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Práctica 1

Reacción de Cannizzaro: obtención de alcohol bencílico y ácido benzoico

Investigación conceptual El alumno llevará a cabo la reacción de Cannizzaro, la cual se efectúa cuando un aldehído que no tiene hidrógeno en posición α es colocado en una solución concentrada de álcali.

Objetivo Obtención de alcohol bencílico y ácido benzoico.

Antecedentes:

Dos moléculas de benzaldehído al exponerse a la acción de la solución de potasa concentrada sufren una desproporción para dar una mezcla de un alcohol y la sal de un ácido carboxílico, la sal en medio ácido regenera el ácido carboxílico.

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COO

CHO

- ´+ K

CH2-OH

KOH

2

+

Los aldehídos sin hidrógenos α no pueden formar iones enolato, por consiguiente no pueden participar en la condensación aldólica, a menos que reaccionen con el ion enolato de otro compuesto carbonílico. Si los dos aldehídos no tienen hidrógenos en α el resultado es una reacción de oxidoreducción, llamada reacción de Cannizzaro. - C – C – C – C – C - CHO ε

δ γ

β

α

Material

Reactivos

1

Anillo de fierro

Ácido clorhídrico

1

Balanza analítica (para todo el grupo) Agua destilada

1

Cristalizador chico

Benzaldehído

1

Equipo de micrométodos

Éter

1

Parrilla eléctrica

Hidróxido de potasio

1

Pinzas para matraz

Hielo

2

Pinzas para refrigerante

Sulfato de sodio anhidro

1

Pipeta graduada de 10 mL

1

Piseta con agua

1

Probeta de 100 mL

1

Propipeta

1

Soporte universal

2

Vasos de precipitados de 50 mL

1

Trampa de vacío Mangueras Papel filtro, papel pH

8

Desarrollo Etapa 1. Reflujo. En un matraz de bola de 10 mL disuelva 1 g de hidróxido de potasio en 4.8 mL de agua. A esta solución básica adicione 1.6 mL de benzaldehído y refluje por 1 h utilizando un baño de arena (vea figura a). Después, enfríe el matraz con la mezcla de reacción al chorro de agua y, si es necesario, adicione suficiente agua para disolver algún precipitado de benzoato de potasio que se haya quedado en el matraz.

Etapa 2. Extracción. Vierta la mezcla en un embudo de separación (vea figura b), lave el matraz con 5 mL de éter y adicione éste al embudo de separación. Agite el embudo para asegurar una extracción eficiente del alcohol bencílico por el éter. Deje reposar el embudo de adición 5 min y separe la fase acuosa (inferior) en un vaso de precipitados, y la fase etérea (superior) en otro vaso de precipitados; regrese la fase acuosa al embudo de separación y vuelva a extraerla con otros 5 mL de éter, repita la operación de separación de las dos fases y combine los dos extractos etéreos. Guarde la solución acuosa para la separación del ácido benzoico.

Etapa 3.1. Obtención del alcohol bencílico* (fase etérea). Trate los extractos etéreos combinados de la siguiente manera: Reúna y seque en un vaso de precipitados seco con 2 g de sulfato de sodio anhidro y decante en un vaso de precipitados de 50 mL seco y limpio. Remueva el éter por destilación con baño de agua tibia sobre la parilla (tener precaución con éste procedimiento, pues el éter puede explotar con cualquier flama). Mida el volumen del alcohol bencílico obtenido con una pipeta para calcular el rendimiento.

Etapa 3.2. Obtención del ácido benzoico** (fase acuosa). Ponga la solución acuosa (fase inferior en la extracción con éter) en una mezcla de 10 mL de ácido clorhídrico concentrado y 20 g de hielo frapé con agitación, verifique que el pH de la fase acuosa sea ácido con papel indicador. Filtre el

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precipitado en un embudo Büchner con vacío lavando con un agua fría. Pese el ácido benzoico obtenido cuando este seco para obtener el rendimiento

Nota Él *alcohol bencílico y él **ácido benzoico sobrantes que no hayan sido utilizados deberán colectarse en recipientes proporcionados por el laboratorio. NO DESECHARLOS

En la bitácora elabore una lista de las propiedades fisicoquímicas, uso y precauciones que se deberá tener con los reactivos que se utilizan en la práctica. Incluya un diagrama de flujo y cuestionario resuelto.

Equipo

Figura a

Figura b

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Cuestionario 1. Escriba el mecanismo de la reacción de Cannizzaro con benzaldehído

2. ¿Cuál compuesto se oxida y cual compuesto se reduce en la reacción?

3. Mediante reacciones, escriba una reacción de Cannizzaro cruzada entre dos aldehídos diferentes

4. ¿A que se le llama condensación aldólica? Escriba un ejemplo mediante una reacción.

5. ¿Que objeto tiene agregar ácido clorhídrico a la solución acuosa obtenida en la práctica?

6. ¿Qué aplicaciones tienen los productos obtenidos?

7. Consultando la bibliografía, haga una lista de las propiedades fisicoquímicas, y el uso y precauciones que se deben tener con los reactivos que se utilizaron en la práctica.

Bibliografía Textos Brewster, R.Q., C.A. Vaanderwerf y W.E. McEwen. 1968. Curso Práctico de Química Orgánica. Madrid, Alhambra. Dominguez, X. A. y

X. A. Dominguez S. 1982. Química Orgánica

Experimental. México, Limusa. Mayo, Dana W., Ronald M. Pike and Peter K. Trumper, !994. Microscale Organic Laboratory. With Multistep and Multiscale Syntheses. New York, John Wiley. (3 e).

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Vogel, A. I. 1989. Textbook of Practical Organic Chemistry. London, Longman Scientific & Technical. (5 e).

Consultas sobre el tema: La reacción de Cannizzaro, consúltese la sección 22-11 del capítulo 22 en: L.G.

Wade,

Jr.

1993.

Química

Orgánica.

Prentice-Hall

Hispanoamericana, S.A. (2 e) Reacción de Cannizzaro, consúltese la sección 19.13 del capítulo 19 en: J. McMurry, 2000. Química Orgánica. Internacional Thomson Editores, S.A. de C.V. México (5 e) Transferencia de hidruro desde el carbono, consúltese la sección 7-4 C del capítulo 7 en: S.H. Pine, J.B. Hendrickson, D.J. Cram, y G.S. Hammond 1988. Química Orgánica. Mcgraw-Hill (2 e) Reacción de Cannizzaro; consúltese la sección 21.14 del capítulo 21 en: R.T. Morrison y R.N. Boyd, 1990. Química Orgánica. Addison-Wesley Iberoamericana.

De consulta general: The Merck Index. An Encyclopedia of Chemicals and Drugs (Windholz, M., S. Budavari, L.Y. Stroumtsos, and M.N. Fertig, Editores), 1976. 9th edition. Merck & Co., Inc. Rahway, N.J., U.S.A. O. Soria Arteche, H.L. Cárdenas Rodríguez y J.J. Reyes Méndez, 1997. CBS Manual: Hojas de datos de seguridad de las sustancias químicas empleadas con mayor frecuencia en los laboratorios de la licenciatura de QFB. UAM-Xochimilco, México, D.F. Kirk, R. O. & Otmer, D. F., Kirk-Otmer, 1982. Encyclopedia of Chemical Tecnology, New York, John Wiley & Sons (3 e.)

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