halogen uros tp

7/26/2019 Halogen Uros Tp

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Qumica Orgnica (63.14)

Trabajo Prctico N:5

Turno N:

Docentes a cargo:

Armario N:

Integrantes:

A!""i#o Nombr! Pa#r$n

Revisin:

Fecha:

Firma corrector:


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%a"og!nuro& #! A"'ui"ou&tituci$n *

+"iminaci$n

Obj!ti,o&

Observar como diferentes condiciones llevan a la reaccin a suceder por

diferentes mecanismos

Observar como el solvente ! el tipo de intermediario modifican la velocidad de

reaccin

"omprender el concepto de #ue$ en la realidad$ no ha! sino una competencia

entre cuatro v%as de reaccin: &N'$ &N($ )' * )(

"omparar reacciones con mecanismo &N' ! &N(

)+emplificar lo visto en las clases tericas$ llevando a cabo una reaccin de

sustitucin unimolecular ,obtencin de cloruro de ter-butilo. ! una de

eliminacin

-arco t!$rico

/os halogenuros de al#uilo son especies #u%micas similares a los alcanos en su

estructura$ solo #ue uno o mas hidrgenos han sido reempla0ados por un

1tomo de halgeno

2ueden obtenerse por halogenacin de alcanos$ un proceso radicalario$ perono es una reaccin mu! eficiente pues genera di$ mono tri ! tetra halogenuros$

! las monohalogenaciones pueden producirse en diferentes carbonos del

al#ueno original 2or eso$ obtener un halogenuro en particular a trav3s de esta

reaccin no es para nada recomendable

/as reacciones preferenciales de los halogenuros de al#uilo son las

sustituciones nucleof%licas )l nuclefilo$ especie con afinidad a cargas o

densidades positivas se ve atra%do hacia el carbono unido al 1tomo de


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halgeno4 tiene una densidad de carga positiva debido a la gran

electronegatividad del halgeno #ue polari0a el enlace

Ahora bien$ de las reacciones de sustitucin nucleof%lica podemos hacer una

distincin m1s: pueden suceder de forma concertada$ o en etapas )l #ue

suceda una u otra depende principalmente del tipo de halogenuro$ !a #ue en

una sustitucin en etapas$ la primera de ellas es la formacin del carbocatin$

un intermediario de reaccin$ ! su estabilidad afecta directamente la velocidad

de reaccin: un carbocatin estable se forma m1s r1pido al estabili0ar el estado

de transicin del paso lento ! finalmente hace #ue la reaccin sea cin3tica$ ! no

solo termodin1micamente posible

)s por esto #ue una &N' solo puede ocurrir en halogenuros terciarios !

secundarios$ prefiriendo los primeros 5na &N( re#uiere adem1s un buen

nuclefugo ! se optimi0a la velocidad en solventes polares prticos$ #ue

solvatan al carbocatin

2or el contrario$ una &N( ocurre 6nicamente en halogenuros poco sustituidos$

primarios o secundarios$ !a #ue el ata#ue del nuclefilo sucede sin formacin

de carbocatin Re#uiere nuclefilos fuertes ! se optimi0a en solventes polaresaprticos

/as reacciones de sustitucin tienen las siguientes ecuaciones de velocidad:

/as reacciones de eliminacin se favorecen por el calentamiento )N medio

ligeramente b1sico no nucleof%lico$ los halogenuros reaccionan v%a &N' )s una

reaccin en etapas$ v%a carbocatin ,nuevamente$ se re#uerir1n halogenuros

secundarios o terciarios por este motivo.

/as eliminaciones bimoleculares son procesos concertados$ ! se re#uiere #ue

una base fuerte arran#ue un hidrgeno en posicin anti Ambas eliminaciones

generan como producto un al#ueno$ generalmente el m1s sustituido


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Part! !!rim!nta"

Parte A:

&e pretende obtener$ mediante una reaccin de s%ntesis nucleof%licaunimolecular ,a partir de t-butanol ! 7"l. cloruro de t-butilo

Diagrama de fujo de la experiencia A

Poner en el Erlenmeyer, una

barra magntica, y luego

colocarlo sobre un agitador.

Poner una ampolla de

decantacin sujeta a

un pie universal.

Agregarle 30 ml de HCl

concentrado.

btencin de t!butanol, por s"ntesis nucleo#"lica

Colocar en un Erlenmeyer de $%& ml$0 ml de t!butanol, 'estos son

entregados por el docente(.

Agregar el HCl, mediante un

goteo casi continuo.

Eliminar la #ase

in#erior,

correspondiente

al HCl residual

)rans#erir el contenido del

Erlenmeyer a la ampolla de

decantacin y dejar reposar

*asta ver separacin de#ases.

Agitar

vigorosamente

+eutraliar el HCl, -ue pudiese

-uedar con bicarbonato de sodio

al &, e#ectuar dos lavados de $0

/avar con agua destilada,

*acer dos lavados de & ml

eri1car -ue el pH sea neutro,

en caso contrario repetir loslavados.


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8)n cada lavado siempre se elimina la fase inferior$ #ue est3 presente en la a ampolla

de decantacin

(La parte del diagrama de fujo que se encuentra debajo de

estas lneas no ue realizada por los alumnos.

2ara evitar posibles p3rdidas de t-butilo por evaporacin$ el agregado el 7"l se

reali0 en unos '9 minutos$ no en (9 7echo esto se continu con la agitacin

en el )rlenme!er hasta completar los (9 minutos$ el recipiente siempre estuvo

tapado de ah% en m1s

Tambi3n vimos #ue de los '9 ml de t-butanol inicial se formaron unos ml

,apro;imadamente. de cloruro de t-butilo "on lo cual podemos decir #ue el

rendimiento de la reaccin fue del 9


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Part! /:)n este e;perimento se observara ,gracias a los cambios de color

en el indicador universal. como se descompone el t-butanol$ ! se vuelve a

formar$ debido al agregado de una base fuerte

)n un )rlenme!er de (=9 m/$ se agregan 9$= m/ del cloruro de tert-butilo a

'=9 m/ de solucin de alcohol isoprop%lico =9 < en agua$ indicador universal !

gotas de NaO7 ' > /a reaccin #ue tiene lugar es la siguiente:

Inic ia lmente la solucin presenta un color v io l1ceo debido al p7

b1sico del NaO7 A medida #ue la reaccin tiene lugar se consume

el hidr;ido de sodio ! se genera Na"l &e observa como el color

vir a del vi ol et a a un col or ve rde- am ari llo )sto i ndi ca la

neutrali0acin de la base

5na ve0 l legado este punto se agrega m1s NaO7 )l e;ceso de

base produce un vira+e #ue color nuevamente al viol1ceo

5na ve0 hecho esto se puede agregar nuevamente 7"l$ para ver elproceso inverso$ lo #ue ocurre es #ue se regenera el cloruro de t-

buti lo$ se pueden observar nuevamente la gama de colores 2ero

cambia el orden en el #ue aparecen

Part! 0: ,esta e;periencia fue hecha por el docente. )n esta

e;periencia se pretende observar como al cambiar la ramificacin del

carbocatin ,de ? a '?.$ ! al tipo de halogenuro #ue reacciona ,"l por I.$ se va

a ver afectada la velocidad de reaccin 2ara ello se comparar1n las distintas

velocidades en cada e;periencia

0omaraci$n !ntr! "a& r!accion!& N1 * N

9$'ml cloruro de t-butilo @ 9$'ml AgNO '< en )tO7


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9' m/ de cloruro de

n-butilo @ 9$'ml AgNO '< en )tO7

9' m/ de cloruro de tert-butilo @ 9' m/ )tO7 @ 9' m/ de AgNO '< en)tO7

9$' m/ de cloruro de n-butilo @ 9' m/ NaI al '=< en acetona

9' m/ de cloruro de t-butilo @ 9' m/ NaI al '=< en acetona

Ob&!r,acion!&:

&e pudo ver #ue los halogenuros de al#ui lo terc iar ios$ como el t-

but i lo$ forman carbocat iones m1s estables por lo #ue t ienden a

reaccionar mediante un mecanismo &N'$ donde el paso lento est1

determinado por la formacin de este carbocatin$ por lo #ue todo

a#uel lo #ue estabi l ice al carbocat in aumentara la velocidad dereaccin )s por esto #ue se prefieren solvente polares aprticos

/o #ue se observa en el tubo = es un precipi tado debido al Na"l

mu! tenue )sta reaccin ocurre a pesar de estar en presencia de

un solvente polar aprt ico )sto se debe a #ue el "l- es un buen

grupo saliente ! el I- es me+or nuclefi lo #ue el ioduro )l solvente

no es determinante de la reaccin$ sino #ue influ!e si la reaccin

ocurrir1 m1s r1pida o m1s lentamente


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/os halogenuros de al#uilo primarios$ como el n-buti lo$ no forman

carbocationes estab les por lo #ue la reacc in ocurre con un

mecan ismo concertado$ es dec ir una &N($ donde la reacc in

depende de la fuer0a del nuclef i lo ! nucleofugo )l solvente se

prefiere polar prtico$ !a #ue de lo contrario solvatar%a al nuclefilo

impidiendo el ata#ue

)n el tubo ( lo #ue se esperar%a es #ue la reaccin no ocurra ,o de

forma e;tremadamente lenta. debido a #ue e l nuc lef ilo se ve

imped ido por e l solvente >ient ras #ue en los tubos ! B la

reaccin &N( se ve al tamente favorecida por la presencia de un

solvente polar prtico

/o #ue se observa en los tubos ' - ! -B es un aumen tode l

solvente uti l i0ado$ esto no modifica el mecanismo de reaccin sino

#ue a l aumentar e l so lvente d isminu!e la concentracin de los

sustratos ! la reaccin ocurre m1s lentamente

Part! 2:

)n esta e;periencia se pretende observar cmo influ!e sobre la

velocidad de reaccin$ el solvente util i0ado ! para el tipo de

carbocatin ,?. #ue se util i0a en la e;periencia

/as velocidades observadas en los distintos tubos fueron las

siguientes:

Tubo ' (

Tiempo ,en

min.

'( C '= C 'B C '9 (9 C '=

)n los tubos ' ! ( $ se puede aprec ia r como e l aumento de la

concentracin de acetona en la me0cla acetona-agua$ hace #ue la

reaccin ocurra m1s lentamente$ #ui01 por#ue el carbocatin ?$

se estabil i0a me+or en un solvente polar protonado$ la acetona es


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una sustancia polar$ pero no t iene tendencia a desprenderse de

alguno de sus hidrgenos

)n los tubos ! tambi3n se puedo apreciar #ue las reacciones

ocurren m1s len tamente a l aumentar la concent racin de la

acetona &e argumentan las mismas ra0ones #ue en e l p1rrafo

anterior

0onc"u&i$n

>ediante la real i0acin de las d is t in tas e;per iencias se logra

ident if ica r l os fac to res #ue determinan los mecan ismos de

reaccin Tanto las &N' como las &N( se rigen principalmente por

el t ipo de halogenuro presente4 los terciarios t ienden a reaccionar

mediante una &N' ,nunca mediante una &N(.$ ! viceversa con los

halogenuros pr imarios /os halogenuros secundar ios pueden

ocurrir siguiendo ambos mecanismos$ por lo #ue lo #ue m1s influir1

en estos casos ser1n los nucleof%los ! nucleofugos

&e cons iderara #ue la inf luenc ia del solvente ut il i0ado no ser1

factor determinante en la eleccin de mecanismo sino #ue afectara

la velocidad de reaccin "uanto m1s favore0ca a la estabil idad o

al ata#ue del nuclefi lo$ m1s r1pida ser1 la reaccin )n definit iva$

e l solvente u ti li 0ado no deber1 ser usado para descartar un

mecanismo de reaccin

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