Síntesis de ácido bencílico en tres etapas:
3ª etapa transposición del bencilo.
La Transposición de ácido bencílico es una reacción orgánica que
consiste en la conversión de la 1,2-difeniletanodiona (ó Bencilo) al
ácido 2,2-difenil-2-hidroxietanoico (Ácido bencílico) en presencia
de hidróxido de potasio. Descrita por primera vez por Justus Liebig
en 1838, este tipo de reacción aplica para 1,2-diarilcetonas en general
para obtener ácidos α-hidroxicarboxílicos.
Esta reacción de dicetonas está relacionada con otras
transposiciones, tales como la reacción de Cannizzaro y la
transposición pinacólica.
Un anión hidróxido ataca uno de los grupos cetónicos en una adición nucleofílica (1) para
dar el hidroxialcóxido (2). El siguiente paso requiere una rotación de enlaces de tal manera
que se obtenga el confórmero 3, el donde el grupo R se encuentra colocado en una posición
favorable para el ataque sobre el grupo carbonilo en un segundo paso concertado con la
reversión del grupo hidroxilo al grupo carbonilo. Esta secuencia se asemeja a una sustitución
nucleófila acílica. Los cálculos demuestran que cuando R es metilo la carga acumulación de
este grupo en el estado de transición puede ser tan alto como 0.22 y que el grupo metilo se
coloca entre el carbono central de carbono en una separación de 209 pm.
El ácido carboxílico del intermediario 4 es menos básico que el anión hidroxilo y por lo tanto
la transferencia de protones se realiza al intermediario 5, que puede ser protonado para
obtener el producto final, el ácido α-hidroxicarboxílico 6. Los cálculos muestran que con una
descripción precisa de la secuencia de la reacción es posible con la participación de cuatro
moléculas de agua que estabilicen la acumulación de carga. También facilitan el traslado
eficiente de un protón en la formación del intermedio 5.
Desde un punto de vista de orbitales moleculares esta transposición no es obvia.
Contrariamente a una transposición carbocatiónica, en donde el orbital vacío del
carbocation interactúa positivamente y con la simetría permitida HOMO (orbital piocupado) en el enlace central C-C un orbital carbaniónico ocupado con un par electrónico
no debería poder evolucionar a un traslape de orbital molecular de simetría prohibida con el
orbital LUMO, el cual es el orbital pi antienlazante vacío que tiene un nodo. En otras
palabras, los estados de transición de la transposición bencílica obedecen las reglas de
Woodward-Hoffmann, debido a que 6 electrones están involucrados según la regla de
Hückel.
OBJETIVO
 En la práctica se obtendrá un ácido α-hidroxicarboxílico
aromático como resultado del reagrupamiento de un grupo
fenilo por la acción de la base.
MATERIAL
 1 Balanza analítica (Para todo el












grupo)
1 Caja petri chica
1 Equipo de micrométodos
1 Parrilla eléctrica
1 Pinzas para matraz
1 Pinzas para refrigerante
2 Pipeta graduada de 10 mL
1 Trampa de vacío
1 Piseta con agua
1 Propipeta
1 Soporte universal
Mangueras
Papel filtro (para todo el grupo)
REACTIVOS






Ácido clorhídrico
Agua destilada
Bencilo
Etanol
Hidróxido de potasio
Hielo frapé
0
1
3
0
1
BENCILO
ETANOL
0
3
0
0
2
3
1
E
ÁCIDO CLORHÍDRICO
HIDRÓXIDO DE POTASIO
METODOLOGÍA
ETAPA 1: REFLUJO
En un matraz redondo de 10 mL colocar 1 g de
KOH, 2 mL de agua y adicionar 3 mL de etanol
con agitación; posteriormente agregamos 1 g de
bencilo.
Reflujar la mezcla de reacción en un baño de
arena por 15 minutos. Al finalizar el reflujo,
continuamos a la etapa 2: opción 1 u opción 2
según sea el caso.
ETAPA 2: OPCIÓN 1
Al terminar el reflujo (si no hay precipitado
sólido en el matraz redondo) pasar la mezcla de
reacción a un vaso de precipitados de 50 mL.
A continuación acidificamos gradualmente la
mezcla de reacción con HCl concentrado hasta
obtener un pH ácido, verificamos esto con papel
indicador.
Filtramos el precipitado de ácido bencílico
utilizando vacío; lavar éste con agua fría (para
remover el NaCl).
ETAPA 2: OPCIÓN 2
Al terminar el reflujo (si hay precipitado sólido
en el matraz redondo) filtrar el contenido del
matraz utilizando un embudo Büchner con vacío.
Disolver el residuo que quedó en el embudo
Büchner en un vaso de precipitados de 50 mL con
10 mL de agua fría y adicionar HCl con agitación
hasta pH ácido.
Filtramos el precipitado de ácido bencílico
utilizando vacío; lavar éste con agua fría (para
remover el NaCl).
CUESTIONARIO
1.- Escriba el mecanismo de la reacción para la obtención del ácido bencílico a partir del bencilo.
2.- Explique que se entiende por una transposición y mediante un esquema explique la
transposición tipo SN1 y la SN2.
Los carbocationes tienden a transponerse tanto por desplazamiento de hidrógeno como de
cadenas carbonadas, generando carbocationes de mayor estabilidad que posteriormente
reaccionan mediante mecanismos SN1 y E1.
Mecanismo de la transposición
Cuando en el carbono contiguo al positivo no hay hidrógenos la transposición puede tener lugar
con grupos alquilo.
Transposición de tipo SN1 y tipo SN2
4.- Consultando la bibliografía, haga una lista de las propiedades fisicoquímicas, el uso y
precauciones que se deben de tener con los reactivos que se utilizaron en la práctica.
Para la parte relacionada con el uso y precauciones de los reactivos utilizados en la práctica,
consultar los cuadros de la NFPA (NOTA QUÍMICA).
ÁCIDO CLORHÍDRICO
 FORMULA: HCl
 PESO MOLECULAR: 36.46 g/mol
 COMPOSICION: Cl: 97.23 % y H: 2.76 %.
 Propiedades físicas
 Puntos de ebullición de disoluciones acuosas: 48.72 ºC (50.25 mm de Hg y 23.42 % en peso);
81.21
 ºC (247.5 mm de Hg y 21.88 % en peso); 97.58 ºC (495 mm de Hg y 20.92 % en peso); 106,42
ºC
 (697.5 mm de Hg y 20.36 % en peso) y 108.58 ºC (757.5 mm de Hg y 20.22 % en peso)
Propiedades químicas
 Productos de descomposición de este compuesto: cloruro de hidrógeno.
 Reacciona con la mayoría de metales desprendiendo hidrógeno.
 Con agentes oxidantes como peróxido de hidrógeno, ácido selénico y pentóxido de vanadio,
genera cloro, el cual es muy peligroso.
BENCILO
Propiedades físicas:
Punto de inflamabilidad
El punto de inflamabilidad de una sustancia generalmente de un combustible es la
temperatura más baja en la que puede formarse una mezcla inflamable en contacto
con el aire. 148 °C
Masa molecular
UMA Unidad de Masa Atómica, Dalton 212.25 g/mol.
Punto de ebullición
Temperatura que debe alcanzar una substancia para pasar del estado líquido al
estado gaseoso. 324 °C
Punto de fusión
Temperatura del momento en el cual una sustancia pasa del estado sólido al estado
líquido. 21 °C
Densidad del BENZOATO DE BENCILO1.1 g/cm 3
Propiedades químicas:
Materiales que deben precalentarse antes de que ocurra la ignición, cuyo punto de
inflamabilidad es superior a 93°C (200°F).
Normalmente es estables aún en condiciones de incendio y que no reaccionan con el
agua.
 ETANOL
 El etanol es un compuesto químico que también se conoce bajo el nombre de alcohol etílico, el
cual es un líquido sin color ni olor, bastante inflamable que posee un punto de ebullición en
torno a 78ºC.
 Su fórmula es CH3-CH2-OH, tratándose del principal producto que forma parte de la
composición de las bebidas alcohólicas, incluyendo el vino, con un porcentaje de alrededor de un
13%, pero puede superar el 50% en numerosos tipos de licores.
 El etanol, como ya hemos mencionado, es un líquido incoloro, y altamente volátil, que está
presente en la mayoría de las bebidas fermentadas. Desde antaño se producía etanol a través de la
fermentación anaeróbica y posterior destilación de las disoluciones que contenían en su
composición azúcar y levadura.
 Según el tipo de bebida alcohólica que contenga el etanol, éste se encontrará acompañado de
diversos elementos químicos, que le proporcionan olor, sabor, etc.
 Cuando el etanol se necesita para uso industrial, se suele sintetizar a través de hidratación
catalítica de etileno junto con ácido sulfúrico, que participa como catalizador. El etileno es un
compuesto derivado del etano o también de nafta (que es un derivado del petróleo). Una vez
sintetizado, se obtiene una mezcla compuesta por etanol y agua que deberá ser purificada
posteriormente mediante diferentes procesos. Se suele decir que este tipo de proceso es menos
costoso que la fermentación tradicional, aunque en la actualidad solo represente a un total del 5%
de la producción mundial de etanol.
 En la industria química, el etanol viene utilizado como compuesto del cual parte la síntesis de
numerosos productos, como por ejemplo el acetato de etilo, el cual es utilizado como disolvente.
 Cabe destacar el uso de este compuesto químico como combustible, ya sea industrial o doméstico.
Estudios aseguran que el uso de etanol como combustible en automóviles reduce enormemente,
casi en un 85%, la producción de gases de tipo invernadero.
 En cuanto a las propiedades físicas del etanol, podemos destacar su estado de agregación, que es
líquido, su apariencia, la cual es incolora, así como su masa molar, que es de 46.07 g/mol. En
cuanto al punto de fusión y ebullición, sus valores son de -114.3 ºC y 78.4 ºC respectivamente.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/3hshcl.pdf
http://www.cosmos.com.mx/h/tec/44hp.htm
http://www.wikipedia.com
Descargar

Reactivos