RESUMEN: Sntesis de para-nitroanilinaLiliana S. Ramrez ; Roberto C. V. Bocanegra

Se realiz la sntesis de para-nitroanilina a partir de 3 procesos, el primero mediante 3g de acetanilida mediante una reaccin de Sustitucin Electroflico Aromtica (SEA) que se logr bloqueando selectivamente la entrada del electrfilo con una reaccin de SNA, obteniendo para-nitroacetanilida, el electrfilo utilizado fue el in nitronio, el cul ser obtuvo con 3mL de cido sulfrico y 3 mL de cido ntrico. El siguiente proceso fue la hidrolisis de la para-nitroacetanilida, con 15 mL de agua y 15 mL de cido clorhdrico a reflujo por 30 minutos, posteriormente alcalinizamos con 16 mL de hidrxido de sodio al 40% hasta un pH=10 obteniendo para-nitroanilina. Se observ el efecto protector y orientador del grupo acetilo durante la reaccin de nitracin. Finalmente, se pes el producto para obtener rendimiento y se tom punto de fusin para posteriormente enfrascarlo y etiquetarlo. INTRODUCCIN:Prctica 8.

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Las aminas son sustancias orgnicas que se caracterizan por contener el grupo amino Sntesis de P-Nitroanilina. Estas sustancias se clasifican en funcin de los hidrgenos sustituidos que tengan, siendo primarias aquellas que tengan un solo hidrgeno sustituido, secundarias las que tengan dos y terciarias tres. Estos sustituyentes pueden ser tanto de naturaleza aliftica como aromtica.Un gran nmero de compuestos mdica y biolgicamente importantes son aminas. Algunos ejemplos pueden ser la adrenalina, las anfetaminas, quinina, histamina, nicotina, entre otros. Muchos de estos compuestos ejercen poderosos efectos fisiolgicos y psicolgicos. La serotonina, por ejemplo, es un compuesto muy interesante, ya que mantiene estables los procesos mentales. Otro uso industrial importante de las aminas es en la industria del nylon, donde uno de sus componentes es hexametilendiamina. Diversas aminas aromticas se emplean para preparar tintes orgnicos de gran aplicacin en la sociedad industrial.En esta ocasin se obtendr una amina sustituida en posicin para cuidando de no obtener el producto de sustitucin en orto. Esto se lograr bloqueando esta posicin para impedir su sustitucin mediante la acetilacin del grupo amino, dando como resultado un grupo activador ms dbil y bloqueando las posiciones orto a causa del efecto estrico.DISCUSIN DE RESULTADOS:La sntesis de para-nitroanilina se llev a cabo mediante tres procesos que se mencionan a continuacin:Primero, para realizar la sntesis de la para-nitroanilina, llevamos a cabo la nitracin de un compuesto aromtico sustituido, la reaccin en general es la sustitucin de un protn del anillo, por un in nitronio. El in nitronio lo obtuvimos mezclando cido sulfrico y cido ntrico, el mecanismo de reaccin se explica a continuacin: El mecanismo se inicia con la desprotonacin del cido sulfrico, este es atrado por un tomo de oxgeno del cido ntrico, este es el que sirve como cido, ya que esta reaccin es una reaccin de cido-base.[1].Esquema 1. Nitracin de la acetanilida

El siguiente paso del mecanismo es que el in hidroxilo al protonarse, se vuelve un buen grupo saliente, que por resonancia es desplazado como agua [2], formando el in nitronio [3].Posteriormente disolvimos 3 gramos de acetanilida en 7 mL de cido sulfrico, esto lo hicimos con cuidado y con agitacin constante, para poder disolver la acetanilida completamente, posteriormente, aqu se realiz un intercambio de protones entre las especies participantes, posteriormente preparamos en un embudo de separacin una mezcla de 3mL de cido sulfrico y 3mL de cido ntrico, as obtuvimos el in nitronio que funcion como electrfilo en la reaccin. Posteriormente en un bao de agua/hielo, colocamos la acetanilida disuelta en el cido sulfrico, y con ayuda del embudo de separacin colocndolo en el anillo y en el soporte universal, vertimos gota a gota la mezcla de los cidos que preparamos anteriormente, esto se hizo con precaucin y con agitacin constante dentro del bao de hielo, ya que si agregbamos la mezcla de cidos sin precaucin, nuestra mezcla pudo oscurecerse y se nos habran formado subproductos no deseados, que hubiramos tenido que recristalizar, para quitarle impurezas, est parte fue la nitracin de la acetanilida, su mecanismo de reaccin se explica a continuacin: El primer paso es aadir la mezcla de cidos [1], esta adicin fue muy exotrmica por lo cual se mantuvo el matraz en un bao de agua/hielo, posteriormente por los cidos, se forma el in nitronio, que ya explicamos anteriormente [2], dicho in nitronio, atac electrofilicamente a la acetanilida, activndolo en orto y para, pero, en posicin orto, la posicin es bloqueada por el factor estrico del grupo acetilo, la sustitucin orto y para ocurre debido al complejo sigma que por tener el carbocatin ms estable por resonancia tiene al nitrgeno cerca, se vuelve un compuesto muy estable en orto y para [3], al ltimo se pierde un protn del anillo, extrado por el agua que acta como base, y la base busca hidrgenos cidos [4], as obtenemos la para-nitroacetanilida y el in hidronio [5].Esquema 2. Hidrlisis de la para-nitroacetanilida

Posteriormente dejamos reposar nuestra mezcla en el matraz, y observamos que se comenz a precipitar, con ayuda del matraz Kitazato a vaco filtramos nuestra mezcla, lavando con agua fra, la para-nitroacetanilida se precipita y al ser insoluble en agua, queda en el papel filtro, llevndose y quedando en el matraz Kitazato la base conjugada del cido sulfrico y el in hidronio, que son solubles en agua, quedndonos solo nuestro primer producto en el papel filtro, el residuo del papel lo colocamos en nuestro matraz de nuevo para la siguiente reaccin.Como primer producto de reaccin obtuvimos para-nitroacetanilida, en forma de una pasta de color blanco que colocamos en nuestro matraz erlenmeyer, el siguiente pas, entonces, es eliminar el grupo acetilo para obtener nuestro producto que esperamos, por medio de una hidrolisis, esto significa, adicionar agua, en nuestro matraz colocamos la para-nitroacetanilida obtenida y en el agregamos 15 mL de agua y 15mL de cido clorhdrico, colocamos nuestro sistema a reflujo y calentamos nuestro matraz erlenmeyer por 30 minutos hasta que toda la para-nitroacetanilida se solubilizara con el agua y el cido (Ver imagen 1). Dicha reaccin se muestra a continuacin:Imagen 1. Reaccin de Hidrlisis

Primero se comienza con la protonacin del oxgeno del carbonilo de la para-nitroacetanilida, formando un carbocatin que es atacado nulceofilicamente por el agua, despus los electrones no enlazantes del nitrgeno aceptan un protn que est en el medio, por movimiento de electrones se genera una prdida del cido actico protonado, con esto obtenemos para-nitroanilina que al final se protona con el protn del cido actico, formando para-nitroacetanilida protonada, el in cloro y el cido actico, que recibe el nombre de clorhidrato de para-nitroanilonio.Finalmente llevamos a cabo una reaccin de cido base aadiendo una solucin al 40% de hidrxido de sodio, hasta que obtuvimos un pH=10, esto se hizo para que la sal que obtuvimos en el paso anterior, pasar a ser nuestro producto deseado. En el ltimo mecanismo adicionamos nuestra base que es el hidrxido de sodio, dicha base, se lleva el protn de la sal (clorhidrato de para-nitroanilonio), con esto se forma el agua y acetato de sodio, el agua se protona con el hidrgeno cido del acetato de sodio, formando el in hidronio que se desprotona fcilmente en presencia de una base, formando al final la para-nitroanilina, el acetato de sodio y cloruro de sodio disuelto en agua. Finalmente filtramos por segunda vez al vaco y obtuvimos la para-nitroanilina como una pasta color amarilla en el papel filtro que dejamos secar, para calcular su rendimiento y tomar el punto de fusin. Esquema 3. Reaccin cido-Base

CONCLUSIN:Se llev a cabo la sntesis de para-nitroanilina a partir de acetanilida mediante una serie de procesos iniciando por la nitracin de la acetanilida, para despus proceder con una hidrlisis de la para-nitroacetanilida finalizando con una reaccin cido base. Obteniendo 2g de para-nitroanilina en forma de una pasta amarilla con un rendimiento de 65.35% Por ltimo se tom el punto de fusin el cual fue de 136 C el cual no coincide con la bibliografa consultada (148C), lo cual puede ser debido a la humedad presente en nuestro producto.BIBLIOGRFIA:1. L. G. Wade. Qumica Orgnica Volumen 1. Pearson Educacin, Mxico 2011 pp: 750-760

2. T.A.Gerssman, Principios de Qumica orgnica, Editorial Revert, Mxico, 1978, pp: 627- 640