LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA II PARA QUIMICA IND. OBTENCION DE NARANJA II REACCION GENERAL. OBJETIVOS. • • • El alumno llevará acabo la obtención de una sal de diazonio y conocerá sus reacciones típicas. Obtendrá un colorante azoico mediante el acoplamiento de una sal de diazonio con un compuesto aromático activado para una S.E.A. Realizará pruebas acido- base para observar si tiene propiedades de indicador. GENERALIDADES. Las aminas primarias aromáticas con acido nitroso, HNO2, forman sales de diazonio relativamente estables, éstas pueden actuar como electrófilos débiles y reaccionar con anillos aromáticos, produciendo reacciones de sustitución electrofilica aromática; tales grupos pueden ser las aminas aromáticas y los fenoles ya que, al contener un anillo permite que las sales de diazonio reaccionen con ellos, produciendo compuestos coloridos que pueden ser utilizados como colorantes, llamados azocompuestos o colorantes azoicos. Las sales de diazonio son un grupo de compuestos orgánicos cuya estructura general es Ar- N2+ X -, donde Ar puede ser cualquier radical orgánico aromático, y X- habitualmente un anión haluro, las sales de arildiazonio sufren una reacción de copulación con anillos aromáticos activados para producir compuestos azo de colorantes brillantes, Ar - N=N – Ar´. Las CISB/NARII Página 1 de 5 LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA II PARA QUIMICA IND. reacciones de copulación de las sales de diazonio son sustituciones aromáticas electrofílicas típicas. El primer uso de las sales de diazonio fue el producir telas teñidas con coloración resistente al agua, mediante la inmersión de la tela en una solucion acuosa de la sal de diazonio tras haberlo sido en una solucion del componente de acoplamiento, en lo que seria una aplicación practica de la reacción de acoplamiento diazoico. Las sales de diazonio son sensibles a la luz y se descomponen bajo la luz ultravioleta o en el UV cercano. Esta propiedad esta propiedad condujo a su uso en el copiado o reproducción de documentos, en este proceso, el papel o la película de plástico eran cubiertos con una sal de diazonio. Tras ser expuestos ala luz en contacto directo con el documento original (traslucido), en las zonas no expuestas a la sal de diazonio residual se convertía en un c9olorante azoico mediante una solucion acuosa del componente de acoplamiento. Un proceso mas común usaba el recubrimiento con la sal de diazonio , el componente de acoplamiento y un acido para inhibir la reacción; tras la exposición a la luz, la imagen se revelaba empleando el vapor de una mezcla de agua con amoniaco, lo que forzaba el acoplamiento. PARTE EXPERIMENTAL Diazoación o nitratación. 1. Colocar 0.4 g de carbonato de sodio en un vaso de precipitados de 125 ml, adicionar 10 ml de agua y agregar 1 g de acido sulfanilico hasta disolución total. 2. Colocar la solucion en baño de hielo – sal, adicionar a la mezcla de reacción 10 g de hielo picado, 4 ml de solucion de nitrito de sodio al 10% y 4 ml de acido sulfúrico al 20%, al cabo de unos minutos se formará la sal de diazonio. Copulación o acoplamiento. 1. Disolver en un matraz erlenmeyer 0.8 g de β- naftol en 4 ml de hidróxido de sodio al 10%. 2. Enfriar en baño de hielo- sal hasta 0 – 5 ºC, una vez fría la solucion, adicionar la salde diazonio, manteniendo la mezcla de reacción de baño de hielo y con agitación constante. 3. Dejar reposar la mezcla a temperatura ambiente durante 15 – 20 min. 4. Agregar 4 g de cloruro de sodio, calentar casi hasta disolución completa y enfriar en baño de hielo hasta la cristalización de la mayor parte del producto. 5. Filtrar a vacio, lavar con 2 ml de etanol frio, secar a vacio, pesar el producto obtenido y tomar punto de fusión. INVESTIGACION PREVIA: • • Formación de las sales de diazonio. Estabilidad de las sales de diazonio aromáticas. CISB/NARII Página 2 de 5 LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA II PARA QUIMICA IND. • • • • • Sales de diazonio como agentes electrófilos. Condiciones de reacción de sustitución electrofílica de las sales de diazonio con fenoles y con aminas. Efecto del pH en las reacciones de acoplamiento (copulación) de las sales de diazonio con aminas y con fenoles. Características estructurales de los colorantes e indicadores. Propiedades físicas, químicas y toxicológicas de reactivos y productos. Análisis ecológico de los residuos generados en la práctica; clasificación, etiquetado y contenedor. • CISB/NARII Página 3 de 5 LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA II PARA QUIMICA IND. Obtención de naranja II DIAZOACION Na2CO3,H2O, ácido sulfanílico Enfriar, Adicionando hielo picado Adicionar solucion de NaNO2 al 10% y H2SO4 al 20% SAL DE DIAZONIO COPULACION Calentar a fuego directo hasta disolver Dejar reposar y agregar NaCl En un recipiente se agrega B-naftol + NaOH 10% SAL DE DIAZONIO Precipitar con hielo/agua enfriando exteriormente Filtrar a vacio NaCl, naranja II, reactivos R1 Lavar con etanol Líquido Sólido Naranja II B-naftol, ácido Sulfanílico, etanol R2 R1: éste líquido contiene apreciables cantidades de producto, por lo cual debe evaporarse y guardarse el sólido para su uso posterior o su incineración. R2: absorba el líquido con carbón activado, después de lo cual podrá desecharse por el drenaje. El carbón activado se manda a incinerar. CISB/NARII Página 4 de 5 LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA II PARA QUIMICA IND. BIBLIOGRAFIA. • Química Orgánica, John McMurry., ed. Thomson., quinta edición, México. D.F, 2001, p.p.1284. The Merck Index 10a. Ed., Rahway Merck, Nueva Jersey, EU. R. T. Morrison y R. N.Boyd. Organic Chemistry. 5th edition, Addison-Wesley Iberoamericana, USA (1990). Ávila, quimica Organica con Enfoque Ecológico, México D.F., 2001 J. D. Roberts, M. E. Caserio, Química Orgánica, Fondo Educativo Interamericano, S.A. México, (1999), • • • • • • • http://www.wikipedia.com http://www.fichasdeseguridad.com http://www.toxicologia.cl/descargas/FICHAS.htm CISB/NARII Página 5 de 5