EQUIPO 5

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PRCTICA NO. 8OBTENCIN DE ALQUENOS.INTRODUCCIN

La presente prctica consiste en sintetizar el gas eteno, como modelo para identificar las caractersticas qumicas que poseen en general los alquenos y sus reacciones de caracterizacin. En el marco terico se investigaron las propiedades fsicas y qumicas de los alquenos, as como los mtodos de sntesis que son ms apropiados para laboratorio y las reacciones que sirven para caracterizarlos, todo con el fin de tener un mayor conocimiento y comprensin de lo que se desarrollara en la prctica. Adems se indagaron los datos de seguridad de los reactivos a utilizar, esto con el propsito de manipularlos con el debido cuidado y las precauciones pertinentes. El procedimiento que se llevar a cabo para la sntesis del mencionado alqueno, por su relativa facilidad, es la deshidratacin del alcohol etlico con sulfato de aluminio anhidro y cido sulfrico (que acta como catalizador). Posteriormente se har reaccionar el gas con Iodo para analizar su comportamiento qumico y se realizara la prueba de Baeyer para comprobar que existen instauraciones (dobles enlaces). Finalmente, se generarn las discusiones y conclusiones correspondientes de acuerdo a los resultados y observaciones obtenidos de la experimentacin.OBJETIVO Obtener el eteno y ensayar su reactividad como miembro representativo de la familia de los Alquenos.OBJETIVOS ESPECFICOS Deshidratar del alcohol etlico catalizado por cido sulfrico para la obtencin del eteno Reaccionar el gas con iodo para observar sus propiedades qumicas como alqueno. Realizar la prueba de Baeyern y observar el cambio de color de la sustancia para verificar la existencia de dobles enlaces.

MARCO TEORICOLos alquenos son muy verstiles y gracias a esto tienen un papel muy importante en la sntesis orgnica, pues pueden hacerse mltiples transformaciones como oxidaciones, reducciones, etc. y adems presentan isomera geomtrica por lo que sus propiedades fsicas y qumicas son de inters para la industria. Separar ismeros de alquenos no es algo tan fcil, por esto, se han desarrollado varios mtodos que favorecen la formacin de alquenos.Las principales reacciones qumicas de obtencin son:1. Sntesis de alquenos/olefinas por eliminacin de alcoholes o haluros:Los alcoholes se calientan en presencia de cantidades catalticas de cidos o los haluros de alquilo en presencia de una base, con lo que obtenemos un alqueno y agua.

Este mtodo es muy til para alcoholes cclicos, o que estn muy sustituidos. Los cidos empleados en este tipo de mtodos son el KHSO4 (s), H3PO4 o el POCl3 (en piridina).La protonacin para los alcoholes presenta un equilibrio entre los reactivos y los productos, para impulsar el equilibrio hacia la derecha y obtener con mayor rendimiento al alqueno, es necesaria la destilacin, pues hay una diferencia en la volatilidad ya que el alqueno no puede formar puentes de hidrgeno, o se puede adicionar un agente deshidratante que elimine el agua a medida que sta se va generando. Un ejemplo es el ciclohexeno que se obtiene a partir del ciclohexanol, mediante el calentamiento en presencia de H2PO4 en un sistema de destilacin. Como el ciclohexeno es ms voltil, se va eliminando de la mezcla de reaccin y de este modo el equilibrio se desplaza hacia la derecha.La deshidratacin de alcoholes sigue el mecanismo E1, por lo que lo que determinar la velocidad del proceso, ser la formacin del carbocatin, esto implica que la facilidad de deshidratacin del alcoholes en un medio cido, sigue el mismo orden que la estabilidad de los carbocationes. Los alcoholes terciarios se deshidratan ms fcilmente que los secundarios y secundarios que los primarios:Alcohol 1 > Alcohol 2 > Alcohol3FACILIDAD DE DESHIDRATACINEn un medio bsico, los alcoholes pueden convertirse en olefinas formando el tosilato (Ts) o mesilato (Ms) cuando stos se calientan, en estos casos la reaccin de deshidratacin sigue el mecanismo E2.2. Olefinacin de Julia:

Se le nombra olefinacin de Julia-Lynthgoe, es una reaccin que elimina un bencenosulfonil (PhSO2) y un benzoato (PhCO2) o acetato (CH3CO2) generando un alqueno, tiene la ventaja de ser una reaccin completamente regioselectiva y se da sobre los carbonos que contienen a estos dos grupos. La eliminacin es promovida por un agente reductor (amalgama de sodio).Obtenemos al reactivo a partir del cloruro de tosilo (PhSO2Cl), el cual es muy comercial y barato, con Zn metlico. Una vez formada la sulfona, se abstrae el protn alfa con una base fuerte (nBuLi) o un Grignard, por su elevada acidez generando as, un anin que reaccionar nucleoflicamente con el aldehdo. El alcxido reacciona con anhidro actico (Ac2O) o con cloruro de benzoilo (BnCOCl) para formar actato o benzoato.La olefinacin de Julia es altamente estereoselectiva para el ismero E. (trans).

3. Reaccin de Wittig;

Al igual que la olefinacin de Julia, esta reaccin permite un control total sobre la posicin del doble enlace y un control parcial sobre la estereoqumica. ste mtodo, permite mediante una reaccin de iluros de fsforo con aldehdos o cetonas, la sntesis de olefinas.Los iluros de fsforo se obtienen por reaccin de sales de fosfonio con bases adecuadas y una vez formados reaccionan nucleoflicamente con el carbonilo; se genera as un intermedio oxafosfetano que descompone instantneamente al alqueno y la trifenilfosfita. El iluro por lo general no se aisla, sino que se aade a la mezcla de la reaccin, el aldehdo o la cetona para dar lugar al doble enlace. En la sntesis que nos ocupa el compuesto carbonlico, se aadir la 3-pentanona.Una de las desventajas que tiene la reaccin de Wittig es que el iluro de fsforo tiende a ser muy estable, algunos incluso pueden ser aislados y recristalizados en agua, por su baja reactividad, por lo que es una reaccin limitada, reaccionara en la mayora de los casos con aldehdos y no con cetonas.En la reaccin de HornerWadsworth-Emmons o Horner-Wittig, se emplean esteres de fosfonato en lugar de trifenilfosfina (PPh3), porque los iluros de fosfonato son ms reactivos y pueden reaccionar con cetonas.

4. Sntesis de olefinas por mettesis:

Se generan alquenos, mediante carbenos estabilizados como complejos metlicos de transicin. Los ms empleados son los complejos de rutenio, que se obtienen descomponiendo fenildiazometano en presencia de un complejo de rutenio II. El carbeno que se obtiene es tan estable que puede ser almacenado por meses, el ms conocido es el catalizador de Grubb de primera y segunda generacin, que fue el premio nobel de qumica en el 2005.

La reaccin de mettesis tiene varias ventajas, la primera es la facilidad de formacin de anillos de ms de seis miembros, y es compatible con muchos grupos funcionales, no afecta los estereocentros y es E-selectiva, lo que quiere decir que predomina la configuracin trans. Adems, esta reaccin puede ser tambin sobre carbonilos en ausencia de otro doble enlace.

5. Diels-Alder:El qumico alemn Albrecht descubri en 1906 que la reaccin entre el ciclopentadieno y la p-benzoquinona daba lugar a un complejo dimrico:

Posteriormente en 1928, Otto Diels y Kurt Alder publican sus investigaciones acerca de la reactividad de una serie de dienos, entre ellos el ciclopentadieno, determinados por alquenos. El mecanismo que implica que los orbitales se solapen para formar los nuevos enlaces (2 alfa y 1pi) es:Por el descubrimiento de estas reacciones, y de muchas otras relacionadas con las anteriores, Diels y Alder fueron galardonados con el premio Noble de Qumica en 1950, desde entonces, la reaccin entre un dieno y un alqueno para generar un anillo ciclohexnico, se conoce con el nombre de Diels-Alder. Al producto se le denomina producto de cicloadicin [4+2], esto porque en un sistema de 4 electrones (dieno), reacciona con un sistema de dos electrones (dienfilo).

6. Sntesis de Dienos:

Los dienos pueden sintetizarse por medio de un organometlico vinlico, esto es porque el grupo vinilo, bloquea la deshidratacin en un solo sentido y hace la eliminacin E1 ms rpida (esto es la formacin de un catin altico estable). El inconveniente en las reacciones de deshidratacin es que no son muy regioselectivas, con frecuencia conducen a mezclas de olefinas con mecanismos independientes E1 o E2. Por ejemplo la sntesis del 3-etil-3-hepteno, comenzara con la sntesis del Grignard a partir del 1-bromobutano, que reacciona con la 3-pentanona. La deshidratacin cida del 3-etil-3-pentanol genera 3 productos:La reaccin de deshidratacin del alcohol se da a travs de un carbocatin 3. Se presentan en este intermedio 2 tipos de protones en los carbonos en alfa, respecto al centro catinico (protn H2 y H4. Si el carbocatin elimina a H2 se forman cis y trans 3-etil-2-hepteno, y si se pierde el protn H4, conduce al 3-etili-2-hepteno.

Esto produce la sntesis de una mezcla de alquenos isomricos que carece de inters preparativo.

Hasta ahora, se ha recurrido a las reacciones de eliminacin de alcoholes o de haluros para obtener alquenos, quedan claras las limitaciones que presentan otros mtodos, as como sus ventajas, lo ideal es que se tenga un mtodo de sntesis de alquenos que no d lugar a mezclas de olefinas, algo regioselectivo.

MATERIALES Y REACTIVOS+ MATERIALES Pipeta Matraz baln Varilla de vidrio Tubo de desprendimiento 5 tubos de ensayo Parrilla elctrica+ REACTIVOS Etanol Absoluto: El etanol es un lquido incoloro, voltil, con un olor caracterstico y sabor picante. Tambin se conoce como alcohol etlico. Sus vapores son ms pesados que el aire. Se obtiene, principalmente, al tratar etileno con cido sulfrico concentrado y posterior hidrlisis. El etanol se utiliza industrialmente para la obtencin de acetaldehido, vinagre, butadieno, cloruro de etilo y nitrocelulosa, entre otros. Es muy utilizado como disolvente en sntesis de frmacos, plsticos, lacas, perfumes, cosmticos, etc. El llamado alcohol desnaturalizado consiste en etanol al que se le agregan sustancias como metanol, isopropanol o, incluso, piridinas y benceno

Permanganato de Potasio: El permanganato de potasio es un slido cristalino prpura, soluble en agua. Es no inflamable, sin embargo acelera la combustin de materiales inflamables y si este material se encuentra dividido finamente, puede producirse una explosin. Es utilizado como reactivo en qumica orgnica, inorgnica y analtica; como blanqueador de resinas, ceras, grasas, aceites, algodn y seda; en teido de lana y telas impresas; en el lavado de dixido de carbono utilizado en fotografa y en purificacin de agua. Se obtiene por oxidacin electroltica de mineral de manganeso.

cido Sulfrico: Elcido sulfricoes uncompuesto qumicoextremadamente corrosivo cuya frmula esH2SO4. Es elcompuesto qumicoque ms se produce en el mundo, por eso se utiliza como uno de los tantos medidores de la capacidad industrial de los pases. Una gran parte se emplea en la obtencin defertilizantes. Tambin se usa para la sntesis de otroscidosysulfatosy en lapetroqumica. Generalmente se obtiene a partir dedixido de azufre, poroxidacincon xidos de nitrgeno en disolucin acuosa. Normalmente despus se llevan a cabo procesos para conseguir una mayor concentracin del cido. Antiguamente se lo denominabaaceiteoespritu devitriolo, porque se produca a partir de estemineral. Sulfato de aluminio anhidro: es unasalla cual est en estado slido y es de color blanco (en el caso del sulfato de aluminio tipo A, con un contenido de hierro inferior 0.5%) y marrn para el caso del sulfato de aluminio tipo B (contenido de hierro inferior al 1,5%). Es ampliamente usada en la industria, comnmente como coagulante en la purificacin de agua potable y en la industria delpapely tambin para hacer zapatillas de estar por casa. Cuando elpHdelaguaes dbilmente cido, neutro o dbilmente alcalino, el aluminio precipita arrastrando las partculas en suspensin, dejando el agua transparente.HHOJA DE SEGURIDAD DE LAS SUSTANCIAS

EXPOSICIONETANOLCIDO SULFRICO SOLUCION DE YODOSULFATO DE ALUMINIO ANHIDROPERMANGANATO DE POTASIO

FORMULACH3CH2OHH2SO4I2Al2(SO4)3 x 18H2OKMnO4

INCENDIOMuy inflamable evitar en toda medida las llamasNo es inflamable ni combustibleNo es inflamableNo es nada inflamableEs un compuesto no inflamable.

REACTIVIDADLos vapores pueden explotar si se prenden en un rea cerrada y pueden generar mezclas explosivas e inflamables con el aire a temperatura ambiente.Diluido y al contacto con metales produce hidrogeno el cual es altamente inflamable y explosivo.Genera vapores peligrosos por exposicin al calorCon Agua (se forma cido Sulfrico). Bases fuertes, como hidrxido de sodio (reaccin violenta).Reacciona de manera explosiva con muchas sustancias como: cido y anhdrido actico sin control de la temperatura

INHALACINUna inhalacin prolongada de concentraciones altas produce irritacin de ojos y tracto respiratorio superior, nuseas, vmito, dolor de cabeza, etc.Irritacin, quemaduras, tos y sofocacin. En altas concentraciones el vapor provoca ulceracin de la nariz y garganta, espasmos y hasta la muerte.La inhalacin de vapores irrita severamente las vas respiratorias. Los sntomas pueden incluir sensacin de quemazn en trquea, pulmones, etc.Irritaciones leves en el tracto respiratorio causa tos.Causa irritacin de nariz y tracto respiratorio superior, tos, laringitis, dolor de cabeza, nusea y vmito.

OJOSSe presenta irritacin solo en concentraciones mayores a 5000 a 10000 ppm.Corrosivo. Enrojecimiento. Dolor. Quemaduras profundas graves.Puede causar quemaduras y dao severo en los ojos. El yodo es lacrimgeno.Irritaciones. Posible dao corneal.Tanto en formas de cristales como en disolucin, este compuesto es muy corrosivo.

PIELEl lquido puede afectar la piel, produciendo dermatitis caracterizada por resequedad y agrietamiento.Corrosivo. Enrojecimiento. Dolor. Ampollas. Quemaduras cutneas graves.Puede causar irritacin, dolor y quemaduras.Irritaciones en la zona que haya estado en contacto con el compuesto.La irrita y en casos severos causa quemaduras qumicas.

INGESTINDosis grandes provocan envenenamiento alcohlico, mientras que su ingestin constante, alcoholismo.Corrosivo. Dolor abdominal. Sensacin de quemazn. Shock o colapso.La ingesta puede causar quemaduras severas de la boca, garganta y estmago.Causa irritacin gastrointestinal. Dolor abdominal, nuseas y vmitos, incoordinacin, espasmo muscular y dao en riones.Se ha observado en humanos que una ingestin de 2400 g/Kg/da (dosis bajas o moderadas) genera quemaduras en trquea y efectos gastrointestinales

ELIMINACIONDERESIDUOSLa mejor manera de desecharlo es por incineracin, aunque para pequeas cantidades puede recurrirse a la evaporacin en un lugar seguro.Neutralizar la sustancia con carbonato de sodio o cal apagada. Descargar los residuos de neutralizacin en la alcantarillaDisponer de acuerdo a las normas legales vigentes en el pas.En general, los residuos qumicos se pueden eliminar a travs de las aguas residuales, por el desage o en un vertedero autorizadoTransferir la mezcla a un contenedor y neutralizar con carbonato de sodio, el slido resultante (MnO2), debe filtrarse y confinarse adecuadamente.

(CORQUIVEN C.A., 2000)

+ DIAGRAMA:

CUESTIONARIOCORQUIVEN C.A. (15 de Octubre de 2000). Reactivos de laboratorio. Obtenido de Hoja de seguridad (MSDS): http://portalweb.ucatolica.edu.co/easyWeb2/files/56_12704_acido-benzoico.pdfGrotch, M. (s.f.). Fsica para ciencias e ingeniera. Harla.Mott, R. (s.f.). Mecnica de Fluidos. Addison - Wesley Iberoamericana.Press, O. U. (2004). Diccionario de Ciencias. Oxford: Oxford-Complutense.Qumico, T. -L. (2014). Materiales de laboratorio. Obtenido de TP - Laboratorio Qumico: http://www.tplaboratorioquimico.com/2008/08/matraz-de-aforo.html#.VL7rxEeUe_RT., B. P. (1979). Qumica Fsica Prctica de Findlay. Espaa: Revert.1. Qu productos de uso industrial pueden obtenerse a partir del eteno?R= Entre los ms comunes estn:Polietileno de alta y baja densidad.Etanol.Dicloroetano-cloruro de vinilo.xido de etileno ---> etilenglicol.Acetato de vinilo-etilen-vinil-acetatoAcetaldehdo-cido actico.Etilbenceno-estireno.Alcohol etlico.Propionaldehdo.

REFERENCIAS BILBIOGRFICAS:

W A Smit, A F Bochkov, R Caple,. (28-May-1998). Organic Synthesis : The Science Behind the Art. (Great Britain): Royal Society of Chemistry .CORQUIVEN C.A. (2000, Octubre 15). Reactivos de laboratorio. Retrieved from Hoja de seguridad (MSDS): http://portalweb.ucatolica.edu.co/easyWeb2/files/56_12704_acido-benzoico.pdf

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