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• LiLiana Niño

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UNAM–FES Cuautitlán Campo I. Carrera: BQD. Asignatura: Química Orgánica II. Equipo No. 5. “Previo Práctica 5. Acetanilida” Grupo: 2251. Periodo 2020 – 2. Integrantes: Cohetero Olivares Laura Nayeli, Cortés López Alex Rodrigo, Niño Orozco José Javier Fecha de entrega: 03/03/2012.

INVESTIGACIÓN PREVIA: PRÁCTICA 5 Acetanilida. El grupo carbonilo, abreviado frecuentemente como –CO2H o –COOH, es uno de los grupos funcionales más comunes en la Química y la Bioquímica. Los ácidos carboxílicos no sólo son importantes por sí mismos, sino que el grupo carboxilo es el grupo base de una gran familia de compuestos relacionados llamados compuestos acilo o derivados de ácidos carboxílicos. Objetivos  

Una amina puede ser tratada con un anhídrido de acido para formar una amida efectuar la acetilación del grupo amino como reacción de protección

Los compuestos que se clasifican como derivados de ácidos carboxílicos son aquellos que contienen grupos funcionales que se convierten en ácidos carboxílicos por una hidrólisis ácida o básica; es decir, son compuestos en los que el grupo acilo se ha enlazado con un átomo o sustituyente electronegativo (que puede actuar como grupo saliente en una reacción de sustitución). Los derivados más importantes de los ácidos carboxílicos son los ésteres, las amidas y los nitrilos. Los halogenuros y anhídridos de ácido también están comprendidos en este grupo, aunque con frecuencia los consideramos como formas activadas de los ácidos, más que como compuestos diferentes. 1. Principales derivados de ácidos carboxílicos Grupo funcional Halogenuros de ácido

Estructura

Grupo funcional Tioéster

Estructura

Anhídrido de ácido

Fosfato de acilo

Ëster

Nitrilo

Amida

Nota: Aunque los nitrilos carecen del grupo carbonilo de los ácidos carboxílicos se clasifican como derivados de los ácidos debido a que se hidrolizan para formar ácidos carboxílicos y pueden sintetizarse por la deshidratación de amidas.

UNAM–FES Cuautitlán Campo I. Carrera: BQD. Asignatura: Química Orgánica II. Equipo No. 5. “Previo Práctica 5. Acetanilida” Grupo: 2251. Periodo 2020 – 2. Integrantes: Cohetero Olivares Laura Nayeli, Cortés López Alex Rodrigo, Niño Orozco José Javier Fecha de entrega: 03/03/2012.

Los derivados de ácido difieren mucho en sus reactividades hacia la sustitución nucleofílica del ácido. La reactividad de los derivados de ácido hacia el ataque nufleofílico depende de sus estructuras individuales y de la naturaleza del nucleófilo atacante. Desde un punto de vista electrónico, los derivados de ácido fuertemente polarizados reaccionan con más facilidad que los menos polares. En general, el orden de reactividad es el siguiente:

Una consecuencia importante del orden de reactividad observado es que usualmente es posible transformar un derivado de ácido más reactivo en otro menos reactivo; en reacciones que implican la SN del acilo por el mecanismo de adición-eliminación se generan buenos rendimientos. Conversión de halogenuros de ácido en anhídridos La reacción de sustitución nucleofílica en el grupo acilo de un cloruro de ácido con un anión carboxilato da un anhídrido de ácido. Los anhídridos simétricos y asimétricos pueden prepararse de esta manera.

Conversión de los halogenuros de ácido en ésteres: Alcohólisis Los cloruros de ácido reaccionan con los alcoholes para producir ésteres en un proceso análogo a su reacción con agua para producir ácidos. Como sucede con la hidrólisis, las reacciones de alcohólisis se realizan por lo general en presencia de piridina o de NaOH para que reaccionen con el HCl formado.

UNAM–FES Cuautitlán Campo I. Carrera: BQD. Asignatura: Química Orgánica II. Equipo No. 5. “Previo Práctica 5. Acetanilida” Grupo: 2251. Periodo 2020 – 2. Integrantes: Cohetero Olivares Laura Nayeli, Cortés López Alex Rodrigo, Niño Orozco José Javier Fecha de entrega: 03/03/2012.

Conversión de halogenuros de ácido en amidas: Aminólisis Los cloruros de ácido reaccionan rápidamente con amoniaco y aminas para dar amidas. Pueden utilizarse aminas monosustituidas y disustituidas, pero no aminas trisustituidas (R3N).

Conversión de anhídridos de ácido en ésteres Una anhídrido reacciona con un alcohol para formar un éster, observe que una de las dos unidades de ácido del anhídrido se elimina cómo el grupo saliente.

Conversión de los anhídridos de ácido en amidas Los anhídridos reaccionan con rapidez con el amoniaco y con las aminas. La reacción de un anhídrido con amoniaco forma una amida primaria, la reacción de un anhídrido con una amina primaria forma una amida secundaria y con una amina secundaria forma una amida terciaria.

Conversión de los ésteres en amidas: Aminólisis

UNAM–FES Cuautitlán Campo I. Carrera: BQD. Asignatura: Química Orgánica II. Equipo No. 5. “Previo Práctica 5. Acetanilida” Grupo: 2251. Periodo 2020 – 2. Integrantes: Cohetero Olivares Laura Nayeli, Cortés López Alex Rodrigo, Niño Orozco José Javier Fecha de entrega: 03/03/2012.

Los ésteres reaccionan con amoniaco y aminas para producir amida. Sin embargo, la reacción no se utiliza con frecuencia debido a que por lo general es más fácil comenzar con un cloruro de ácido

Justificación de la técnica experimental La primera reacción consiste en la adición de la anilina, la cual actúa como un nucleófilo, sobre el átomo de carbono del grupo carbonilo del anhídrido acético, para que, a través de la formación de un enlace C-N, se obtenga el intermediario. Dentro de la estructura del intermediario, el átomo de carbono de lo que era el grupo carbonilo de anhídrido acético cambió de una hibridación sp2 a una sp3. Para regenerar la hibridación original del grupo carbonilo, en la que se minimiza el impedimento estérico, debe ocurrir una reacción de eliminación, en la que se rompe heterolíticamente un enlace C-O la acetanilida, mezclado con acetato de anilinio. Debido a que el precipitado es una mezcla de compuestos, se recristaliza para purificar. Mecanismo de reacción

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H2O Otras formas de obtención de la acetanilida: 1) Adicionar 100 ml de H2O destilada en un Matraz Erlenmeyer de 250 ml. 2) Pipetear 4,5 ml de HCl y colocarlos en el matraz con el agua. 3) Añadir 5 ml de anilina y colocar en el matraz con la solución, agitar hasta lograr toda la disolución de la anilina. 4) Filtrar por gravedad para limpiar la muestra. 5) Añadir 6,5 ml de anhídrido acético, a la solución filtrada, agitar por un momento y luego dejar reposar por un par de minutos (10 min.). 6) Calentar la solución en baño María. 7) Preparar el equipo para enfriar la muestra, colocar en un vaso de precipitado de 500 ml con hielo el matraz y dejarlo hasta que precipite la muestra. 8) Filtrar el precipitado y lavar con agua destilada helada (3 lavados de 25 ml). 9) Filtrar nuevamente la muestra al vacío para obtener el producto puro.

Calculo del rendimiento experimental

1.06 𝑔 𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎 1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑛𝑖𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎 ) ( 93.1 𝑔 𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎 )= 1𝑚𝐿 𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎

𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎 = (0.6 𝑚𝐿 𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎) (

𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 = (0.0068 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎 )(

0.0068 moles

1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑐𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 135.17 𝑔 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 )( )= 2 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎 1𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎

0.4595 g

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Diagrama de flujo 1.0: Metodología experimental de obtención de Acetanilida

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Tabla 1.0 – Propiedades Físicas y Toxicológicas de los reactivos y productos. ESTRUCTURA O FÓRMULA QUÍMICA

REACTIVO

Anilina

C6H5NH2

Anhidrido acetico

(CH3CO)2O

Acetanilida

CH3CONHC6H 5

PROPIEDADES FISICAS

Estado físico, color y olor: Liquido incoloro de olor penetrante Punto de ebullición: 184°C Punto de fusión: -6°C Densidad relativa (agua = 1): 1,02 Solubilidad en agua, g/100 ml a 20°C: 3,4 Presión de vapor, Pa a 20°C: 40 Densidad relativa de vapor (aire = 1): 3,2 Solubre en agua Estado físico, color y olor: Liquido incoloro con olor a vinagre Punto de ebullición: 139°C Punto de fusión: -73°C Densidad relativa (agua = 1): 1,08 Solubilidad en agua: reacciona Presión de vapor, kPa a 20°C: 0,5 Densidad relativa de vapor (aire = 1): 3,5 Estado físico, color y olor: solidonblanco inodoro Punto de fusión 114,3 ° C Punto de ebullición 304 ° C pH 6-7 Densidad relativa de vapor (aire=1) 4,65 Densidad relativa (agua=1) 1,219 Solubilidad en agua 1g/185 mL de agua

PROPIEDADES TOXICOLOGICAS

NFPA

Rata oral LD50: 250 mg / kg Conejo piel LD50: 820 mg/kg Ratones inhalación LC50 175 ppm por 7 horas.

Oral (LD-50) 1780 mg/Kg (rata) Dermal (LD-50) 4000 mg/Kg (conejo) Inhalativa (LC-50/4h) 1000 ppm/4h (rata)

Salud:3 Inflamabilidad:2 Reactividad:0

Salud:3 Inflamabilidad:2 Reactividad:0

Oral (LD-50) 800 mg / kg (rata). Salud:2 Inflamabilidad:1 Reactividad:0

REFERENCIAS

    

Smith, L. & Cristol, L. (1975). Química Orgánica. Barcelona: Reverté. Macy, R. (1992). Química Orgánica Simplificada. Barcelona: Reverté. Solomons, T. (2007) Química Orgánica. México: Limusa. Wade, L. (2011) Química Orgánica. Volumen 2. 7a. ed México: Pearson. pp. 980-1002 McMurry, J. (2008) Química Orgánica 7a. ed México: Cencage. pp. 680-707