“SÍNTESIS DE ORTO- Y PARA-NITROBROMOBENCENO”

...

Se sintetizó o, p-nitrobromobenceno a partir de bromobenceno en presencia del ácido Nítrico (HNO3) y el ácido Sulfúrico (H2SO4). El HNO3 se utilizó para llevar a cabo una reacción de Sustitución Aromática Electrofílica de Nitración (SAE) y el H2SO4 como catalizador. Con la técnica de Recristalización se purificó el producto final en presencia del disolvente Etanol, el cual se utilizó porque tiene las características necesarias para obtener una Recristalización eficiente. Para poder verificar la pureza del producto se utilizó el punto de fusión y la técnica de Cromatografía de Capa Fina (TLC).

Con la técnica de TLC, en donde se utilizó como fase móvil una mezcla de hexano y Acetato de etilo (7:3), se pudo verificar por medio de cada mancha, cuan puro fue cada producto. En ninguna de las muestras se tuvo alguna contaminación ya que en éstas se observó sólo una mancha y no dos, lo que significa que no tiene una mezcla de los dos isómeros, o-nitrobromobenceno y p-nitrobromobenceno. En el p-nitrobromobenceno tuvo un Rf de 0.85 comparado con el Rf teórico puede decirse que se obtuvo una buena separación y se verifica que es este compuesto; mientras que el o-nitrobromobenceno obtuvo un Rf de 0.6, igualmente comparado con el teórico puede decirse que es el isómero ya antes mencionado.

Así mismo con el punto de fusión se identificó cual isómero era en cada cristalización. De acuerdo al punto de fusión teórico de o-nitrobromobenceno es de 43 ͦC, por lo tanto la segunda cristalización pertenece a este isómero ya que obtuvo un punto de fusión de 38 ͦC, este pudo tener algunas trazas de ácido formando una mezcla eutéctica modificando el punto de fusión. La primera cristalización tuvo un punto de fusión de 123 ͦC-126 ͦC, lo cual significa que está dentro del rango establecido para el isomero p-nitrobromobenceno ya que se encuentra en el intervalo de 124 ͦC -126 ͦC aproximadamente.

La cantidad total obtenida del producto fue 3.5g o, p- NO2BrBenceno con un porcentaje de rendimiento de 40.9%, el cual no fue razonable ya que hubo mucha perdida de ambos isómeros en las filtraciones y cristalizaciones, ya que no se dejó el tiempo necesario para que esta se efectuara de forma eficiente.

CONCLUSIONES:

Con base a los objetivos establecidos en la presente práctica y tras llevar acabo las experiencias planteadas, se pudo demostrar una sustitución electrofílica aromática mediante la nitración del bromobenceno, presentando dos isómeros orto y para por el efecto orientador del bromo.

CUESTIONARIO:

- Realiza el mecanismo de reacción de la nitración del bromo benceno para la síntesis de orto- y para-nitrobromobenceno

[pic 21]

- ¿Por qué la adición del bromo benceno a la mezcla de ácido se debe hacer en baño de hielo y no a temperatura ambiente o a reflujo?

Porque la reacción que se produce es una reacción exotérmica que se puede volver muy violenta si no se realiza en las condiciones adecuadas

- ¿Por qué crees que el orto-nitrobomobenceno es el producto mayoritario?

Debido a que existen dos posiciones orto- y solo una para-, por lo que hay más posibilidades de que el sustituyente se ubique en posición orto-

- ¿Por qué motivo los grupos con pares de electrones libres tales como el -OH, -NH2 –X (Cl, Br), etc., son grupos que además de activar a la SEAr, dirigen la entrada del E+, a las posiciones orto y para?

Porque estos grupos funcionan como electrófilos, los cuales sustituyen un hidrogeno del grupo arilo y las posiciones orto y para se deben a la resonancia del carbocatión del compuesto.

- ¿Cómo crees que sean energéticamente los isómeros orto- y para- del bromo benceno?

El isómero orto- será menos energético debido a los enlaces intermoleculares que puede formar, mientras que el para- tendrá una energía más elevada gracias a sus enlaces intermoleculares.

- ¿porque motivo el para nitrobromobenceno es el producto que cristaliza primero en etanol y después el otro-bromo benceno?

Porque el producto para debido a la disposición de sus sustituyentes no permite la solubilidad de este, las fuerzas se anulan, en cambio el producto orto genera una pequeña resultante lo que provoca su poca solubilidad con el etanol

- Si en dado momento nos interesa formar el 2.4.6-trinitrobromobenceno, ¿qué modificación tendrías que hacer al procedimiento seguido en esta práctica?

Permitir que la temperatura se eleve, para permitir que la cadena se polinitrogene

- Diseña una alternativa para sintetizar los compuestos de esta práctica partiendo de benceno

Efectuar la halogenación del benceno en primera instancia, este procedimiento ha de llevarse a cabo en presencia de Tribromuro de aluminio para llevar a cabo la reacción de Fridel-Crafts.[pic 22]

[pic 23]

Posteriormente se efectuarla nitración del bromo benceno.

Bibliografía:

- John A. Landgrebe, (2005) Theory and Practice in the Organic Laboratory, Fifth Edition, Thomson/Wadsworth, Canada

- Drust, H.D; Gokel, G.W. Química Orgánica Experimental, Reverte, España, 1985.