Informe de Condensación

8/19/2019 Informe de Condensación

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SÍNTESIS DEL α-METIL-CINAMALDEHÍDO POR MEDIO DE LA REACCIÓN DECONDENSACIÓN ALDÓLICA CRUZADA ENTRE EL PROPANALDEHÍDO Y EL

BENZANALDEHÍDO EN MEDIO BÁSICO.

Daniela Salermi , Gr issely Romero

Laboratorio de Química Orgánica (Sección: Miércoles pm) – Escuela de Ingeniería Química

Universidad de CaraboboProfesor: Vanessa Altomare

Preparador: Ami r Abou Asaad

RESUMEN

Las reacciones de condensación unen dos o más moléculas e implican frecuentemente la pérdidade otra más pequeña, como agua o alcohol. La condensación aldólica es una adición nucleofílicade un ión enolato a otros grupos carbonilo. El producto es una β-hidrocetona o aldehído, que seconoce como aldol. En la experiencia práctica inicialmente, se preparó la solución 1 con(11,0±0,1)mL de Benzaldehído en etanol al 98% (CH3CH2OH) y una solución acuosa deHidroxido de sodio y la solución 2 contenía al compuesto con hidrógenos α-acidícos(Propanaldehído) y etanol, se adicionó a la solución 1 la solución 2 gota a gota, aplicandoagitación continua, luego se procedió a purificar el producto, pero debido a que se obtuvo unaemulsión muy fuerte, no se pudo separar el producto en dos fases. Debido a esto, no se pudocalcular el rendimiento, sin embargo, al aplicar la prueba de identificación del test de baeyer,adición del doble enlace y test de rosen el resultado fue positivo. Palabras claves: aldehído, condensación aldólica, emulsión, enolato, nucleofílica.

INTRODUCCIÓN.

La condensación aldólica es una reacción deimportancia industrial debido a la reactividadde los compuestos con carbonilo-insaturados, productos de esta reacción que los hacen útilescomo materiales foto-sensibles y como materia prima en la obtención de productos comofragancias, farmacéuticos, lubricantes,desecantes, perésteres, estabilizadores para plásticos, detergentes, plastificantes ysolventes. La condensación aldólica implica la

adición nucleofílica de un ion enolato a otrosgrupos carbonilo, el producto que es una β-hidrocetona o aldehído, se llama aldol, el cual bajo condiciones adecuadas se puededeshidratar para formar un compuestocarbonílico α, β- insaturado. [1]

METODOLOGÍA

Inicialmente se prepararon dos soluciones; la primera se realizó en un vaso precipitadodonde se agregaron , de benzaldehído , , deetanol al 95% y , dehidróxido de sodio al 10% a; la segundasolución se preparó adicionando , de etanol y , de propanaldehído

la cual fue

vaciada en un embudo de adición junto con laayuda del soporte universal y un aro metálica.Luego el vaso precipitado que contenía la primera solución preparada se colocó en una plancha de agitación y se inició un mezcladouniforme y constante. Seguidamente se



procedió a la adición de la solución enolizableajustando el grado de apertura de la válvula delembudo para que así transcurriera un tiempode 30 minutos aproximadamente. Al culminar

el tiempo de agitación se esperóaproximadamente media de agitación continua.Pero no se evidencio la separación de las fases por lo que se procedió directamente a aplicarlas pruebas de identificación. Inicialmente serealizo la prueba de identificación de adiciónal doble enlace (Br 2 en CCl4), en tubo deensayo se agregaron . , delcompuesto a examinar, se adicionó (2±0.5)mLde tetra coluro de carbono

l

, se añadió

gota a gota para un total de 4 gotas de al5% en tetracloruro de carbono, registrando lasrespectivas observaciones (coloración del bromo desaparece). Posteriormente se realizoel test de Baeyer donde a , de aguase le agrego , , de la muestra y unagota de permanganato de potasio. Finalmentese aplicó la prueba de identificación del test derosen donde, en tubo de ensayo se agregaron

, , del compuesto a examinar entetra coluro de carbono l, se añadió unagota de formol y 5 gotas ácidosulfúrico concentrado , registrandolas respectivas observaciones (coloración).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN El fin de la práctica realizada era promover unacondensación cruzada entre el benzaldehído yel propanaldehído, para de esta manera

asegurar la formación de único producto, elcual es α-metil-cinamaldehído. En este caso, el benzaldehído benzaldehído no puedeenolizarse porque no tiene átomos dehidrógeno hidrógeno en el C‐alfa y sólo puedeactuar como electrófilo. El propanal se ioniza asu correspondiente enolato, que atacanucleofílicamente al benzaldehído. La

deshidratación proporciona el compuestocarbonílico alfa ß, ‐insaturado. [1]Para dicho fin se comenzó preparando 2soluciones, en la solución 1 se añadieron

benzaldehído, etanol y posteriormentehidróxido de sodio. En este caso el etanol seutiliza para darle cierta solubilidad a la mezcla, puesto que tiene la cualidad de ser undisolvente polar debido a que la molécula presenta un polo positivo y otro negativoseparados por una cierta distancia; y es prótico puesto que tiene un grupo (-OH) por tanto, enel son solubles tanto sustancias orgánicas comoagua; al ser adicionado se pudo observar ciertaturbidez, la cual se debe a las fuerzasintermoleculares dipolo-dipolo presentes tantoen el benzaldehído como en el etanol. [2]Puesto que el benzaldehído es un compuestoorgánico que no posee hidrógenos alfa(carbono alfa completamente saturado), no puede intercambiar o perder hidrógenos, paraformar enolatos, además se encuentra enexceso, debido a esto, se le puede agregar

hidróxido de sodio sin correr el riesgo de unaauto condensación. Se presenta dos capas yuna coloración blanquecina en la muestra, lacapa superior permanece incolora y contiene al benzaldehído disuelto en etanol, mientras quela inferior con su color blanquecino representaal hidróxido de sodio parcialmente disuelto enetanol.El etanol se emplea como solvente, ya quefavorece la formación del α-metil-

cinamaldehído. La razón es que los reactantese intermediarios, son solubles en etanol acuosoy no se remueven de la solución reaccionante por simple separación o precipitación. No esrecomendable emplear otro alcohol dada lasolubilidad del benzaldehído, este es muy pocosoluble en agua, y otros alcoholes, dado a queel benzaldehído tiene tanto fuerzas de van der



Waals aportadas por el benceno como fuerzasde repulsión dipolo-dipolo por la presencia deloxígeno, por lo cual, si se emplean un metanollas fuerzas de van der Waals serían muy

pequeñas para disolver el benzaldehído,mientras que si se emplea uno con una cadenacarbonada más grande, generaría mayorcantidad de impedimento estérico ydisminuiría ampliamente su solubilidad. [3]Mientras tanto a la segunda solución no se leañade hidróxido de sodio pues es propanaldehído si presenta hidrógenos alfa, loscuales darían lugar a la auto condensación. Sinembargo en esta solución al añadir el etanol, para actuar como solvente, se evidenció lamisma turbidez que en el caso anterior, estodebido de igual manera a las fuerzasintermoleculares presentes.La formación del α-metil-cinamaldehído a partir de la condensación cruzada entre el benzaldehído y el propanaldehído se da a partirde la ecuación I:

→ Propanaldehído + Benzaldehídoα-metil-cinamaldehído + Agua

Dicha reacción ocurre en 4 etapas, la primeraes cuando al caer la primera gota de la solucióncon hidróxido de sodio, el propanaldehído ensu hidrógeno alfa realiza lo que se llama comoformación del ión enolato. La segunda etapa, lacual es rápida, es la formación del alcóxido,

seguida de la tercera etapa donde se da la protonación del ión alcóxido, dando lugar a laformación del aldol. Como última etapa setiene la pérdida de una molécula de agua parafinalmente formar el compuesto α-metil-cinamaldehído.En seguida, se procedió a realizar ladecantación de la mezcla, sin embargo no se

evidenció la separación de las fases y por estono se procedió a agregar el cloruro de sodio(NaCl) para realizar la purificación, puesto queeso sólo haría más polar a la mezcla y no

eliminaría agua, sino que se reforzarían loenlaces de puente de hidrógeno ya existentes.Se dice que estos enlaces de puente dehidrógeno formados por los compuestos dehidróxido de sodio, etanol y benzaldehído presentan una atracción muy fuerteaumentando así la alcalinidad. Enconsecuencia a todo lo antes expuesto elcálculo de rendimiento no se pudo realizardebido a la falta de separación de las fases para poder contabilizar el producto obtenido, todoesto indica que el rendimiento de la reacción esmuy bajo.

Un método que podría utilizarse para laseparación de la mezcla es una destilaciónsimple, Técnica utilizada en la purificación delíquidos cuyo punto de ebullición es inferior a150ºC a la presión atmosférica. Útil paraeliminar impurezas no volátiles. También sirve para separar dos líquidos con puntos deebullición que difieran en al menos 25 ºC. Elvapor formado por la ebullición delcomponente, simplemente se condensa y serecoge en el matraz. [4] Ver figura 1.

Figura 1. Montaje para el proceso de destilación simple.



En este caso aplica, puesto que el α-metil-cinamaldehído (Pe=149°C) y el agua(Pe=100°C) difieren en 49°C, y además los dosestán por debajo de los 150°C permitidos para

este tipo de destilación.Luego de esto se procedió a realizar losmétodos de identificación, cuyos resultadosson reportados en la tabla 1.

Tabla 1. Test de Identificación realizados.Prueba aplicada Observaciones Resultado

Test de BaeyerSe observó laformación de precipitado

Positivo

Test de doble

enlace

Se observó la

decoloraciónPositivo

Test de RosenSe observó formaciónde una capa verdosa

Positivo

Temperatura ambiente: (27,0±0,5) ºCPresión atmosférica: (708,15±0,05) mmHg

Todas las pruebas de identificación generaronun resultado positivo, lo cual indica la presencia de doble enlace, presencia de enlacesetilénicos y acetilénicos. Y la coloraciónverdosa no es más que un intermediario

coloreado, que indica la presencia decompuestos aromáticos.

Tabla 2. Masa experimental obtenida del producto decondensación luego de realizar la purificación de lasustancia.

Índice de Refracción

( 0,0003) adim

Porcentaje dedesviación

(D 0,01)%

Experimental Corregido Teórico12,72

1,4010 1,4017 1,6060Temperatura ambiente: (27,0±0,5) ºCPresión ambiente: (708,15±0,05) mmHg

Al producto obtenido sin separación se le tomóel índice de refracción, el cual se encuentrareportado en la tabla 2. Posteriormente serealizó la corrección del mismo, el índice derefracción presenta una desviación del 12, 72%

con respecto al índice de refracción teórico para el α-metil-cinamaldehído, lo cual indicaque el compuesto obtenido evidentemente noes puro y presenta trazas de agua por la no

purificación del mismo.CONCLUSIONES

Un método de separación que podríautilizarse sería el de destilación simple.

El test de adición del doble enlace fue

positivo.

El test de Baeyer dio como resultado positivo

El test de Rosen dio como resultado

positivo.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS[1] GUTIÉRREZ, J. (2009) “Aldehídos ycetonas II, aniones enolato, condensacionesaldólicas y otras reacciones de aldehídos ycetonas” Documento en línea, disponible en:https://jgutluis.webs.ull.es/clase30.pdfConsultado el: 08/02/2016[2] SOUSA, G. (2009) “Metanol y etanol”

Documento en línea, disponible en:http://profesores.fi- b.unam.mx/l3prof/Carpeta%20energ%EDa%20y%20ambiente/MetanolEtanol.pdfConsultado el: 08/02/2016[3] Morrison, R. Boyd, R (1998). ‟ Química

Orgánica”. Editorial Addison-WesleyIberoamericana. Estados Unidos. Páginas 258-265.

[4] SÁNCHEZ, M. TRIANA, J. PÉREZ, F.TORRES, M. (2005) “Métodos físicos deseparación y purificación de sustanciasorgánicas” Documento en línea, disponible en:http://repositorio.ulpgc.es/bitstream/10553/436/1/494.pdf Consultado el: 08/02/2016



CÁLCULOS TÍPICOS

1. Cálculo del índice de refracción corregido para el ciclohexeno.

Dónde:

: índice de refracción corregido, (Adim.)

: índice de refracción leído, (Adim.): temperatura leída en el refractómetro, (ºC): temperatura de referencia, (25 ºC)

Sustituyendo los valores se obtiene:

Cálculo del error:El error asociado se obtiene derivando parcialmente cada una de las variables, tomando en cuenta el error asociado a lasmismas.

Dónde:

: error asociado al cálculo de la variable estipulada, (Adim.)

Ya que la temperatura de referencia es un valor reportado en la bibliografía, su error se considera cero; por lo tanto, alderivar se tiene:

|| ||

Sustituyendo los valores correspondientes se obtiene:

|| || Finalmente el índice de refracción corregido es:

2. Cálculo del porcentaje de desviación entre el índice de refracción teórico y experimental.

Donde: : porcentaje de desviación, (%): índice de refracción teórico, (Adim.)

Sustituyendo los valores se obtiene:

Cálculo del error:Aplicando el criterio de propagación de errores se obtiene lo siguiente:

( )

Ya que el valor del índice de refracción teórico es un valor bibliográfico, su error es cero. Por consiguiente:

()

Finalmente:

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