Prctica N 4. Sntesis de acetato de isoamilo(Esterificacin de Fischer)Equipo: 2 Grupo: 2QM1INSTITUTO POLITCNICO NACIONALEscuela Nacional de Ciencias BiolgicasQumico Bacterilogo Parasitlogo

11Objetivos GeneralesEfectuar la sntesis de un ster por el mtodo de Fischer.

Analizar los factores que se requieren para conseguir que una reaccin en equilibrio se desplace haca la formacin de los productos.

Aplicar el mtodo de Fischer en la preparacin de un ster con importancia comercial.22Generalmente reaccionan mediante adicin nucleoflica al grupo carbonilo.Suelen reaccionar por sustitucin nucleoflica en el grupo acilo. Un nuclefilo reemplaza a otro en el tomo de carbono carboxlico.

3Fundamentoscidos Carboxlicos (y sus derivados)Cetonas y aldehdosRCYO....Nuc..Y..RCNucO....++4GRUPOESTRUCTURAGRUPO SALIENTEAnhdrido de acidoHalogenuro de acidoAcido carboxlicosteresAmidasX= Cl, Br

ROO

ORR

OORR

OOHR

OXR

ONH2

O

OR......-XOHORNH2

......-......-......-......-..Esterificacin de FischerLa condensacin de un alcohol y un cido carboxlico catalizada por cidos produce un ster y agua.

5H+R....R....OOR..OH..

....R....OOH

..OH..++Alcoholstercido carboxlicoPara proponer est mecanismo se requiere de estos pasos:

1. Activacin del grupo carbonilo por la protonacin del oxgeno carbonlico.

2. Adicin nucleoflica al carbonilo protonado para formar un intermediario tetradrico.

3. Eliminacin en el intermediario tetradrico para restaurar el grupo carbonilo.

6Otras reacciones para la formacin de steresAlcoholes con Cloruros de Acilo

77Los anhdridos de cidos carboxlicos reaccionan en forma similar.8

Mecanismo de la esterificacin catalizada por cidosEl oxgeno del metoxi en el benzoato de metilo viene del metanol, o se deriva del cido benzoico?9

10

Irving Roberts y Harold C. Urey, de la universidad de Columbia, proporcionaron una respuesta definitiva en 1938. Prepararon metanol que haba sido enriquecido en el isotopo del oxgeno con masa 18. Cuando se esterifico esta muestra de etanol con acido benzoico, el benzoato de metilo contena el marcador de 18O que haba originalmente en el metanol. Los resultados del experimento de Robert Urey indican que el enlace C-O del alcohol se conserva durante la reaccin. Y el oxigeno que se pierde en forma de molcula de agua, debe provenir del acido carboxlico .

Adicin del alcohol al grupo carbonilo catalizada por un acido 11

........RH+H++

......R

R

....R

....R

......R

..

......R

+..R

..

......R

..Hidrato del ster++Deshidratacin catalizada por un acido 12..R

..

......R

..

H+..R

..

....R

..

+R

..

..R

..+

..

..+R

..

..R....

..

..H+++sterHidrlisis de steres catalizada por cidosLa hidrlisis de los steres en cido acuoso diluido es la inversa de la esterificacin de Fischer.

13H+R....R....OOR..OH..

....R....OOH

..OH..++Alcoholstercido carboxlicoAmbas reacciones ilustran la aplicacin del principio de Le Chtelier.

Cuando el objetivo es la esterificacin:Cuando el objetivo es la hidrlisis:Se elimina el agua de la mezcla de reaccin para promover la formacin del ster. La reaccin se efecta en presencia de un gran exceso de agua.

14Le chatelierUn sistema en equilibrio se ajusta a modo de minimizar cualquier tensin aplicada a l. Para los equilibrios hidratacin-deshidratacin, el factor de tensin clave es la concentracin del agua. Agregar agua a una mezcla en equilibrio hidratacin-deshidratacin causa que el sistema responda consumiendo el agua.15Propiedades de los reactivos16COMPUESTOACIDO ACETICO GLACIALALCOHOL ISOAMILICOACETATO DE ISOAMILOTOLUENOALCOHOL n-AMILICOACIDO SULFURICOPROPIEDADPESO MOLECULAR(g/mol)6088130928898SOLUBILIDADSoluble en agua y etanolSoluble en etanol y ter etlicoSoluble en etanol y ter etlico; insoluble en aguaInsoluble en agua Soluble en ter etlicoSoluble en etanol y ter etlicoSoluble en agua y en etanolDENSIDADg/Ml (20C)1.050.810.87560.870.811.84PUNTO DE EBULLICION (c)117131145111138310RIESGOS

211230310320

211032

1717Mecanismo de reaccin

....

....

........H++18

..

..+1. Protonacin del oxigeno del grupo carbonilo

H+

....2. Ataque nucleoflico del alcohol isoamlico:

..........

+19....

..+

....

......

..

+

..+

..........3. Perdida de un protn

..........

+4. Ganancia de protn y perdida de una molcula de agua

............

++

..........

+

........+

..

..+205. Perdida de un protn, formacin del ster

+

........+

......+

......+

........Acetato de isoamilo+21Calculo del rendimientoP.M = 60 g/molV. = 6 mlD =1.05 g/mlM= 6.3 g

P.M = 88 g/molV. = 7.4 mlD = 0.81 g/mlM = 5.994 gP.M = 130 g/mol+H+3.8922 ml de cido actico22

........

....

....22Rendimiento terico = 8.8547 gr acetato de isoamilo Calculo del rendimiento23Rendimiento terico = 8.4 ml acetato de isoamilo Diagrama de flujo 22COLOCARAlcohol isoamlico7.4 mlTolueno10 ml Acido actico glacial 6 ml+++

H2SO4concentrado10 gotasAcido p-toluenosulfonico Pizca++

ADAPTARTrampa de Dean Stark en matraz baln Trampa de Dean Stark

AguaTolueno25Verter el tolueno por la parte superior hasta el nivel del tubo lateralBao de aceite 110C

COLOCAR CUERPOS DE EBULLICINDETENER CALENTAMIENTO Cuando no aumente el volumen en el tubo separador2526TRANSFERIR

Fase acuosaFase orgnicaNeutralizar con NaHCO3 (Hasta que no haya efervescencia y desechar en tarja) Pasar a vaso de precipitados para secar SEPARARLAVAR15 ml de H2O15 ml de H2O15 ml de NaHCO3Lavar una vez mas con agua Fase orgnica

100 ml

100 mlSECARCon sulfato de sodio anhidro 27

DESTILARFase orgnica(Anhidra)Tolueno, ster, alcohol sin esterificar Destilacin fraccionadaBao de aceite a 120C

ToluenoDesechar en residuos no clorados

TRANSFERIRMatraz de residuo(Destilacin simple)Acetato de isoamilo

Probeta(Medir rendimiento)Acetato de isoamiloIDENTIFICAR

Por olorNo oler directamente (Pltano)Por solubilidad(insoluble en agua)28GUARDAR

El resto del ster en frasco bien sellado

OBTENERVolumen terico de acetato de isoamiloVolumen real obtenido de acetato de isoamiloRendimiento terico del acetato de isoamilo

Bibliografa29Francis A. Carey., Qumica Orgnica, 6 Ed. 2006, Editorial Mc. Graw Hill.Pginas 648 650, 664, 824 827

L. C. Wade, Jr., Qumica Orgnica, 5 Ed. 2004, Editorial Pearson Prentice Hall.Pginas 921 925, 474, 981 982,

www.ub.edu/talq/es/node/238