Síntesis de p-nitroanilina a partir de anilina

Química Orgánica
curso 2014/15
Síntesis de p-nitroanilina a partir de anilina
La anilina no se puede nitrar de forma directa por lo que en esta práctica se procederá en primer
lugar a la protección del grupo amino, seguidamente se realizará la reacción de nitración y
finalmente se eliminará el grupo protector, obteniéndose la p-nitroanilina
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
Etapa 1: Obtención de la acetanilida:
En un matraz de fondo redondo de 100 mL se introducen 4.5 mL de anilina y 7.5 mL de ácido acético
glacial, y posteriormente se añade, gota a gota, 7.5 mL de anhídrido acético, observándose
desprendimiento de calor.
Se adapta al matraz un refrigerante de reflujo, se añade un trozo de plato poroso para homogeneizar
la temperatura en el medio de reacción. La disolución se calienta a ebullición durante 10 minutos
con lo que se consigue llevar a cabo la reacción sin que se pierda disolvente.
Se deja enfriar el contenido del matraz y se vierte poco a poco en un vaso de precipitado con 25 mL
de agua y 25 g de hielo. Se observa la formación de cristales de acetanilida que se reocogen por
filtración a vacío y lavados en el Büchner con agua helada (para evitar que se vuelvan a disolver los
cristales de acetanilida). El producto se purifica por recristalización usando como disolvente agua
Mecanismo de reacción:
O
NH2
+
O
O
CH3
NH
CH3
H3C
H
H3C
O
O
NH
O
H3C
H3C
O
HO
O
+
O
NH
-
O
CH3
+
HO
CH3
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La relación estequiométrica de la reacción es 1:1, por cada mol de anilina obtendremos 1 mol de
acetanilida.
Cálculos:
Anilina,
Etapa 2: Nitración de la acetanilida y obtención de p-Nitroanilina.
En un vaso pequeño se vierten 5 mL de ácido sulfúrico concentrado y se añaden 2.28 g de acetanilida
poco a poco y agitando.Cuando la acetanilida se disuelve, el vaso se introduce en un baño de hielo
picado y se añade, gota a gota, una disolución preparada con 2 mL de ácido nítrico en 2 mL de ácido
sulfúrico concentrado, con cuidado que la mezcla no sobrepase 35º C. Posteriormente se deja el
vaso con la mezcla a temperatura ambiente unos minutos.
La disolución de acetanilida nitrada se vierte en un vaso de 100 mL, que contiene 30 mL de agua y 10
g de hielo. Se observa la formación de cristales de p-nitroacetanilida que se recogen por filtración a
vacío y lavados en el Büchner con agua helada. El producto se purifica por recristalización usando
como disolvente agua fría y se deja secar en la trompa.
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Mecanismo de reacción:
Nota: El HSO4- también puede abstraer el proton.
La p-nitroacetanilida se pasa a un matraz de 250 mL, se añaden 50 mL de agua y 11.5 mL de ácido
clorhídrico concentrado. Se adapta al matraz un refrigerante de reflujo y la mezcla se calienta a
reflujo durante 35 minutos. Una vez terminada la hidrólisis se deja enfriar a temperatura ambiente.
Se vierte el contenido del matraz en una vaso de 400mL al que se añaden 20g de hielo favoreciendo
la cristalización
Terminada la hidrólisis, el matraz y su contenido se enfrían y la mezcla de reacción se vierte en un
vaso de 400 mL. Se añaden 20g de hielo picado, favoreciendo la precipitación de la p-nitroanilina
alcalinizando la disolución mediante adición de hidróxido amónico.
El precipitado de p-nitroanilina se filtra a través de un Büchner, se lava con dos porciones de 10 mL
de agua y se seca bien en la trompa. El producto obtenido se purifica por cristalización, usando como
disolvente el agua.
Mecanismo de reacción:
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Cálculos:
= 2,28g
La relación estequiométrica es 1:1, de 1 mol de acetanilida se obtiene 1 mol de ρ-nitroanilida
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Reduccion de benzofenona con NaBH4
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
En un matraz Erlenmeyer de 25 mL se disuelve 364 mg de benzofenona en 5 mL de etanol. En un
vial se disuelve borohidruro sódico en 1.5 mL de agua fría y se añade gota a gota utilizando una
pipeta Pasteur a la disolución de benzofenona en etanol y se agita durante 40 minutos. Después se
adiciona lentamente a un vaso de precipitado que contiene una mezcla de 10 mL de agua-hielo y 1
mL de ácido clorhídrico concentrado.
Tras unos minutos se observa un precipitado que se recoge por filtración en un Büchner y se lava
con agua fría. Se seca el producto por succión durante 10 minutos.
La pureza del producto (difenilmetanol) se comprueba por cromatografía de
capa fina (TLC)para la realizaciónde esta “pintamos dos puntos” ; el primer
punto corresponde a una disolución de 10 mg del producto en diclorometano,
el segundo puinto corresponde a una disolución de benzofenona. La placa se
eluye en una mezcla de éter de petróleo y acetato de etilo (9:1).
Posteriormente la placa se intruce en un tarro con I2 revelando la
cromatografia (veáse la figura)
Mecanismo de la reacción:
+
O
O
-
H Cl
-
OH
H
H
+
Na BH3
+
-
Na BH4
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Cálculos de RF:
Cálculo de rendimiento
No se ha podido llevar a cabo el cálculo del rendimiento, porque el producto se encontraba húmedo.