5012 Síntesis de ácido acetilsalicílico (aspirina) a partir de ácido

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5012
Síntesis de ácido acetilsalicílico (aspirina) a partir de ácido
salicílico y anhidrido acético
O
COOH
O
O
C4H6O3
(120.1)
OH
+
COOH
H2SO4
O
+ CH3COOH
O
C7H6O3
(138.1)
(98.1)
C9H8O4
(180.2)
C2H4O2
(60.1)
Clasificación
Tipos de reacción y clases de productos
reacción del grupo carbonilo en derivados de ácidos carboxílicos, esterificación
anhídrido de ácido carboxílico, ester de ácido carboxílico, ácido carboxílico, fenol,
aromáticos, catalizador ácido
Métodos o técnicas de trabajo
reacción con ayuda de microondas, agitación con barra de agitación magnética, calefacción a
reflujo, filtración, extracción, agitación, recristalización
Instrucciones (escala 100 mmol)
Equipo
Sistema de microondas ETHOS 1600, tubo de vidrio (40 cm, NS 29), matraz de dos bocas de
100 mL, agitador magnético, barra de agitación magnética, refrigerante intensivo, placa
filtrante (diametro 6 cm), matraz Kitasato, desecador
Productos
ácido salicílico (pf 157-159 °C)
anhídrido acético (p eb 138-140.5 °C)
ácido sulfúrico conc. (96%)
hidróxido sódico
etanol para recristalización
disolución acuosa de cloruro de hierro(III) (0.1 M)
13,8 g (100 mmol)
12,8 g (11,9 mL, 125 mmol)
3 gotas
5g
unos 30 mL
unos pocos mL
Reacción
El montaje de la reacción consiste en un matraz de dos bocas de 100 mL con barra de
agitación magnética, sensor de temperatura y refrigerante intensivo. Se introduce en el matraz
una mezcla det 13,8 g (100 mmol) de ácido salicílico y 12,8 g (11,9 mL, 125 mmol) de
anhídrido acético y se añaden 3 gotas de ácido sulfúrico. El aparato se instala en el sistema de
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microondas con ayuda de un tubo de vidrio (ver "Instrucciones técnicas. Aparato estándar de
reflujo para sistemas de microondas "). La mezcla de reacción se calienta con agitación
duranter 90 segundos con una potencia de 900 W a 140 °C. Durante el enfriamiento posterior
la disolución amarillenta trasparente solidifica a una masa compacta de cristales blancos.
Elaboración
Una vez enfriada a temperatura ambiente, el sólido se tritura en el matraz y se agita durante
30 minutos con 50 mL de agua. A continuación se filtra el sólido sobre una placa filtrante. El
resíduo del filtrado se lava en la placa tres veces con 30 mL de agua cada vez, dejando que el
agua de lavado vaya cayendo sin aplicar vacío, para finalmente aplicar el vacío. El filtrado se
descarta.
El producto bruto de la placa filtrante se analiza con una disolución de cloruro de hierro(III)
0,1 M para ver el posible contenido de ácido salicílico (ver analíticas). Si el resultado del test
es negativo, el producto se seca en el desecador sobre hidróxido sódico en perlas a vacío hasta
masa constante. Durante el proceso de secado también se elimina algo de ácido acético
adherido.
Rendimiento: 16,0 g (88,8 mmol, 89%); pf 136 °C
Para una mayor purificación, es decir, si el producto contiene ácido salicílico, se recristaliza
de etanol/agua: El producto bruto se disuelve con calefacción en unos 30 mL de etanol,
después se añaden a través del refrigerante de reflujo unos 60 mL de agua calienteh. La
mezcla se deja enfriar lentamente y el matraz se mete en un baño de hielo para completar la
recristalización. El producto se filtra y se seca.
Rendimiento: 14,6 g (81,0 mmol, 81%); pf 136 °C
Comentarios
Sin adición de ácido sulfúrico el rendimiento de producto bruto alcanza el 83%, conteniendo
aún grandes cantidades de ácido salicílico. Después de la recristalización el rendimiento es
inferior als 70%.
Si el producto húmedo se seca previamente en un papel de filtro en la campana extractora, se
necesita una cantidad de desecante considerablemente menor en el desecado.
Manejo de resíduos
Eliminación de resíduos
Resíduo
filtrado acuoso
aguas madres de la recristalizción
Eliminación
mezcla de disoluciones acuosas, libres de
halógenos
mezcla de disoluciones acuosas, libres de
halógenos
Tiempo
Alrededor de 1 hora sin recristalización
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Pausa
Antes de la elaboración
Grado de dificultad
Fácil
Analíticas
Dependencia temperatura-tiempo en los pasos de reacción en el campo de las
microondas
Síntesis del ácido acetilsalicílico
160
1000
Temperatur [°C]
120
T1 [°C]
800
Energie [Watt]
700
100
600
80
500
60
400
Energie [W]
900
140
300
40
200
20
100
0
0
200
400
600
800
1000
0
1200
Ze it [s e c]
Test de cloruro de hierro(III)
Se disuelven unos 10 mg de compuesto en unos 5 mL de etanol y se añaden 1 o 2 gotas de una
disolución acuosa de cloruro de hierro(III) 0.1 M. Una coloración violeta intensa de la
disolución indica la presencia de ácido salicílico.
La cromatografía de gases no es aplicable como método de análisis, ya que tanto el producto
como elácido salicílico se descarboxilan en la columna de GC.
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Espectro 1H NMR del producto (300 MHz, CDCl3)
8.2
8.0
7.8
7.6
7.4
7.2
(ppm)
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
(ppm)
δ (ppm)
8,12
7,62
7,36
7,15
2,35
7,26
Multiplicidad
dd
dt
dt
dd
s
Número de H
1
1
1
1
3
Asignación
6-H
4-H
5-H
3-H
CH3
disolvente
4
7
COOH
1
6
O
8
2
3
5
9
O
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Espectro 13C NMRdel producto (300 MHz, CDCl3)
160
140
120
100
80
60
40
20
(ppm)
δ (ppm)
170,06
169,78
151,25
134,90
132,52
126,18
124,01
122,24
21,02
76,5-77,5
Assignment
C-7
C-8
C-2
C-4
C-6
C-5
C-3
C-1
CH3
disolvente
7
COOH
1
6
O
8
2
3
5
9
O
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Espectro IR del producto (KBr)
1,12
1,0
0,9
0,8
0,7
Egy
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,00
4000,0
3000
2000
1500
1000
400,0
cm-1
(cm-1)
3300 - 2500
1760
1700
1600, 1575
Asignación
tensión O-H, cido carboxílico, superpuesta con
tensión C-H
tensión C=O, ester
tensión C=O, ácido carboxílico
tensión C=C, areno
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