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• Alejandra Garcia Escobar

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Universidad Nacional Autónoma de México, Fes Cuautitlán Campo 1. Bioquímica diagnostica. Química Orgánica 2. Previo 9: Bencilo 2202. Equipo 8: Chávez Araujo L.Jaylinne. García Escobar V. Alejandra. 23/abril/18.

Objetivo: Prepararemos una α-dicetona, bencilo, por la oxidación de una α-hidroxicetona, benzoína. Esta oxidación se lleva a cabo fácilmente con oxidantes suaves tales como solución de Fehling (tartrato cúprico en medio alcalino) o sulfato de cobre en piridina. En este experimento, la oxidación se lleva a cabo con nitrato de amonio, ácido acético y acetato cúprico. Reacción General

O

OH

O

NH4NO3/CH3CO2H Cu(CH3CO2)2

O

1. Mecanismo de la reacción efectuada.

H O

O HO

+

O

+

CH3

O

-

CH3

HO H

OH O

OH HO

CH3

+

HO

O

-

OAc Cu Ac

H

O

OH Cu

+

OAc

+ AcO

HO

OH

AcO

O

O

Cu O

O

AcO HO

Cu

C

CH3

+

OH

OAc

HO

OH

OH

O

Cu

O

O

H Cu

CH3

OAc

+

O

-

CH3

AcO

AcO

O

O

O

+

C

C

OH

OH

O

+

H H Cu

+

OAc

Cu OAc

AcO

O

O H

H2O O

+

+

H

+ O

O H

+

H

+

O H

-

Ac

Oxidación de la Benzoína con HNO3 al 70%

2. Funciones del ácido acético, nitrato de amonio y acetato cúprico, en la reacción. Las -hidroxicetonas se oxidan a sus dicetonas correspondientes al hacerlas reaccionar con el acetato cúprico empleado en cantidades catalíticas, el cual a través de la reacción redox es reducido a acetato cuproso. El acetato cuproso formado es reoxidado a acetato cúprico por medio del nitrato de amonio, que en esta segunda reacción redox se reduce a nitrito de amonio y finalmente se descompone en nitrógeno y agua. La reacción de oxidación de la benzoína se inicia a través de una tautomería ceto-enólica, la que se facilita al hacer reaccionar el compuesto con el ácido acético, para formar el intermediario, el cual a través de una reacción de eliminación da lugar al intermediario denominado endiol. El intermediario reacciona con el acetato cúprico, desplazándose un ión acetato para formar el intermediario, que a través de la reacción ácido-base da lugar al cuprato y ácido acético. Sobre el intermediario se lleva a cabo una reacción redox intramolecular, a través de la cual el cobre se reduce al pasar de número de oxidación Cu +2 a Cu+1 y además se genera un radical que es bastante estable por resonancia. Através de un equilibrio ácido – base, la otra molécula de acetato cúprico reacciona con el ácido acético para dar acetato y el acetato cúprico protonado. Finalmente, el intermediario del radical cede un electrón al acetato, en una segunda reacción redox, para formar otro intermediario de la hidroxicetona obteniendo además el acetato cuproso y ácido acético. El carbocatión que se genera en el intermediario es estabilizado por resonancia, el cual una de las estructuras es la benzoína protonado. Por último, el equilibrio ácido – base la benzoína protonado reacciona con el agua para formar la benzoína y un ión hidronio.

3. ¿Qué gas se desprende de la reacción y de donde proviene? Dentro de la reacción el acetato cúprico se regenera a través de una reacción redox entre los dos equivalentes del acetato cuproso y el nitrato de amonio, para formar el producto de oxidación, el acetato cúprico, y el producto de reducción, el nitrito de amonio el cual se descompone en nitrógeno gaseoso y en dióxido de nitrógeno. Reacción General (ClO-)

Mecanismo de la reacción efectuada

Al separar el sólido de la fase acuosa, en la fase acuosa se encuentra el ácido acético, nitrato de amonio y acetato cúprico; se neutralizan esta solución filtrando posteriormente los sólidos resultantes, agregue sulfuro de sodio para formar sulfuros de cobre, filtre la nueva sal formada y envíela a confinamiento. La solución residual puede eliminarse por el drenaje. De la solución del bencilo impuro, que parte del sólido, se destila el metanol y se analiza la pureza para volver a utilizarlo, destile el agua, purifique el residuo si es posible o envíe a un incinerador. Propiedades de reactivos y productos. Especie

Estructura

Benzoína

Propiedades  P.M. = 212g mol-1  M. P. = 137 oC  Propiedades: Cristales blancos o amarillentos; ligero olor a alcanfor, ligeramente soluble en agua y éter, soluble en acetona y alcohol caliente.  P.M. = 80 g mol1

   Nitrato de amonio 

B. P. = 210 oC M.P.= 169.6 OC Propiedades: Cristales incoloros, soluble en agua, alcohol y álcali. P.M. = 49 g mol1

Acetato cúprico

  Cu(C2H3O2)2



M. P. = 115 oC Propiedades: Polvo fino azulverdoso. Soluble en agua, alcohol y éter. P.M. = 80 g mol1

Ácido acético glacial

  

M. P. = 16.63 oC B.P. = 118 OC Propiedades: Liquido claro e incoloro; olor

NFPA

muy picante.

    Metanol

  Bencilo

  

P.M. = 46.06 g mol-1 M. P. = -114 oC B. P. = 78 oC Propiedades: Líquido incoloro volátil, soluble en agua, éter, cloroformo y acetona.

Sólido amarillo Olor caracrerístico Peb= 346348°C Pf= 95°C Solubilidad= 0.5 gr/l en agua.

Bibliografía ÁVILA José Gustavo. 2001. “Química Orgánica” Experimentos con un enfoque ecológico, UNAM, México, pp. 338-342 y 346-349. HENRY RAKOFF 1985, ”Química Orgánica Fundamental” Editorial Limusa. México. Página. 342.