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UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO

PROGRAMA DE QUÍMICA

QUÍMICA ORGÁNICA IV

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Reducción quimioselectiva de 4-nitroacetofenona a 4-aminoacetofenona

Carolina Vesga Hernández1; Herman Ruiz Calderin

2; Luis Pedroza García

3.

Laboratorio de química orgánica, Universidad del Atlántico, Barranquilla - Colombia.

Profesor de laboratorio: Dr. Jorge Trilleras Vásquez

Keywords:

ABSTRACT

Chemoselective, 4-

aminoacetophenone, 4-

aminoacetophenone.

This experience is intended to address new experimental aspects of organic

chemistry, such as the study of the Chemoselective of disubstituted compounds.

One carries out the reduction of 4-nitrocetophenone using metallic tin and

hydrochloric acid, which only affects the nitro group, obtaining4-

aminoacetofenona, as a product of chemoselective reaction.

1. Introducción

La mayoría de los compuestos orgánicos

contienen más de un grupo funcional, y cada grupo

funcional presenta una reactividad característica.

Por lo tanto, a veces hay que controlarqué grupo

funcional va a reaccionar, dónde y cómo lo va a

hacer.

Hay diferentes tipos de selectividad, las más

frecuentes son: quimioselectividad,

regioselectividad y estereoselectividad

Se habla de quimioselectividad cuando en la

reacción un grupo funcional reacciona en presencia

de otros grupos funcionales similares o iguales que

se mantienen inalterados [1]

.

Los nitroderivados son compuestos orgánicos

que contienen uno o más grupos funcionales nitro (-

NO2). Son a menudo altamente explosivos;

impurezas varias o una manipulación inapropiada

pueden fácilmente desencadenar una

descomposición exotérmica violenta. Los

compuestos nitro aromáticos son sintetizados por la

acción de una mezcla de ácidos sulfúrico y nítrico

sobre la molécula orgánica correspondiente.La

reducción de compuestos nitro aromáticos con

hidrógeno sobre un catalizador de paladio/carbono

conduce a anilinas. Reducción de compuestos de

nitrógeno insaturados [2]

.

Tanto los nitrocompuestos alifáticos como

aromáticos pueden reducirse a aminas primarias

mediante reducción con estaño y ácido clorhídrico.

La reducción también puede efectuarse por

hidrogenación catalítica. La amina así obtenida se

identifica mediante procedimientos usuales [3]

.

En el presente informe se estudiara

empíricamentela estructura y particularidades de

compuestos aromáticos disustituidos como la 4-

2

nitroacetofenona un compuesto con dos grupos

reducibles nitro y carbonilo, y las características de

una reducción en donde se usara un reactivo para

reaccionar en particular con uno de entre dosgrupos

funcionales diferentes.

2. Método

Se colocóel estaño metálico en trozos pequeños

en un balón de 100 mL equipado con un

refrigerante de reflujo y un agitador magnético. Se

añadieron250mg de 4-nitroacetofenona y después

se agregó agua y 0.4 mL de ácido clorhídrico

concentrado aproximadamente. Se agitó la mezcla y

calentó el balón a reflujo durante 1.5 h. Se dejó

enfriar la mezcla de reacción a temperatura

ambiente, se agregó lentamente 0.4 mL de una

disolución de NaOH al 40%, se filtró a gravedad

recogió el precipitado resultante y se dejó secar. El

sólido se trasvasa a un balón de 100 mLde fondo

redondo y se añadieron unos 5 mL de agua, piedras

de ebullición y se calienta a reflujo. La

Suspensión resultante se filtróen caliente. Se dejó

enfriar el filtrado, se recogieron los cristales y

dejarlos secar, se tomó una placa cromatografíca, se

pesó y se determinó el punto de fusión.

3. Resultados y discusión

Aunque la hidrogenación de

un nitrocompuesto en alcohol con níquel o plati

no finamente dividido en una atmósfera de hidró

geno sirve para reducir los nitrocompuestos

aromáticos a aminas, este método no puede

emplearse cuando la molécula contiene algún otro

grupo fácilmente hidrogenable. En el laboratorio, la

reacción química se efectúa a menudo agregando

ácido clorhídrico a la mezcla del nitrocompuesto

con un metal, en general estaño [4]

.

La mezcla tomó una coloración marrón claro en

la campana y al conectar al reflujo y calentar

permitió realizar un proceso a temperaturas

superiores a la ambiente, evitando la pérdida de

muestra y que éste salga a la atmósfera. La

composición en el balón tomo una coloración

marrón oscuro al pasar 1 hora y 15 minutos. Esta

particularidad se debe a que el estaño metálico

(Sn0) se oxida a estaño (IV) y el nitrógeno se reduce

[5], formándose cloruro de estaño y la amina se

encuentra en forma de sus hidrocloruro.

Se dejó enfriar la mezcla a temperatura

ambiente, se observó un líquido espeso, se agrega

hidróxido de sodio para neutralizar la mezcla y

hacer que el medio quede básico.

El hidrocloruro de 4-aminoacetofenona que es

un ácido débil se trata con hidróxido de sodio,

surgiendo una neutralización ácido débil-base

fuerte, de esta manera el anión del ácido

(hidrocloruro de 4-aminoacetofenona) sufre una

hidrólisis por parte de los iones hidróxido liberando

la amina en el anillo disustituido.Luego de filtrar a

gravedad, se recolecta el precipitado y se seca.

El proceso de lavado, reflujo y posteriormente

filtración en caliente y a gravedad se realiza para

eliminar las impurezas del precipitado que se

obtuvo en la primera parte, los productos sólidos

que se obtienen en una reacción suelen estar

acompañados de impurezas que hay que eliminar

para poder disponer del producto deseado en el

mayor grado de pureza posible.

La cristalización es un proceso de formación de

un sólido cristalino a partir de un producto fundido

o a partir de una disolución. En este segundo caso,

los cristales se obtienen al enfriar una disolución

saturada en caliente del compuesto sólido en un

disolvente adecuado. Si al llegar a la temperatura de

reflujo quedan pequeñas partículas sólidas en

suspensión, es necesario filtrar en caliente

(filtración por gravedad ) para eliminarlas. En este

caso será necesario que el material utilizado para la

filtración también esté caliente a fin de evitar la

precipitación al entrar en contacto la disolución

caliente con el material frio [6]

.

3

Partiendo de 250mg de 4-nitroacetofenona y

esperando 204.6 mg de 4-aminoacetofenona, se

obtienen 97.79 mg se estima rendimiento de 47.8%.

Tan bajo rendimiento puede deberse a errores

experimentales (temperatura y/o tiempo de reflujo,

cantidades de reactivos, etc.).

Se toma el punto de fusión del producto

obteniéndose el rango de fusión entre 98 – 102 °C,

comparando con el punto de fusión para la

sustancia pura (103 – 106 °C) se deducen

impurezas en el producto de reducción.

Se realiza cromatografía obteniéndose RF de

0.893 cm, lo cual indica que la reacción se llevó a

cabo.

4. Conclusión.

Se llevó a cabo la reducción de 4-

nitroacetofenonaa través de una reacción

quimioselectiva, obteniéndose 4-

aminoacetofenona, con un rendimiento de

47.8%.

La reducción quimioselectiva se desarrolló con

reducción por hidrolisis, afectando en el proceso

únicamente al grupo nitro de la molécula.

5. Bibliografía

[1] Pelayo Camps García,Santiago Vázquez

Cruz,Carmen Escolano Mirón. Fundamentos de

síntesis de fármacos. Universidad de Barcelona,

vol. 1pp. 78.

[2] http://www.doschivos.com/trabajos/quimica/60

4.htmTitulo: Nitración de compuestos

aromáticos. Autor: Desconocido, fecha de

consulta: 18 de abril de 2013.

[3] Daniel J. Pasto, Carl R. Johnson. Determinación

de estructuras orgánicas. Editorial reverté,

S.A.vol. 1, pp. 497.

[4] http://organica1.org/qo1/ok/aminas/amina9.htm

Título: Reducción de nitrocompuestos. Autor:

Desconocido, fecha de consulta: 19 de abril de

2013.

[5] Seyhan Ege. Química Orgánica estructura y

reactividad. Editorial reverté, S.A. Vol. 2, pp.

974.

[6] http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/pre

cip_cristal.htmlTítulo: Precipitación,

cristalización y recristalización. Autor:

Desconocido, fecha de consulta: 19 de abril de

2013.

4

Anexos

NO 2

O

CH 3

Sn

HCl /

O

CH 3

NH 3

+Cl

-

+ SnCl 4 +

4-Nitroacetofenona Hidrocloruro de 4-aminoacetofenona

OH 2

Reacción 1. Oxidación de estaño metálico en medio ácido y formación de amina en forma de hidrocloruro (hidrocloruro

de 4-aminoactofenona).

O

CH 3

NH 3

+Cl

-

NaOH O

CH 3

NH 2

+ NaCl + OH 2

Reacción 2. Reacción deNeutralización del hidrocloruro de 4-aminoacetofenona con hidróxido de sodio para la

formación de 4-aminoacetofenona.

Placa cromatografíca