Materia:

Química orgánica II

Integrantes del equipo:

Luis Javier Armas Hernández

Alejandro Amador Ramírez Gordillo

Génesis Michelle Matus Díaz

Profesora:

Tovilla coronado Zoila Soledad

Practica:

SINTESIS DEL 3- NITROBENZOATO DE METILO

Equipo :3ª

corregido

PRELABORATORIO:

2.- investigue la peligrosidad de los reactivos a utilizar del producto, así como las medidas de seguridad para su manejo.

INSTITUTO TECNOLOGICO DE MINATITLAN

72%

BENZONATO DE METILO:

Punto de inflamación 82.8°C

Punto de ebullición -12°C

Toxicidad agudo (oral)

R Nocivo por ingestión.

*Piel: El contacto puede irritar la piel y los ojos.

*Inhalación: Puede irritar la nariz, la garganta y el pulmón, causando tos, respiración con dificultad o falta de aire.

MEDIDAS DE SEGURIDAD DEL BENZONATO DE METILO:

Piel: Ocupar equipo de protección individual. Ocupar guantes de butilo o de un material equivalente.

Ocultar: trabajar líquidos, con gafas de protección anti impacto y anti salpicaduras con ventilación.

Respiratoria: lavarse las manos antes y después de la utilización del material.

Trabajar en un área con ventilación.

No comer ni beber.

ACIDOS SULFURICO:

Punto de inflamación N.A.

Punto de ebullición 610k (337°C)

*Inhalación: irritación, quemaduras, dificultad respiratoria, tos y sofocación. Altas concentraciones del vapor pueden alteración de nariz y garganta, edema pulmonar, hasta la muerte.

*Ingestión: corrosivo, quemaduras severas de boca t garganta, perforación del estómago y esófago, dificultad para comer, nauseas, sed, vomito con sangre y diarrea. En grandes cantidades puede ocasionar la muerte.

*Piel: quemaduras severas, profundas y dolorosas, si son extensas pueden llevar a la muerte.

*Ojos: Es corrosivo y puede causar severa irritación (enrojecimiento, inflamación, dolor), puede causar ceguera.

MEDIDAS DE SEGURIDAD DEL ACIDO SULFURICO.

*Rostro: gafas de seguridad con protección latera.

*Piel: guantes, zapatos cerrados, ropa protectora, (botas).

*Respiratoria: Protección (respirador con filtro para vapores ácidos).

ACIDO NITRICO

Punto de ebullición 105k

Solubilidad 72

Punto de congelación -45°C

*Inhalación: produce estornudos, ronques, laringitis, problemas para respirar, irritación. En casos extremos se presentan sangrado de nariz, alteración de las mucosas de nariz y boca, enfisema pulmonar, bronquitis crónica y neumonía.

*Ojos: produce irritación, dolor, lagrimeo, erosión de la córnea e incluso ceguera.

*Piel: (vapor, liquida), causa quemaduras severas, la piel adquiere un color amarillo y se presenta dolor y dermatitis.

*Ingestión: salivación, sed intensa, dificultad para tragar, dolor. Se produce quemaduras en la boca, esófago y estómago, hay dolor estomacal.

MEDIDAS DE SEGURIDAD DEL ACIDO NITRICO.

• Se debe utilizar bata y lentes de seguridad

• si es necesario delantal y guantes.

• No debe usarse lentes de contacto.

• Usar pipeta y probeta (perilla para trasvasar pequeñas cantidades. Nunca aspirar con la boca)

ETANOL.

Punto de fusión -117°C

Temperatura de inflamación 13°C

Punto de ebullición: 79°C

• inhalación: los efectos no son serios siempre que se use de manera razonable. La inhalación prolonga (mayores de 5000 ppm) produce irritación de ojos y trato respiratorio superior, nauseas, vomito, dolor de cabeza.

Efectos en humanos

Mg/l en el aire Efectos

10-20 Tos y lágrimas que desaparecen después de 5 a 10min.

30 Lágrimas y tos constantes. Puede ser tolerado pero molesto.

40 Tolerable solo en periodos cortos.

Mayor de 40 Intolerable y sofocante aun en periodos cortos.

• Ojos: se presenta irritación solo en concentraciones mayores a 5000 o 10000 ppm.

• Piel: el líquido puede afectar la piel, produciendo dermatitis caracterizada por resequedad y agrietamiento.

• Ingestión: en dosis grandes producen envenenamiento alcohólico mientras que su ingestión contaste alcoholismo. Se sospecha que el etanol aumenta la toxicidad de otros productos químicos la gestión constante de grandes cantidades de etanol provoca daños en el cerebro hígado y riñones, que conducen a la muerte.

MEDIDAS DE SEGURIDAD DEL ETANOL.

• Lavarse las manos antes y después de la practica

• utilizar ropa apropiada(bata hasta las rodillas)

• lentes de seguridad con protección lateral

• es conveniente usar guantes

• no usar lentes de contacto al usar este producto

• utilizar probeta al trasvasar pequeñas cantidades, no aspire con la boca.

• Ventilación local y general.

• Debe disponerse de ductos y extractores, lava ojos.

3-nitrobenzato de metilo.

4.- Calcular el rendimiento teórico del 3-nitrobenzonato de metilo.

PM=181g/mol C6H4NO2CO2CH3

C6H5CO2CH3=13.6g/mol

Se utiliza 1.8ml benzoato de metilo

C6H4NO2CO2CH3=1.8gr de metilo

C6H4NO2CO2CH3=1.8 gr de C6H5CO2CH3x 1mol de C6H5CO2CH3/136 gr/mol de C6H5CO2CH3

X (1molC6H4NO2CO2CH3/1 mol C6H5CO2CH3)x(184 gr/molC6H4NO2CO2CH3/ 1 mol C6H4NO2CO2CH3)

Procedimiento teórico

3 nitro benzoato de metil = a 2.3955 gr C6H4NO2CO2CH3

*MEDIDAS DE SEGURIDAD DE LA PRACTICA*

• lavarse las manos antes y después de la práctica.

• No comer dentro del laboratorio por los reactivos que se manejan pueden causar daño.

• Portar adecuadamente la bata (mangas largas, y hasta las rodillas)

• en el caso de las mujeres recogerse el cabello.

• No oler directamente los reactivos.

• Usar la campana de extractor para el manejo de sustancias.

• No usar lentes de contacto.

La nitración de benzoato de metilo para preparar m-nitrobenzoato de metilo es un ejemplo de una reacción de sustitución aromática electrofilica en donde un protón del anillo aromático es reemplazado por un grupo nitro:

Muchas reacciones tales de sustitución aromática se saben que ocurren cuando se permite que un sustrato aromático reaccione con un reactivo eletrofilico, y muchos otros grupos además del nitro pueden ser introducidos al anillo.

Usted recordará que los alquenos (que son ricos en electrones debido al exceso de electrones en el sistema π) pueden reaccionar con un agente electrofilíco. El intermediario que se forma es

MARCO TEORICO

deficiente en electrones. Este reacciona con el nucleófilo para completar la reacción. Este mecanismo recibe el nombre de adición electrofílica.

Los compuestos aromáticos no son fundamentalmente diferentes a ciclohexeno. También pueden reaccionar con electrófilo. Sin embargo, debido a la resonancia que exhibe el anillo, los electrones del sistema πestán por lo general menos disponibles a reacciones de adición, debido a que la adición significaría pérdida de la estabilización que la resonancia provee.

En términos prácticos, esto significa que los compuestos aromáticos reaccionan solamente con reagentes electrofilicos poderosos, usualmente a elevadas temperaturas.

Benceno, por ejemplo, puede ser nitrado a 50º C con una mezcla de los ácidos nítricos y sulfúricos; el electrófilo es NO+2 (ión nitronium) cuya formación es promovida por acción del ácido sulfúrico concentrado sobre el ácido nítrico.

El ión nitronium así formado es lo suficientemente electrofilico para añadirse al anillo de benceno temporeramente interrumpiendo la resonancia del anillo:

El intermediario primeramente formado está en algo estabilizado por resonancia y no sufre reacción rápidamente con el nucleofilo; en este comportamiento es diferente al carbocatión inestable que se forma a partir de la reacción de ciclohexano con el electrófilo. De hecho, la aromaticidad es restaurada al anillo si en vez de adición ocurre eliminación (recuerde que la eliminación es usualmente una reacción de carbocationes).

La remoción de un protón, probablemente por parte de HSO−4 del anillo de carbonosp3 reestablece el sistema aromático y produce una sustitución neta en donde un hidrógeno ha sido reemplazado por un grupo nitro. Se conocen muchas reacciones similares y estas se llaman reacciones de sustitución aromática electrofílica.

La sustitución del grupo nitro por un átomo de hidrógeno ocurre con benzoato de metilo del mismo modo que con benceno. En principio, uno esperaría que cualquier hidrógeno en el anillo pudiese ser reemplazado por el grupo nitro.

Sin embargo, por razones que están fuera del alcance de los que nos ocupa en este momento, el grupo carbometoxi dirige la sustitución aromática preferentemente a aquellas posiciones meta a este. Como resultado, metil m-nitrobenzoato es el producto principal que se forma. En adición uno esperaría que la nitración. Ocurriera más de una vez en el anillo. Sin embargo, ambos: el grupo carbometoxi y el grupo nitro que ha sido justo unido al anillo desactivan el anillo a una subsiguiente sustitución. Consecuentemente, la formación de dinitrobenzoato de metilo es mucho menos favorecida que la formación del producto mononitrado.

A pesar de que los productos descritos anteriormente son los principales en la reacción, es posible obtener como impurezas pequeñas cantidades de los isómeros orto y para de m-nitrobenzoato de metilo y de los productos dinitrados. Estos productos son removidos cuando el producto deseado se lava con metanol y se purifica por cristalización.

El agua tiene un efecto retardante en la nitración, porque la misma interfiere con el equilibrio ácido nitríco-ácido sulfúrico que forma los iones nitronium. A menor cantidad de agua presente, más activa la mezcla nitrante. También, la reactividad de la mezcla nitrante puede ser controlada variando la cantidad de ácido sulfúrico utilizada. Este ácido protona al ácido nítrico, que

es una base débil, y mineras mayor sea la cantidad de ácido disponible, más numerosas serán las especies protonadas ( y por tanto NO+2) en la solución. El agua interfiere porque es una base más fuerte que H2SO4 o HNO3. La temperatura es también un factor en determinar el

alcance de la nitración. A mayor temperatura, mayor será la cantidad de productos dinitrados que se formen en la reacción.

Practica 4: síntesis 3-nitró benzoato de metilo

DATOS Y OBSERVACIONES

Y se deposita en un matraz de 125 ml

Cada una de las soluciones y se enfría a menos de 10°c

Se agrega el sol. De ácido nítrico a la de benzoato de metilo

Una vez agregado el ácido sulfúrico homogenizar bien la

La adición requiere unos 30 min., a continuación deje la disolución durante 10 min más a temperatura ambiente.

Para la síntesis del 3-nitro benzoato de metilo, se mide:

1.8 ml de benzoato de metilo

4 ml de ácido sulfúrico concentrado

Filtrar el 3-nitró benzoato de metilo por succión y lavarlo bien con agua. Recristalizar en etanol (8ml) para obtener un sólido casi incoloro.

Viertan la solución sobre hielo y agitar hasta que el precipitado se ponga granuloso.

Sacar y medir el punto de fusión del producto.

Fin de la práctica

1._ tomamos los reactivos a utilizar y los colocamos en dos matraces , (benzoato de metilo y ácido sulfúrico)

2._Colocamos los dos matraces sobre hielo para mantener la temperatura por debajo de los 10°c y empezamos a verter poco a poco la solución de ácido nítrico a la de benzoato de metilo. La adición del ácido nítrico duro 30 min, después se dejó 10 min a temperatura ambiente.

Empezamos a notar un cambio en la coloración del reactivo, tomo un tono amarillento (piña) y empezó a ponerse más espesa la mezcla.

Nota: también observamos un desprendimiento de un gas color anaranjado con olor fuerte.

En esta foto se pudo observar cuando la solución tomo un aspecto granuloso

3._ Posteriormente se filtró el producto obtenido utilizando una bomba de vacío

Se filtró el 3-nitró benzoato de metilo por succión y se lavó bien con agua: esto con la finalidad de recristalizar y quitar impurezas de la reacción.

Resultados obtenidos

Obtuvimos un peso

total de 1.12 gr.

Se está considerando

el peso del papel

filtro + el producto

Y el peso del papel

filtro sin producto fue

de 0.89

El rendimiento obtenido de 3-nitrobenzoato de metilo.

Rendimiento= gramo de producto (real)/gramo de producto (teórico) x 100%

Producto real= 1.12 - 0.89 = 0.23 gr

Rendimiento= (0.23 gr / 2.3953gr) x 100% = 9.60%

ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA

1. ¿Se pueden preparar orto y para-nitrotolueno por este método?

No precisamente ya que el electrófilo que se sustituye es un activante que dirige la reacción hacia la posición para por lo tanto los otros isómeros, si se generan pero en una cantidad menor al isómero meta.

2. ¿Por qué el grupo metoxicarbonilo (CH3-O) dirige a la posición meta y no a orto-para?

El grupo carboxilo es un director meta, ya que ocasiona una deslocalización electrónica el cual hace que el producto se favorezca mas a la posición meta. Que los otros productos en posición para y orto

3. ¿Qué otro solvente puede utilizar en la extracción del 3-nitrobenzoato de metilo?

Se puede usar HCL, BF3, AlCl3 ,FeBr3 ya que son los que se pueden usar en la sustitución en el anillo benzenico

4. Proponer otros 3 grupos presenten el mismo efecto orientador que el ion metoxicarbonilo (CH3-O)

Orientadores orto - para

N ¿¿ NH 2

OH

Orientadores meta:

N ¿¿ NO2

CALCULOS Y RESULTADOS

C N

5. Investigar las propiedades químicas y 2 aplicaciones del 3-nitrobenzoato de metilo.

Polvo cristalino

Apariencia beige amarillo pálido

Punto de ebullición: 279 º C

Punto de fusión (Melting Point):78 - 80 º C

Solubilidad: Insoluble.

Fórmula Molecular :C8H7NO4

Peso Molecular:181.15 g/mol

6. Calcular el rendimiento obtenido de 3-nitrobenzoato de metilo.

Rendimiento= (0.23 gr / 2.3953gr) x 100% = 9.60%

Luis Javier armas Hernández: bueno como conclusión puedo decir que aprendí que los reactivos que se utilizan son peligrosos y debes de usar el equipo de protección personal al realizar este tipo de experimentos. Comprendí mejor como actúa en una reacción una sustitución electrofilica y como se obtiene el electrófilo para la reacción para el proceso de sustitución.

Y como se eliminan algunos procesos para lo obtención del producto.

AMADOR:Pues en esta práctica llegue a la conclusión que es de mucha importancia la síntesis 3-nitro benzoato de metilo ya que se pudo comprobar cómo reaccionan con el anillo aromático en los reactivos electrófilos y también pudimos analizarlos y sobre todo observar como la sustitución electrofilia. Se realiza en dos etapas, en lo personal fue una práctica muy interesante y muy cuidadosa sobretodo.

MICHELLE: pues mi conclusión es sobre la gran importancia que se tienen al conocer la toxicidad de las sustancias que se emplearon en la práctica así como comprobar si los reactivos electrófilos reaccionan con el anillo aromático, ya que el ion nitronio (NO2 +) reemplazará a un protón (H+) del benzoato de metilo, para formar 3-nitró benzoato de metilo.

http://agu.inter.edu/halices/sintesis_de_benzoato_de_metilo.pdf

http://www.t3quimica.com/pdfs/49ietanol.pdf

http://html.rincondelvago.com/sintesis-del-benzoato-de-metilo.html

LIBRO DE QUIMICA ORGANICA DE MORRISON R. BOY 5 EDICION

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIAS: