextualiza en el tema hidrlisis de amidas revisado en la seccin 1.7.4 del programa de teora, as como tambin en preparacin de aminas revisado en la seccin 2.3. Puesto que las amidas se hidrolizan en medios cidos o bsicos con calentamiento formando aminas y cidos carboxlicos, esta prctica tambin se relaciona con el tema obtencin de cidos carboxlicos, ubicado en la seccin 1.6 del correspondiente programa.ObjetivoEfectuar la hidrlisis en medio cido de la p-nitroacetanilida para obtener la p-nitroanilina.Mecanismo de reaccinPrimer paso: Ptotonacin.Segundo paso: Adicin nucleoflica.HCI + H2O + calorhidrlisis cida de amidasAmidas aminacido carboxlicoR1HRON ROOH +H HNR1p-nitroacetanilida ion hidroxonioOHNO2NHH H+++ONO2NHHO+H HOOHNO2NHH H++OOHNO2NH+HHO44Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 5Tercer paso: Equilibrio intra-molecular cidobase.Cuarto paso: Eliminacin.Quinto paso: Equilibrio inter-molecular cido-base. Formacin de la sal de anilonio y el cido carboxlico.OHNO2NH+HHOOHNO2NH+HOHOHNO2NH+HHOHNO2NH+HHOO +p-nitroanilinaHNO2NHp-nitroanilinaHHO+HO+Ocido acticoHNO2NHOH++45Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IISexto paso: Liberacin de la p-nitroanilina por desprotonacin del ion anilonio debido al cambio del pH de cido a bsico con hidrxido de sodio.Material Reactivos1 barra de agitacin magntica cido clorhdrico concentrado1 bomba o trampa de vaco agua destilada1 embudo Bchner hidrxido de sodio 40%1 equipo Quickfit hielo1 manguera para vaco p-nitroacetanilida2 mangueras para agua.1 mantilla de calentamiento1 matraz Erlenmeyer de 250 mL1 microesptula1 papel filtro1 Papel pH1 parrilla elctrica con agitacin1 pinza para refrigerante1 piseta con agua destilada1 probeta de 50 mL1 restato1 soporte universal1 termmetroDesarrolloEtapa 1: Preparacin de la mezcla de reaccin.En el matraz bola de 100 mL (del equipo mostrado en la Figura 1), coloque la barra de agitacin magntica, 7.5 g de p-nitroace-tanilida (obtenida en la prctica anterior) y una mezcla de 17.5 mL cido clorhdrico concentrado y 17.5 mL de agua destilada. Etapa 2: Reflujo.Encienda el restato para calentar la mezcla de reaccin a reflujo. Una vez que toda la p-nitroacetanilida se ha disuelto (10 a 15 minutos), contine calentando 15 minutos ms. Si la disolucin de la p-nitroacetanilida no se completa, agregue 10 mL ms de cido clorhdrico concentrado.Etapa 3: Cambio de pH: liberacin de la p-nitroanilina.Trasvase la mezcla de reaccin a un matraz Erlenmeyer de 250 mL sumergido en hielo (Figura 2), y cuando la temperatura se encuentre debajo de 10C, agregue una solucin de hidrxido de sodio al 40% enfriada en hielo, hasta obtener un pH alcalino (verifique con papel pH), con lo cual precipita la p-nitroanilina. Se requieren aproximadamente de 20 a 30 mL de la solucin bsica.HNO2NHp-nitroanilinaHO -O+Ocido acticoHNO2NHOH++46Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 5Etapa 4: Filtracin: aislamiento del producto.Enfre la suspensin obtenida al final de la etapa 3 y filtre con vaco (Figura 3), luego lave con agua destilada fra (5C) hasta pH neutro del filtrado acuoso. Deje secar el producto.Etapa 5: Determinacin del punto de fusin.Determine el punto de fusin en el equipo Fisher-Johns y comprelo con el terico de la p-nitroanilina (146o-148oC).Etapa 6: Clculo del rendimiento.Pese el producto (p-nitroanilina) ya seco y calcule el rendimiento terico y el rendimiento prctico.EquipoFigura 2. Cambio de pH. Figura 3. Filtracin al vaci.Figura 1. Calentamiento para reflujo con agitacin.Al vacioEntrada de aguaSalida de agua47Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IICuestionario1. Cul es el motivo de nitrar la anilina en tres etapas?2. Cul es el mecanismo de reaccin para la hidrlisis bsica de la p-nitroacetanilida?3. Por qu la p-nitroanilina es soluble en cido clorhdrico?4. Cul es la importancia que tienen las aminas aromticas en la industria qumica?5. Informe los rendimientos obtenidos.6. Consultando la bibliografa, haga una lista de las propiedades fisicoqumicas, el uso y precauciones que se deben tener con los reactivos que se utilizaron en la prctica.7. Qu uso tiene la p-nitroanilina?D1 Recuperar para desechos a incinerar.D2 Recuperar por el profesor para uso posterior.7.5 g de p-nitroacetanilida ms 35 mL de solucin acida (1:1) de cido clorhdrico y agua fra; reflujar 15 min.Continuar calentamiento 15 min. ms hasta disolucin del compuesto, o bien agregue 10 mL ms de cido clorhdricoAgua con trazas de p-nitroanilina en medio bsicoUna vez filtrado, lavar con agua destilada fra hasta pH neutro.p-nitroanilina Determinar el punto de fusinEnfriamiento de la mezcla de reaccin y cambio del pH con hidrxido de sodio al 40% para precipitar la p-nitroanilinaEtapa 1Etapa 2Etapa 3FiltracinFiltrado PrecipitadoD1D2Manejo de residuos48Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 5BibliografaTextos:Bruice Yurkanis, P. 2008. Qumica Orgnica. Pearson Educacin Mxico, 5 Edicin, p. 821. Mxico. Carey, Francis A. 1999. Qumica Orgnica. Mc. Graw-Hill Interamericana, 3 Edicin, p. 821, Mxico.Mc Murry, J. 2008. Qumica Orgnica. Thomson Paraninfo, 7 Edicin, p. 814-815. Mxico.Morrison, R. T., Boyd, R. N. 1990. Qumica Orgnica. Pearson Addison Wesley, 5 Edicin, p. 951. Mxico. Solomons Graham, T. W. 2002. Qumica Orgnica. Editorial Limusa S.A. de C.V., 2 Edicin, p. 816. Mxico.Wade, L. 2004. Qumica Orgnica. Pearson Prentice Hall, 5 edicin, p. 860. Madrid.Textos de Laboratorio y Manuales:The Merck Index. 2006. 14th Edition, p.145. Whitehouse Station, N.J., EUA.49Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IISustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin IngestinAcetanilida Lavar con agua en abundancia. Usar regadera si es necesario. Quitar, secar y lavar la ropa contaminada. Si contia la irrita-cin, proporcionar asistencia mdica.Lavar con agua abundante du-rante 15 minutos, manteniendo los prpados abiertos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco. En caso de paro respiratorio emplear mtodo de reanimacin cardiopulmonar. Si respira con dificul-tad, dar oxgeno. Proporcionar atencin mdica.Lavar la boca con bastante agua. Dar a beber abundante agua. Inducir vmito solo si est consciente. Aflojar ropas y prendas. Busque atencin mdica inmediata.Avisar al profesor. Ventilar el rea. Limpiar el lugar.No tirar al drenaje. Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.cido ntrico Lavar la zona daada con abundante agua. si afect la ropa, quitarla inmediata-mente y continuar lavando la piel con agua abundante.Lavar inmediata-mente con agua corriente, asegu-rndose de abrir bien los prpados. Avisar al oftalm-logoMueva al afectado al aire fresco. Avise al mdico.No provocar v-mito. Beber agua en abundancia. No efectuar medidas de neutralizacin. Avisar al mdico.Avisar al profesor. Neutralice con sosa custica dilui-da, cal o carbonato de sodio. No tire al drenaje.No tire al cao. Los restos debern colectarse en reci-piente destinado para tal propsito. El profesor dispon-dr estos residuos de acuerdo a tecnologa aproba-da y a la legislacin local.cido sulfricoLave la zona daada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitarla inmediatamente y continuar lavando la piel con agua abundante.Lavar inmediata-mente con agua corriente, asegu-rndose de abrir bien los prpados. Avisar al oftalm-logo.Mover al afectado al aire fresco. Avisar al mdico.No provocar v-mito. Beber agua en abundancia. No efecte medidas de neutralizacin. Avisar al mdico.Avisar al profesor. Neutralizar con sosa custica dilui-da, cal o carbonato de sodio. No tire al drenaje.No tire al cao. Los restos de-bern colectarse en el recipiente destinado para tal propsito. El profesor dispondr estos resduos de acuerdo a tecnolo-ga aprobada y a la legislacin local.p-nitroacetanlida Retirar la ropa con-taminada y lavar con abundante agua y jabn.Lavar con agua abundante durante 15 minutos como mnimo, abrien-dole los prpados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco. Mantenerlo en reposo en posicin conforta-ble para respirar. Proporcionar atencin mdica.Consultar inmedia-tamente al mdico.Avisar al profesor. Recoger el material en envases secos y entregar al profe-sor. Lavar el resi-duo con suficiente agua. Enjuagar con agua el rea afectada.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.Medidas de seguridad51Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrctica 6Sntesis de paracetamol en dos etapas: 1a etapa, reduccin de p-nitroacetanilidaVinculacin con el programa de teoraLa reaccin involucrada en esta prctica se relaciona con el tpico Preparacin de aminas, ubicado en el punto 2.3 del tema 2 del programa de teora de la Qumica Orgnica II, correspondiente a Aminas.ObjetivoEl alumno efectuar la reduccin de la p-nitroacetanilida para obtener la p-aminoacetanilida. El grupo nitro se reduce mediante el sistema metal/cido (M/H+) formando el grupo amino.compuesto nitroaromtico1) Metal + HCIamina aromticaNO2reaccin de reduccinNH2HNO2Np-nitroacetanilidaOHNH2NOp-aminoacetanilida1) Sn + HCI2) NaOHreaccin de reduccin52Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 6Mecanismo de reaccinmetalO+ONON+OONHOH+metalmetalH+ON+OHH2O+ONHmetalmetalN O+N OH+HN OHN OHH+HNHH53Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMaterial Reactivos1 barra magntica cido clorhdrico concentrado1 cristalizador agua destilada1 equipo Quickfit cloruro de metileno1 frasco boca ancha 50 mL cloruro de sodio3 mangueras estao1 papel pH hidrxido de sodio1 parrilla elctrica con agitacin hielo3 pinzas de tres dedos p-nitroacetanilida1 pipeta graduada de 10 mL1 piseta con agua1 probeta graduada de 100 mL1 propipeta3 soportes universales1 vaso de precipitados de 100 mL1 vaso de precipitados de 250 mL1 vaso de precipitados de 500 mLDesarrolloEtapa 1. Preparacin del equipo y reactivos.En el matraz esfrico de 250 mL (del equipo Quickfit) mostrado en la Figura 1, coloque 10 g de p-nitroacetanilida, 25 g de estao granulado y una barra magntica.Etapa 2. Inicio de la reaccin.Encienda la agitacin magntica suave y aada 50 mL de cido clorhdrico concentrado en porciones de 5 mL, a travs del refri-gerante de reflujo y con la pipeta graduada equipada con la propipeta. Enseguida se produce una reaccin exotrmica (CUIDA-DO: SE DESPRENDE HIDRGENO, EVITAR FUENTE DE IGNICIN). Si fuera necesario, agregue un poco de hielo al agua del cristalizador para evitar que la temperatura se eleve demasiado causando evaporacin dentro del matraz esfrico. Es necesario tomar en cuenta que la mezcla debe de estar caliente pero sin llegar a hervir. Contine agregando las siguientes porciones 5 mL de cido clorhdrico de la misma forma que la primera.Etapa 3. Terminacin de la reaccin.Una vez que se han agregado los 50 mL de cido clorhdrico, encienda la parrilla para calentar el bao mara sin llegar a ebullicin y mantenga el calentamiento por 20 minutos, con agitacin moderada.Etapa 4. Liberacin del producto (la amina) por cambio de pH.Coloque la mezcla de reaccin en un vaso de precipitados de 500 mL sumergido en hielo (Figura 2), y con agitacin magntica agregue lentamente 100 mL de una solucin de hidrxido de sodio al 40% (previamente enfriada en hielo) hasta obtener un pH alcalino (verificar con papel pH).Etapa 5. 1. Separacin del producto: destilacin por arrastre con vapor.Coloque el contenido del matraz en el equipo para destilacin por arrastre con vapor (Figura 3) y proceda a destilar hasta colectar el destilado.54Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludEntrada de aguaSalida de aguaHieloHieloPrctica 6Etapa 6. 2. Separacin del producto: extraccin.Trasvase el destilado obtenido en la etapa anterior: de la probeta a un matraz Erlenmeyer y agregue 5 g de cloruro de sodio, agite magnticamente hasta disolucin de la sal, luego decante el lquido a un embudo de separacin (Figura 4) y extraiga el producto con 20 mL de cloruro de metileno, deje reposar 5 minutos y proceda a separar las fases, colocando la fase superior (acuosa) en un vaso de precipitados de 100 mL, y la inferior (cloruro de metileno) en vaso de precipitados de 250 mL. Repita la extraccin dos veces ms y rena los tres extractos orgnicos (de cloruro de metileno) en el matraz de 250 mL.Etapa 7. Secado del producto y evaporacin del disolvente.Seque la solucin orgnica (cloruro de metileno) obtenida en la etapa anterior, agregando 5 g de hidrxido de sodio slido y agitndola magnticamente por 10 min. A continuacin decante a un vaso de precipitados de 100 mL y evapore el diclorometano con bao mara en la campana de extraccin (p.eb. = 40oC) utilizando el equipo de la Figura 2 pero en lugar de hielo, agua calentada con la parrilla. Etapa 8. Almacenamiento del producto para la siguiente prctica.Pese y guarde el producto de reaccin en un frasco cubierto con papel aluminio almacenndolo en el refrigerador, para realizar la parte 2 de la sntesis del paracetamol en la siguiente prctica.EquipoFigura 1. Enfriamiento con agitacin.Figura 2. Cambio de pH con agitacin.55Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIFigura 3. Destilacin por arrastre de vapor.Figura 4. Separacin de fases.Matriz de destilacinVarilla de seguridadCabeza generadoraCabeza de arrastreErlenmeyer generador del vapor56Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 6Cuestionario1. Qu otros sistemas metal/cido existen para reducir el grupo nitro?2. Qu otros mtodos existen para la reduccin del grupo nitro que no utilicen el sistema metal/cido?3. Si en el anillo aromtico hay dos o ms grupos nitro, se puede reducir uno de ellos sin que se alteren los dems. Cmo se efectuara dicha reduccin selectiva?4. Cul es la importancia que tienen los compuestos amino en la industria qumica?5. Informe los rendimientos obtenidos.Manejo de residuosD2 Recuperar por el profesor para uso posterior.D3 Residuos a neutralizar y desechar en la tarja.10 g de p-nitroacetanilida ms 25 g de estao granulado, mantener en agitacin.Adicin de cido clorhdrico concentrado manteniendo la temperatura a 6 -8C y despus dejar en reposo al ambienteCalentamiento del matraz de reaccin en bao mara sin ebullicin por 20 min. con agitacin suaveAlcalinizar en fro con solucin de NaOH al 40% manteniendo una agitacin suaveDestilacin por arrastre con vaporDisolucin de p-aminacetanilida Agua con trazas de p-aminacetanilida en medio bsicoEtapa 3Etapa 4Etapa 5Etapa 6 ExtraccinEtapa 2Etapa 1Fase orgnica Fase acuosaD2D357Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIBibliografaTextos:Carey, F. 1999. Qumica Orgnica. Mc. Graw-Hill Interamericana, 3 Edicin, p. 820-821. Mxico.Mc Murry, J. 2008. Qumica Orgnica. Thomson Paraninfo, 7 Edicin, p. 928. Mxico.March, J. 1991. Advanced Organic Chemistry. McGraw-Hill Book Co. pp. 1126. Mxico.Morrison, R. T., Boyd, R. N. 1990. Qumica Orgnica. Pearson Addison Wesley, 5 Edicin, p.947-949. Mxico. Solomons G. 2002. Qumica Orgnica. Editorial Limusa S.A. de C.V. 2 Edicin, p. 1014. Mxico.Wade, L. 2004. Qumica Orgnica. Pearson Prentice Hall, 5 edicin, p. 860. Madrid.Textos de Laboratorio y Manuales:The Merck Index. 2006. 14th Edition, p.145, Whitehouse Station, N.J., EUA.Vogel, A. 1996. Vogels Textbook of Practical Organic Chemistry. Prentice Hall, 5a Edicin, EUA. 58Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 6Medidas de seguridad (parte 1)SustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin Ingestincido clorhdridoLavar inmedia-tamente la zona daada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitarla inmediatamente y continuar lavando la piel con agua abundante.Lavar inmediata-mente con agua corriente asegurn-dose de abrir bien los prpados. Avise al oftalmlogo.Mover al afectado a aire fresco. Si no respira, dar respi-racin artificial y mantenerlo calien-te y en reposo, no dar a ingerir nada. Si est consciente, suministrar oxge-no, y mantenerlo sentado.No provocar v-mito. En caso de que la vctima est inconsciente, dar respiracin artificial y mantenerla en reposo y caliente. Si est consciente dar a beber un poco de agua continuamente.Avise al profesor. Ventile el rea. Neutralizar con bicarbonato de sodio o mezcla 50:50 de hidrxido de calcio y cal. Barrer y asegurarse que los residuos se han neutralizado antes de hechar al drenaje.Diluir con agua cuidadosamente, neutralizar con car-bonato de calcio o cal. La disolucin resultante puede vertirse al drenaje con abundante agua.Cloruro de metilenoLavar con agua Enjuagar los ojos con agua corriente durante 15 minu-tos, manteniendo los prpados abier-tos y retirando las lentes de contacto. Busque atencin mdica.Llevar al afectado a aire fresco. Si no respira, dar respi-racin artificial. Si respira con dificul-tad, dar oxgeno. Proporcionar atencin mdica.Dar agua en abundancia si est consciente y pro-porcionar atencin mdica. Mantener a la vctima abriga-da y en reposo.Avisar al profesor. Recoger el ma-terial en envases secos y proceder a eliminacin de los residuos. Lavar el residuo con suficiente agua. Enjuague con agua el rea afectada.Colquelo en el recipiente designa-do por el profesor y entregarlo al mismo..Hidrxido de sodioRetire la ropa contaminada y lave con abundante agua y jabn neu-tro. Si la irritacin persiste, busque atencin mdica.Lavar con abun-dante agua du-rante 15 minutos como mnimo abrindole los pr-pados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcione asis-tencia mdica.Lleve al afectado al aire fresco. Si no respira, dar respi-racin artificial. Si respira con dificul-tas, dar oxgeno. Mantngalo abri-gado y en reposo. Proporcione aten-cin mdica. Lave la boca con agua. Si est consciente, sumi-nistre abundante agua. No induzca vmito. Busque atencin mdica inmediata.Avisar al profesor. Recoger el material en envases secos y entregar al profe-sor. Lavar el resi-duo con suficiente agua. Enjuague con agua el rea afectada.Colquelo en el recipiente designa-do por el profesor y entregarlo al mismo.59Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMedidas de seguridad (parte 2)SustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin Ingestinp-aminoacetanlida Retirar la ropa con-taminada y lavar con abundante agua y jabn.Lavar con agua abundante durante 15 minutos como mnimo, abrin-dole los prpados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado al aire fresco. Mante-nerlo en reposo en posicin conforta-ble para respirar. Proporcionar asis-tencia mdica.Consultar inmedia-tamente al mdico.Avisar al profesor. Recoger el material en envases secos y entregar al profe-sor. Lavar el resi-duo con suficiente agua. Enjuague con agua el rea afectada.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.p-nitroacetanilida Retirar la ropa con-taminada y lavar con abundante agua y jabn.Lavar con agua abundante durante 15 minutos como mnimo, abrien-dole los prpados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco. Mantenerlo en reposo en po-sicin confortable para respirar. Pro-porcionar atencin mdica.Consultar inmedia-tamente al mdico.Avisar al profesor. Recoger el material en envases secos y entregar al profe-sor. Lavar el resi-duo con suficiente agua. Enjuague con agua el rea afectada.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.p-nitroanilina Retirar la ropa con-taminada y lavar la piel con abundante agua si es necesa-rio con regadera. Proporcionar aten-cin mdica.Lavar con abun-dante agua durante 15 minutos como mnimo, abrien-dole los prpados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y propor-cionar asistencia mdica.Llevar al afectado al aire fresco. Mante-nerlo en reposo en posicin conforta-ble para respirar. Proporcionar aten-cin mdica.Si esta consciente, inducir vmito y proporcionar aten-cin mdica.Avisar al profesor. Recoger el material en envases secos y entregar al profe-sor. Lavar con agua el rea afectada.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entregarlo al mismo.61Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrctica 7Sntesis de paracetamol en dos etapas: 2a etapa, diazoacin y desplazamiento nucleoflico.Vinculacin con el programa de teoraEl programa de teora contiene en la seccin 2.11, el tpico Sales de diazonio, preparacin y reacciones, cuyo desarrollo expe-rimental se lleva a cabo en esta prctica mediante el ejemplo de la sntesis de paracetamol.ObjetivoEl alumno sintetizar el paracetamol (p-hidroxiacetanilida) por medio de la reaccin de la p-aminoacetanilida con nitrito de sodio en medio cido para obtener la respectiva sal de diazonio y su posterior reaccin de desplazamiento nucleoflico con agua en medio cido.NH2NaNO2 + HCI H2SO4 + caloragua+ N N CI OHN a N O 2 + H C I H 2 S O 4 + c a l o raguaHNH2NOp-aminoacetanilidaHNO+ N N CIHOHNOcloruro de p-acetamidobencendiazonio p-hidroxiacetanilida (paracetamol)62Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 7Segundo paso: Formacin de la N-nitrosoamina.Mecanismo de reaccinPrimer paso: Formacin del catin nitrosonio.Na O N O + H CI+ nitrito de sodio cido clorhdrico cido nitroso cloruro de sodioH O N O + Na + CI+ H O N O + H CIcido nitroso cido clorhdricoH O N O + CI+HH O N O + CIcido nitroso protonado ion cloruroH+cido nitroso protonado ion cloruroH O + N O + CI+ Hion cloruroion nitrosonioaguaN O++H HNHNOion nitrosoniop-aminoacetanilidaNHNOH H+N ONHNOH H+N O+ H HOaguaHNHNON O+H HO+Hion hidroxoniopaminoacetanilidaNnitrosada63Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IITercer paso: Formacin de la sal de diazonio.HHNHNON O++H HOion hidroxonio + CIpaminoacetanilidaNnitrosadaHNHNON O H+ O + C IH H+HNHNON O H+ + CINHNON OHH+ + CINHNON O+ + CI+HH+NHNON CIO H H+ cloruro de pacetamidobencendiazonio64Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 7Material Reactivos1 barra magntica agua destilada1 cristalizador cido clorhdrico 1N y 2N1 embudo Bchner hielo1 manguera para vaco nitrito de sodio1 matraz Erlenmeyer de 125 mL p-aminoacetanilida2 matraces Erlenmeyer de 250 mL1 matraz Kitasato de 250 mL2 papeles filtro* papel pH 1 parrilla de calentamiento con agitacin2 pinzas de tres dedos2 pipetas graduadas de 10 mL1 piseta para agua destilada1 propipeta1 soporte universal1 termmetro de -10 a 100 C* La cantidad necesaria indicada por el profesorDesarrolloEtapa 1. Preparacin del equipo y reactivos.En un matraz Erlenmeyer de 125 mL (Figura 1) coloque 5 g de p-aminoacetanilida, agregue 12.5 mL de cido clorhdrico 2N (use pipeta graduada de 10 mL y propipeta) y 12.5 mL de agua destilada (use pipeta graduada de 10 mL y propipeta). Inicie la agitacin magntica y enfre la mezcla con hielo (en el cristalizador) hasta alcanzar una temperatura entre 0 y 5 oC (use term-metro de -10 a 100 C).Etapa 2. Obtencin de la sal de diazonio.Continuando con la agitacin magntica, vierta la mezcla obtenida en la etapa anterior sobre un matraz Erlenmeyer de 250 mL que contenga 2 g de nitrito de sodio disueltos en 25 mL de agua destilada fra y mantenga el matraz de reaccin en el bao de hielo. Una vez terminada la adicin, quite el bao de hielo y deje agitando magnticamente la mezcla hasta que alcance la temperatura ambiente.Etapa 3. Obtencin del paracetamol.Vierta el producto resultante de la etapa 2, en 25 mL de cido clorhdrico 1N contenidos en un matraz Erlenmeyer de 250 mL. Caliente a bao mara durante 30 min. con agitacin magntica, empleando el equipo de la Figura 1 en el que sustituya el hielo por agua caliente. Deje en reposo la mezcla durante 15 min. y enfre con hielo.Etapa 4. Separacin del producto por filtracin. Filtre con vaco (Figura 2) y lave con agua hasta pH neutro (use papel pH). El producto final (paracetamol) se puede recristalizar con agua y se puede caracterizar por el punto de fusin (169 oC).65Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIEquipoFigura 1. Enfriamiento con agitacin. Figura 2. Filtracin al vaco.Cuestionario1. Otra ruta de obtencin del paracetamol es a partir de la acetilacin del p-aminofenol. Escriba el mecanismo de reaccin.2. Explique qu es un compuesto azo y d un ejemplo.3. Cules son los usos y aplicaciones del producto obtenido?4. Escriba los clculos necesarios para preparar las dos soluciones de HCl (1N y 2N) con un volumen final de 100 mL.5. Consultando la bibliografa, haga una lista de las propiedades fisicoqumicas y el uso del producto.HieloAl vacio66Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 7Diagrama: Manejo de residuosD2 Recuperar por el profesor para uso posterior.D3 Residuos a neutralizar y desechar en la tarja.5 g de p-nitroacetanilida ms 12.5 mL de cido clorhdrico 2N y 12.5 de agua fra; agitar y mantener entre 0 y 5CContinuar agitando y verter en un matraz Erlenmeyer de 250 mL con 25 mL de solucin fra al 8 % de nitrito de sodio. Terminada la reaccin quite del bao de hielo hasta alcanzar la temperatura ambienteEn un matraz Erlenmeyer verter el producto anterior ms 25 mL de cido clorhdrico 1N, calentar a bao mara por 30 min. (desplazamiento nucleoflico)Reposo de 15 min. y enfriamiento de la mezcla de reaccinEtapa 3Etapa 4FiltracinEtapa 2Etapa 1Agua con trazas de paracetamol en medio cidoParacetamolSlido FiltradoD3D267Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIBibliografaTextos:Bruice Yurkanis, P. 2008. Qumica Orgnica. Pearson Educacin Mxico, 5 Edicin, p. 704-705. Mxico. Carey, Francis A. 1999. Qumica Orgnica. Mc. Graw-Hill Interamericana, 3 Edicin, p. 824-825. Mxico.Mc Murry, J. 2008. Qumica Orgnica. Thomson Paraninfo, 7 Edicin, p. 941-942. Mxico.Morrison, R. T., Boyd, R. N. 1990. Qumica Orgnica. Pearson Addison Wesley, 5 Edicin, p. 956-958. Mxico. Solomons Graham, T. W. 2002. Qumica Orgnica. Editorial Limusa S.A. de C.V. 2 Edicin, p. 1023. Mxico.Wade, L. 2004. Qumica Orgnica. Pearson Prentice Hall, 5 edicin, p.870-872. Madrid.Textos de Laboratorio y Manuales:The Merck Index. 2006. 14th Edition, p.145, Whitehouse Station, N.J., EUA.Vogel, A. 1996. Vogels Textbook of Practical Organic Chemistry. Prentice Hall, 5a Edicin, EUA. 68Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 7Medidas de seguridadSustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin Ingestincido clorhdricoLavar inmedia-tamente la zona daada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitarla inmediatamente y continuar lavando la piel con agua abundante.Lavar inmediata-mente con agua corriente asegu-rndose de abrir bien los prpados. Avisar al oftalm-logo.Mover al afectado al aire fresco. Si no respira, dar respi-racin artificial y mantenerlo calien-te y en reposo, no dar a ingerir nada. Si est consciente, suministrar oxge-no, y mantenerlo sentado.No provocar vmito. En caso de que la vctima est inconsciente, dar respiracin artifi-cial y mantenerla en reposo y calien-te. Si est cons-ciente dar a beber un poco de agua continuamente.Avisar al profesor. Ventilar el rea. Neutralizar con bicarbonato de sodio o mezcla 50:50 de hidrxido de calcio y cal. Barrer y ases-gurarse que los residuos se han neutralizado antes de desechar al drenaje.Diluir con agua cuidadosamente, neutralizar con car-bonato de calcio o cal. La disolucin resultante puede vertirse al drenaje, con abundante agua.Nitrito de sodioRetirar la ropa, la-var con abundante agua y busque atencin mdica.Lavar con agua abundante du-rante 15 minutos como mnimo abrindole los pr-pados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asis-tencia mdica.Llevar al afectado al aire fresco, aflo-jar la ropa y buscar atencin mdica Si no respira dar respiracin artifi-cial. Proporcionar atencin mdica.No provocar vmi-to, no dar a beber nada. Enjuagar la boca y propor-cionar asistencia mdica.Avisar al profesor. Recoger el ma-terial en envases secos y entregar al profesor. Lave el residuo con suficiente agua. enjuague con agua el rea afectada.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entreguelo al mismo.p-aminoacetanilida Retirar la ropa con-taminada y lavar con abundante agua y jabn.Lavar con agua abundante du-rante 15 minutos como mnimo abrindole los pr-pados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asis-tencia mdica.Llevar al afectado al aire fresco. Mantenerlo en reposo en posicin confortable para respirar. Propor-cionar atencin mdica.Consultar inme-diatamente al mdico.Avisar al profesor. Recoger el ma-terial en envases secos y entregar al profesor. Lave el residuo con suficiente agua. Enjuague con agua el rea afectada.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entrguelo al mismo.Paracetamol (p-hidroxiaceta-nilida)Lavar con abun-dante agua.Lavar con agua abundante du-rante 15 minutos como mnimo abrindole los pr-pados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asis-tencia mdica.Llevar al afectado al aire fresco. Mantenerlo en reposo en posicin confortable para respirar. Propor-cionar atencin mdica.Enjuagar la boca. provocar el vmito (nicamente en personas conscien-tes). Dar a beber agua abundante. Proporcionar asis-tencia mdica.Avisar al profesor. Recoger el ma-terial en envases secos y entregar al profesor. Lavar el residuo con suficiente agua. Enjuague con agua el rea afectada.Verter en el reci-piente designado por el profesor y entrguelo al mismo.69Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrctica 8Formacin de osazonasVinculacin con el programa de teoraLa temtica de esta prctica se relaciona con el punto 4.8 del programa de teora correspondiente al tema 4, Carbohidratos.ObjetivoEl alumno har reaccionar uno de los 16 monosacridos con fenilhidrazina para obtener la respectiva osazona, que es un deriva-do de los mismos el cual se puede identificar mediante sus constantes fsicas. H OHHO H H OH H OHH OCOHD-glucosafenilhidrazinaHNNH23D-glucosazona (osazona de la D-glucosa) NHO H H OH H OHOHH NCNHNH H OHHO H H OH H OHH OOH H OHHO H H OH H OHH NNHOHDglucosa fenilhidrazona de la D-glucosaHNNH3 CI++ +clorhidrato de fenilhidrazinaacetato de sodioCH3 CO2Na+ H OHHO H H OH H OHH NNHOHfenilhidrazona de la D-glucosaHNNH3 CI++ +clorhidrato de fenilhidrazinaacetato de sodioCH3 CO2Na+2 NHO H H OH H OHH NNHOHNH+ NH3 +NH2amoniacoanilinaD-glucosazona (osazona de la D-glucosa)70Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 8Mecanismo de reaccinPrimer paso: Formacin de la primera fenilhidrazona. H OHHO H H OH H OHH OCOHNHHH++CIHND-fenilhidrazona de la D-glucosa H OHHO H H OH H OHH OCOH+ HHNNHHNH H OHHO H H OH H OHHOCOHNH H H OHHO H H OH H OHH NCOHNH H OHHO H H OH H OHH NCOHOH H-H2ONHH+ H OHHO H H OH H OHH NCOH+HNHOHHH71Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IISegundo paso: Tautomera imino-enamina.Tercer paso: Tautomera ceto-enol H OHHO H H OH H OHH NCOHNH++H HOHforma iminoH NCC( ) H OHHO H H OH H OHH NCOHNH+H++H HO + H OHHO H H OH H OHH NCOHNH+H++H HO +forma Enamino H NCC( )H OHO H H OH H OHH NCOHNH+H+HH H OHO H H OH H OHH NCOHNH++forma enolHC( )H forma cetoO OHO H H OH H OHH NCOHNHHHOCC( )H72Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludCuarto paso: Formacin de la segunda fenilhidrazona de la D-glucosa. OHO H H OH H OHH NCOHNHHHHHHNHCl++ O HHO H H OH H OHH NCOHNHHHHHNNH+ O NHO H H OH H OHOH+HHNHHNHHC H HN O NHO H H OH H OHOH+HNHHNHHC H HNHPrctica 8 NHO H H OH H OHH NCOHNHHHNHH++HOH NHO H H OH H OHH NCOHNHHHHH++ HONHN73Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIQuinto paso: Segunda tautomera imino-enaminaSexto paso: Proceso de reduccin de los nitrgenos y oxidacin de los carbonos 1 y 2, con formacin de la imino-fenilhidrazona. NHO H H OH H OHH NCOHNHHNHH NCCforma enamino ( ) NHO H H OH H OHH NCOHNHHHNHH NCCforma imino ( )H+ NHO H H OH H OHCOHNHHHNHNHNH2 NHO H H OH H OHCOHHHNHNH H H+74Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 8Sptimo paso: Formacin de la D-glucosazona. NHO H H OH H OHCOHHHNHN NHHHNHCl++ NHO H H OH H OHCOHHHNHN NHHNH++H NHO H H OH H OHCOHHHNHNNHHH+NH NHO H H OH H OHCOHHHNHNNHHH+ NHOHH NHO H H OH H OHCOHHHNHN+NH+D-glucosazona NHO H H OH H OHCOHHHNHN+NHOHH75Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMaterial Reactivos1 barra magntica acetato de sodio1 cristalizador agua destilada1 embudo Bchner clorhidrato de fenilhidrazina1 matraz Erlenmeyer de 125 mL d-glucosa1 matraz Kitasato de 250 mL hielo1 parrilla de calentamiento con agitacin1 pinza de tres dedos1 piseta con agua1 probeta graduada de 50 mL1 soporte universal1 manguera para vaco1 papel filtroDesarrolloEtapa 1. Disolucin de los reactivos.En un matraz Erlenmeyer de 125 mL coloque 3 g de acetato de sodio (puede ser anhidro o hidratado) y 2 g de clorhidrato de fenilhidrazina en 20 mL de agua destilada (use la probeta de 50 mL), agregue una barra magntica y coloque el matraz en la pa-rrilla de calentamiento con agitacin (Figura 1). Proceda a la agitacin magntica hasta la disolucin de los reactivos (precaucin: evite el contacto con la fenilhidrazina ya que es txica). Etapa 2. Reaccin para la obtencin de la D-glucosazona.A la solucin anterior aada 1 g de D-glucosa y caliente el matraz de reaccin en bao mara (cristalizador, Figura 2), hasta que precipite un slido amarillo-naranja, que es la D-glucosazona (el tiempo aproximado de la reaccin es de 30 minutos). Deje enfriar el matraz a temperatura ambiente con agitacin magntica y despus en un bao de hielo (use el mismo cristalizador del bao mara cambindole el agua caliente por hielo), continuando con la agitacin magntica.Etapa 3. Separacin del producto por filtracin.Pese el papel filtro en la balanza analtica antes de colocarlo en el embudo Bchner y, a continuacin, filtre el slido con vaco (Figura 2). Lave con agua destilada fra y seque el producto al aire. Etapa 4. Clculo del rendimiento.Una vez seco, pese el papel filtro con el producto. Para obtener el peso del producto reste el peso del papel filtro. NOTA:La glucosazona sobrante que no haya sido utilizada deber colectarse en un recipiente proporcionado y entregar al profesor. NO DESECHARLA.En la bitcora, elabore una lista de las propiedades fisicoqumicas y uso de los reactivos que se utilizan en la prctica.76Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 8EquipoFigura 1. Enfriamiento con agitacin.Figura 2. Filtracin al vaco.Al vacioHielo77Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIManejo de residuosD2 Recuperar por el profesor para uso posterior.D3 Residuos a neutralizar y desechar en la tarja.3g de acetato de sodio ms 2g de fenilhidrazina en 20 mL de agua y agitar hasta disolucinAadir 1g D-glucosa, calentar en bao Mara hasta precipitacin de D-glucosazona, despus de 30 min. enfriar en bao de hielo manteniendo la agitacinEtapa 3 FiltracinEtapa 2Etapa 1Agua con trazas de anilina en medio bsicoD-glucosazona. Una vez con agua destilada fra hasta pH neutroD-glucosazona. Determinar el punto de fusinPrecipitadoFiltradoD3D2Cuestionario1. Cul es la funcin del acetato de sodio en la reaccin?2. Escriba las estructuras de los cuatro pares de epmeros de las aldohexosas de seis carbonos de la serie D e indique qu osazona se obtendra de cada par.3. En qu casos dos o ms azcares pueden formar la misma osazona?4. Por qu razn se utiliza el clorhidrato de fenilhidrazina como reactivo en lugar de usar la fenilhidrazina directamente.5. Consultando la bibliografa, haga una lista de las propiedades fisicoqumicas, y el uso y precauciones que se deben tener con los reactivos que se utilizaron en la prctica?78Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 8BibliografaTextos:Bruice Yurkanis, P. 2008. Qumica Orgnica. Pearson Educacin Mxico, 5 Edicin, p. 987-988. Mxico. Mc Murry, J. 2008. Qumica Orgnica. Thomson Paraninfo, 7 Edicin, p. 1013. Mxico.Morrison, R. T., Boyd, R. N. 1990. Qumica Orgnica. Pearson Addison Wesley, 5 Edicin, p. 1265-1266. Mxico. Solomons Graham, T. W. 2002. Qumica Orgnica. Editorial Limusa S.A. de C.V. 2 Edicin, p. 1215-1216. Mxico.Wade, L. 2004. Qumica Orgnica. Pearson Prentice Hall, 5 edicin, p. 1080. Madrid.Textos de Laboratorio y Manuales:vila, J., Garca, C., Gaviln, I., et. al. 2001. Qumica Orgnica. Experimentos con un enfoque ecolgico. UNAM, 1a Edicin, p. 418-419. Mxico.The Merck Index. 2006. 14th Edition, p.145. Whitehouse Station, N.J., EUA.79Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMedidas de seguridadSustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin IngestinAcetato de sodioLavar inmedia-tamente la zona daada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitarla inmediatamente y continuar lavando la piel con agua abun-dante. Consultar al mdico.Lavar con agua durante 15 minutos abrindole los prpados (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y pro-porcionar asistencia mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco, aflojar la ropa y buscar atencin mdica. Si no respira, dar respiracin artificial. Si respira con difi-cultad, dar oxgeno. Proporcionar aten-cin mdica.No inducir el vmi-to a menos que lo indique el mdico. No administrar nada por la boca. Aflojar ropas y prendas. Busque atencin mdica inmediata.Avisar al profesor. Ventilar el rea. Recoger los resi-duos con guantes, colocarlos en un recipiente y entre-gar al profesor. No tirar al drenaje.No tirar al cao. Los restos debern colectarse en el recipiente destinado para tal propsito. El profesor dispon-dr estos residuos de acuerdo con la tecnologa aproba-da y con la legisla-cin local.Clorhidrato de fenilhidrazinaQuitar las ropas contaminadas, lavar la piel con agua abundante o ducharse y propor-cionar asistencia mdica.Enjuague los ojos con agua corriente durante 15 minutos, manteniendo los prpados abiertos y retirando las lentes de contacto. Busque atencin mdica.Llevar al afectado a un lugar con aire fresco. Si no respira, dar respiracin arti-ficial. Si respira con dificultad, dar ox-geno. Proporcionar atencin mdica.Si la vctima an est consciente, hacer que beba mucha agua, provocar vmito, administrar carbn activo (20-40g de suspensin al 10%), Llamar enseguida al mdico.Avisar al profesor. Eliminar fuentes de ignicin para vitar incendio. Ventilar el rea. Absorber el lquido residual en absorbente inerte y trasladarlo a la campana de extrac-cin para evaporar. Lavar con agua.No tirara al cao. Los restos debern colectarse en el recipiente destinado para tal propsito. El profesor dispon-dr estos residuos dde acuerdo con la tecnologa aproba-da y con la legisla-cin local.81Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIPrctica 9Saponificacin: hidrlisis de glicridos (steres de la glicerina) para la obtencin de un jabnVinculacin con el programa de teoraEsta prctica se relaciona con el punto 1.8, Reaccin de saponificacin, jabones y su funcionamiento, correspondiente al tema uno del programa de teora, cidos carboxlicos y sus derivados. A estos ltimos pertenecen los steres y, particularmente, los tristeres de la glicerina con cidos grasos, los cuales son constituyentes fundamentales de las grasas vegetales.ObjetivoEfectuar la reaccin de hidrlisis de los triglicridos (steres de la glicerina con cidos grasos de C12 a C24) de grasas o aceites vegetales en medio bsico, para obtener sales alcalinas de los cidos carboxlicos de 12 a 24 tomos de carbono, los cuales tienen aplicacin comercial y se usan como jabones en el mbito domstico. Esta reaccin se conoce industrialmente como saponifica-cin, derivada del trmino ingls soap, que significa jabn.OOOOOOtriglicridos triester de la glicerina con cidos grasos.En este ejemplo el cido graso es el dodecanoico, con 12 tomos de carbono3 5 7 9 112 4 6 8 10112122 4 6 8 1013 5 7 9 113 5 7 9 11122 4 6 8 101triglicridocidos grasosglicerolKOH3OOHOOOOOOO OOHHH+24681035791111235791112121213579113579112468102468102468101182Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 9Mecanismo de reaccinPrimer paso. Adicin del ion hidrxido sobre el grupo carbonilo del sterSegundo paso. Eliminacin de los alcxidos o alcolatos con formacin de los cidos carboxlicos grasos.Tercer paso. Reaccin cido-base con la formacin del trialcohol (glicerina) y la sal potsica de los cidos carboxlicos.triglicrido (trister de la glicerina)+ OHKRO OO RKKROOOOHOH+ + +ROHOHRROH O OOOOOOHRK+ alcxidos de potasio cidos carboxilicos grasosO OOHROOOHROOKKK++++ OOO+KKORHO+ORHOORHOglicerinasal de potasio del cido carboxlico graso+ K OORHOORHOORHOOHOHHOOR KO+ + 3KKOO+ ++83Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMaterial Reactivos1 barra magntica aceite vegetal o grasa animal1 cristalizador cloruro de sodio1 embudo Bchner etanol1 Equipo Quickfit hidrxido de potasioGasa hielo1 matraz Erlenmeyer de 250 mL1 matraz Kitasato de 250 mL1 papel filtro1 parrilla de calentamiento con agitacin1 pinza de tres dedos3 pipetas graduada de 10 mL1 piseta con agua1 probeta de 50 mL1 propipeta1 vaso de precipitados de 25 mL1 soporte universalDesarrolloEtapa 1. Preparacin de los reactivos.En un matraz esfrico de 250 mL montado en el equipo mostrado en la Figura 1, coloque 5 g de aceite o grasa vegetal o animal, pesados en un vaso de precipitados de 25 mL e introduzca una barra magntica.Etapa 2. Calentamiento para la reaccin de saponificacin.Con la probeta mida 50 mL de una solucin etanlica de hidrxido de potasio 1N y adicinelos al matraz de reaccin, encienda la agitacin de la parrilla y el calentamiento con la mantilla conectada al restato. Mantenga la mezcla de reaccin a reflujo y con agitacin por 60 minutos. Despus agregue 15 mL de etanol (use la pipeta de 10 mL y la propipeta) y contine calentando 15 minutos ms. Enfre y compruebe que la saponificacin est completa disolviendo un poco de jabn formado en 10 mL de agua destilada (use la pipeta de 10 mL y la propipeta), no deben observarse gotas de grasa en la parte superior.Etapa 3. Separacin.Aada al matraz de reaccin 120 mL de agua destilada y contine el calentamiento con agitacin, luego agregue 25 mL de una solucin saturada de cloruro de sodio y siga calentando durante 15 minutos ms con agitacin. En seguida el matraz de reaccin colquelo en un bao de hielo, usando el cristalizador.Etapa 4. Aislamiento del producto.Filtre al vaco el slido formado empleando el matraz Kitasato el embudo Bchner y papel filtro (Figura 2). Lave el producto con agua destilada fra. Exprima el jabn formado con una gasa y colquelo en un molde o en una caja de Petri.NOTA:El jabn formado que no haya sido utilizado deber colectarse en un recipiente proporcionado por el laboratorio. NO DES-ECHARLO.84Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 9Cuestionario1. Describa cmo ejerce su accin limpiadora el jabn.2. Cul es la razn de agregar la solucin jabonosa obtenida con una solucin saturada de cloruro de sodio?3. Qu es un champ e investigue cules son sus principales componentes?4. Calcule el rendimiento en gramos del jabn obtenido por 100 g de aceite o grasa utilizados.5. Consultando la bibliografa, haga una lista de las propiedades fisicoqumicas, y el uso y precauciones que se deben tener con los reactivos que se utilizaron en la prctica.Figura 1. Reflujo con agitacin.EquipoFigura 2. Filtracin al vaco.Al vacioEntrada de aguaSalida de agua85Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIManejo de residuosD2 Recuperar por el profesor para uso posterior.D3 Residuos a neutralizar y/o desechar en la tarja.3g de aceite vegetal ms 50 mL de solucin etanlica de hidrxido de potasio 1N y agitar suavementeCalentar a reflujo por 60 min. enseguida agregar 15 mL de etanol, calentando 15 min. ms hasta completar la saponificacinPasado el tiempo anterior, agregar 120 mL de agua mantener la agitacin y agregar 25 mL de cloruro de sodio calentar 15 min. y enfriar sobre bao de hieloEtapa 3Etapa 4 FiltracinEtapa 2Etapa 1Agua con trazas de cloruro de sodio y jabnUna vez filtrado, lavar con agua destilada fraJabnD3D286Universidad Autnoma Metropolitana/Unidad Iztapalapa/Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludPrctica 9BibliografaTextos:Bruice Yurkanis, P. 2008. Qumica Orgnica. Pearson Educacin Mxico, 5 Edicin, p. 754-756. Mxico. Carey, Francis A. 1999. Qumica Orgnica. Mc. Graw-Hill Interamericana, 3 Edicin, p. 683-685. Mxico.Fox, M., Whitesell, J. 2000. Qumica Orgnica. Addison Wesley Longman, 2 Edicin, p. 17-6, 17-7,17-8. Mxico.Mc Murry, J. 2009. Qumica Orgnica. Thomson Paraninfo, 6 Edicin, p. 809, 1064. Mxico.Morrison, R. T., Boyd, R. N. 1990. Qumica Orgnica. Pearson Addison Wesley, 5 Edicin, p. 1246-1249. Mxico. Solomons Graham, T. W. 2002. Qumica Orgnica. Editorial Limusa S.A. de C.V. 2 Edicin, p. 1251. Mxico.Wade, L. 2004. Qumica Orgnica. Pearson Prentice Hall, 5 edicin, p. 968-969, 1166-1169. Madrid.87Francisco Cruz Sosa/Ignacio Lpez y Clis/Jorge Haro Castellanos/Jos Mara Barba ChvezManual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IIMedidas de seguridadSustanciaPrimeros auxiliosDerrameDesecho y tratamientoContacto con piel Contracto con ojos Inhalacin IngestinEtanol Lave con agua. Enjuague los ojos con agua corriente durante 15 minutos, abriendo los prpa-dos y retirando las lentes de contacto. Busque atencin mdica.Lleve al afectado a un lugar ventilado, afloje la ropa y busqu atencin mdica. Si no respi-ra, dele respiracin artificial. Si respira con dificultad, dar oxgeno. Proporcio-ne atencin mdica.No induzca vmi-to. Afloje ropa y collares, corbatas y cinturones. Si la vctima no respira, dar respiracin boca a boca. Busque atencin mdica inmediata.Avise al profesor. Elimine fuentes de ignicin para evitar incendio. Ventile el rea. Absorba el lquido residual en arena y trasldelo a la campana de extraccin. Lave con agua.Vierta en el reci-piente designado por el profesor y entrguelo al mismo.Hidrxido de potasioRetire la ropa con-taminada y lave con abundante agua y jabn neutro. Si la irritacin persiste, busque atencin mdica.Lave con agua abundante durante 15 minutos mnimo, abrindole los prpados (quite las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y pro-porcionar asistencia mdica.Lleve al afectado a un lugar ventilado, afloje la ropa buscar atencin mdica. Si no respira, dar respiracin artificial. Si respira con difi-cultad, dar oxgeno. Proporcione aten-cin mdica.Lave la boca con agua. Si el afectado esta consciente, su-ministre abundante agua. No induzca vmito. Busque atencin mdica.Avise al profesor. Recoja el material en envases secos y entregue al profe-sor. Lave el residuo con suficiente agua. Enjuague con agua el rea afectada.Vierta en el reci-piente designado por el profesor y entrguelo al mismo.Manual de prcticas de laboratorio. Qumica Orgnica IISe termin de imprimir en diciembre de 2012, con un tiraje de 200 ejemplares, ms sobrantes para reposicin.