Universidad Autónoma de Yucatán

Facultad de Química

Laboratorio de Ciencia BásicaPráctica #3

Síntesis de Colorantes(Naranja de metilo y Fluoresceína)

Equipo 2: Flores Pérez CarinnaMartínez Román PaolaPech Barea RoyelZenteno Góngora Zandra

OBJETIVOS

Preparar naranja de metilo mediante una reacción de ácido sulfanílico, preparada “in situ”, y la N,N- dimetilanilina

Sintetizar un colorante de tipo ftaleína por condensación de anhídrido ftálico y comprobar su utilidad como indicador ácido-base

Los indicadores son sustancias capaces de existir en dos formas estructurales distintas, por lo menos, cada una de ellas con una clase diferente de absorción de color. El equilibrio entre las dos formas de color se afecta por la concentración de los iones hidrógeno de la solución.

NARANJA DE METILO

Se emplea como indicador ácido.base. En efecto en disoluciones diluidas de pH superior a 4,4 es amarillo (ʎmáx. 460nm). Cuando se adiciona ácido a esta solución, el naranja de metilo se protona y el ion protonado predomina cuando el pH es igual o inferior a 3,2. esta forma protonada tiene una ʎmáx. de 520 nm y es de color rojo. En valores intermedios de pH el anaranjado de metilo toma colores intermedios entre el rojo y el amarillo.

El naranja de metilo y su ácido conjugado tienen diferentes cromóforos y en consecuencia, absorben a diferentes longitudes de onda en la zona visible del espectro. Los diferentes colores que presenta el compuesto permiten emplearlo para detectar un cambio en la acidez de una disolución alrededor del valor de pH en que se protona y desprotona.

PREPARACIÓN DE LA SAL DE DIAZONIO

La reacción más importante de las anilinas no sustituídas en el nitrógeno es su transformación en sales de diazonio. La reacción se lleva a cabo con nitrito sódico en medio ácido:

Anión nitrito reacciona con el ácido clorhídrico. Pérdida de una molécula de agua, obteniéndose así el catión nitrosilo

El nitrógeno de las anilinas, muy nucleófilo, puede reaccionar fácilmente con el catión nitrosilo. Esta reacción da lugar a una cascada de intermedios que finalmente conducen a una sal de diazonio 

REACCIÓN DE ACOPLAMIENTO

La altamente reactiva sal de diazonio reacciona CO un segundo compuesto orgánico que contiene un átomo de carbono de alta densidad electrónica para dar un compuesto diazo, con eliminación de HCl. El fenol es un reactivo característico. Esta reacción se conoce como reacción de acoplamiento.

El producto de una reacción de acoplamiento diazo es altamente conjugado, y por tanto, cabe esperar que absorba radiación de longitudes de onda bastante altas. La mayoría de los compuestos diazo son coloreados.

SÍNTESIS DE FLUORESCEÍNA

Fluoresceína

3’,6’Dihidroxispiro(isobenzofurano-1(3H), 9’-(9H) xanten)-3-ona

Familia de las xantinas

Sal de sodio de resorcinol ftaleína

Propiedades colorantes y fluorescentes

Disponible como un polvo de color naranja/rojo oscuro soluble en agua y alcohol

Cuando se encuentra en soluciones de pH mayor a cinco, su color se torna verde y altamente fluorescente

La fluoresceína fue sintetizado por primera vez por Adolf Von Baeyer en 1871 - Se puede preparar a partir de anhídrido ftálico y resorcinol en presencia de cloruro de cinc a través de la reacción de Friedel-Crafts

Un segundo método para preparar fluoresceína utiliza el ácido metanosulfónico como un catalizador ácido de Brönsted. Esta ruta tiene un alto rendimiento en condiciones más suaves.

En la biología celular, el derivado de isotiocianato de fluoresceína se utiliza para etiquetar y rastrear células en aplicaciones de microscopía de fluorescencia. 

Análisis forense y la serología para detectar manchas de sangre latentes, y en el rastreo de tinte.

Se usa para el estudio de los vasos sanguíneos en el ojo, y para detectar lesiones en la córnea.

Aplicaciones

El fenómeno de la fluorescencia depende de

los siguientes factores

pH del medio en el cual se encuentra la sustancia.

Concentración de dicha sustancia.

Longitud de onda de luz que actúa

como excitante.

DIAGRAMA DE FLUJO

Añadir 0.5 g de ácido sulfanílico en un matraz de 50 mL

Agregar 0.1 g de carbonato sódico anhidro

Agregar 5 mL de agua destilada

Mezclar vigorosamente

a

Síntesis de naranja de metilo 1. PREPARACIÓN DE LA SAL DE DIAZONIO

Calentar a baño María

a

Añadir 0.185 g de disolución de Nitrito sódico

Agitar la mezcla

Agregar, lentamente y con agitación, 0.5 mL de agua con 0.5

mL de disolución de HCl concentrado

Enfriar en baño de hielo

Dejar enfriar en baño con hielo por 15 minutos

a

Dejar en suspensión directamente

Observar precipitado

Añadir, lentamente y agitando, 0.32 mL de disolución de

dimetilanilina

Adicionar, lentamente y agitando, 0.15 mL de ácido acético glacial

a

Reposar por 10 minutos

Observar coloración rojiza

2. REACCIÓN DE ACOPLAMIENTO

Anadir, lentamente y agitando,1.5-2 mL NaOH al 20%

Observar una coloración naranja

Controlar el pH con un papel indicador

Trasvasar la muestra a un vaso precipitado grande

Añadir 0.5 g de NaCl

Calentar vaso precipitado hasta la disolución de la sal

R1

Enfriar a temperatura ambiente por 15 minutos

Enfriar con baño de hielo

Filtrar el sólido obtenido por medio de succión

Dejar secar en la bomba por 5 minutos

Calcular el rendimiento

R2

Preparar una disolución acuosa en un matraz

3. COMPORTAMIENTO DEL COLORANTE COMO INDICADOR ÁCIDO - BASE

Añadir una pequeña porción de los cristales con una espátula

Anotar observaciones

R3

R4

R5

1. Síntesis de fluoresceínaAgregar 0.1 g de resorcinol en un

tubo de ensayo

Añadir 0.07 g de anhidrido ftálico

Agregar 1 gota de H2SO4 concentrado

Mezclar vigorosamente

Calentar en baño de aceite durante 10 minutos hasta adquirir

un color rojo ladrillo

a

R6

Adicionar 3 gotas de la solución final en un tubo de ensayo

Agregar 1 mL de NaOH al 5%

Observar el color de un fondo negro

Adicionar disolución de HCl 1:1 hasta obtener un pH ácido

Dejar enfriar a temperatura ambiente

Adicionar 2 mL de agua destilada

1. REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN

Filtrar el residuo

R8

R7

R9

Anotar observacionesR10

DIAGRAMA ECÓLOGICOR1

R2

R3

R4

R5

R6

Fase líquida obtenido de la filtración (naranja de metilo). DISOLUCIONES ACUOSAS ORGÁNICAS

Fase sólido (cristales de naranja de metilo). RESIDUOS SÓLIDOS

ORGÁNICOS

Preparación de disolución de NaOH al 20%. DISOLUCIONES ACUOSAS

BÁSICAS

Disolución básica con naranja de metilo ( color amarillo).

DISOLUCIONES ACUOSAS BÁSICAS

Disolución ácida con naranja de metilo ( color rojo). DISOLUCIONES

ACUOSAS ÁCIDAS

Baño de aceite. DISOLUCIONES ACUOSAS ORGÁNICAS

R7

R8

R9

R10Fase sólido de la fluoresceína.

RESIDUOS SÓLIDOS ORGÁNICOS

Preparación de disolución de NaOH al 5%. DISOLUCIONES ACUOSAS

BÁSICAS

Preparación de disolución de HCl. DISOLUCIONES ACUOSAS ÁCIDAS

Fluoresceína con acido clorhídrico. DISOLUCIONES ACUOSAS ORGÁNICAS

CÁLCULOS PREVIOS

• 100 ml de Hidróxido de sodio (NaOH) al 20%

%P/V = g soluto/ volumen de la disolución

g soluto= % p/v * volumen de la disolución

g soluto= 0.2 mL/g * 100 mL = 20 g

• 100 mL de hidróxido de sodio (NaOH) al 5%

%P/V = g soluto/ volumen de la disolución

g soluto= % p/v * volumen de la disolución

g soluto= 0.05 mL/g * 100 mL = 5 g

• 1:1 disolución de acido clorhídrico (HCl)

50 mL HCl : 50 mL agua destilada

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

• TESCAM http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r44778.PDF, consultado septiembre 2013.

Universidad de Granada http://www.ugr.es/~quiored/doc/p8.pdf, consultado septiembre 2013.

Universidad Autónoma de México http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l14/anilina4.html, consultado septiembre 2013.

K.A. Connors; Curso de análisis farmacéutico, 2° Ed, Barcelona, 1981, P.247. -Webacademia.

http://centrodeartigos.com/articulos-de-todos-los-temas/article_30681.html (Consultado septiembre 2013)

La guía química. http://quimica.laguia2000.com/elementos-quimicos/fluoresceina (Consultado septiembre 2013)