Universidad Autnoma de Nayarit

Qumica AromticaPractica No. 4 Anaranjado de metilo y naranja II

Docente: Alumnos: Bustamante Miramontes Francisco JavierCastillo Magallanes Jaime EduardoMartnez Castro Jorge Alberto Snchez Jasso Diego EduardoSnchez Palomar ErnestoGrupo: 4 ATurno: Matutino

Introduccin:El anaranjado de metilo es un compuesto orgnico complejo que es rojo en su forma neutra no ionizada y amarillo cuando esta ionizado, es decir, es color rojo cuando est en medio cido y amarillo cuando se encuentra en medio bsico.La intensidad de color de los indicadores como el anaranjado de metilo es tan grande que los colores se pueden apreciar fcilmente, incluso cuando la cantidad aadida a una disolucin es tan pequea que no ejerce influencia estimable en el pH de la disolucin.La reaccin de diazoacin es una de las ms importantes en qumica orgnica y es la combinacin de una amina primaria con cido nitroso para generar una sal de diazonio.Cuando se trata de una amina primaria aliftica la sal de diazonio que se genera es muy inestable y regularmente se descompone inmediatamente, por lo que esta reaccin no se considera sintticamente til. En contraste, cuando se utiliza una amina primaria aromtica, la sal que se genera, es relativamente estable en solucin y a temperaturas menores de 5 C, con lo cual, se tiene oportunidad de manipularlas y convertirlas en una variedad de grupos funcionales diferentes, dndole a la reaccin una gran aplicacin sinttica. En condiciones apropiadas las sales de diazonio pueden reaccionar como reactivos electroflicos en substituciones aromticas para dar productos llamados compuestos azo. A esta reaccin se le conoce como reaccin de copulacin. Los compuestos azo tienen una gran importancia industrial debido a que son sustancias intensamente coloridas, por lo que una gran variedad de ellas, se utilizan como colorantes artificiales. Las coloraciones pueden ser amarillas, naranjas, rojas, azules e incluso verdes, dependiendo de la estructura del compuesto.En esta sesin, el anaranjado de metilo se obtiene a partira partir delcido sulfanlico y la dimetilanilina. Aunque antes de obtener el producto final se obtiene primeramente la sal de diazonio del cido sulfanilico, con la cual se realiza la copulacin con dimetianilina.

OBJETIVO GENERAL

Ilustrar en el laboratorio las reacciones de copulacin de las sales de diazonio, obtener colorantes azoicos con base en las reacciones de dizoacin y copulacin, del cido sulfanlico, obtenido previamente en una prctica seriada con la presente, por lo que en realidad es un intermediario. OBJETIVO PARTICULARAplicar las propiedades qumicas de los compuestos obtenidos para la tincin de diferentes tipos de fibras.

MATERIAL. 1-agitador de vidrio. 1-probeta de 25mL. 1-embudo Buchner. 2-vasos de pp. 125mL. 2-matraz Erlenmeyer 125mL. 1-mechero.

1-espatula. 1-plancha elctrica. 1-matraz kitasato de 250mL. 1-pipeta de 10mL. 1-anillo de fierro. 1-tela de alambre.

SUSTANCIAS.

0.4g- Carbonato de sodio anhdrido Q.P. 0.4g- nitrito de sodio Q.P. 2.5mL- cido clorhdrico conc. Q.P. 0.6g- dimetilanilina Q.P. 1.2g- NaOH tec.

20g- cloruro de sodio industrial (sal gruesa). 5.0mL- etanol 96. 0.8g- B-naftol Q.P. cido sulfanlico.

Antecedentesa) Formacin de las sales de diazonioReaccin con aminas primarias para la formacin de sales de diazonioLas aminas primarias reaccionan con el cido nitroso, a travs del ion nitrosonio, para producir cationes de diazonio de la forma. A este procedimiento se le llama diazoacion de la amina. Las sales de diazonio son los productos mas tiles que se obtienen de las reacciones de aminas con acido nitroso. El mecanismo de la formacin de la sal de diazonio comienza con n ataque nucleofilico del ion nitrosonio para formar un N-nitrosoamina.

La transferencia de un protn de un tomo de nitrgeno al oxigeno forma un grupo hidroxilo y un segundo enlace N-N.

La protonacin del grupo hidroxilo, seguida de perdida de agua, produce el catin diazonio

La reaccin total de diazoacion es

Las sales de alcanodiazonio son inestables. Se descomponen rpidamente en nitrgeno y carbocationes

La fuerza impulsora para esta reaccin es la formacin , una molcula excepcionalmente estable. Los carbocationes que se generan de este modo reaccionan como otros carbocationes que se han visto: por ataque nucleofilico para dar sustitucin, por sustraccin de protn para dar eliminacin y por re arreglo. Debido a los muchos caminos de reaccin que compiten por lo general las sales de alcanodiazonio se descomponen para dar mezclas de productos. Por tanto, la diazoacin de las alquilaminas primarias no se emplea mucho para sntesis. Sin embargo las sales de arildiazonio son relativamente estables y funcionan como intermediarios en una variedad de reacciones de sntesis importantes.Las sales de arildiazonio o sales de diazonio son relativamente estables en soluciones acuosas entre 0 y 100C. A mayores temperaturas, se descomponen y pueden explotar si se aslan y se dejan secar. El grupo diazonio se puede sustituir por muchos grupos funcionales diferentes, incluyendo al H, -OH, -CN y los halgenosSe forman las sales de arildiazonio formando la sal de diazonio de una amina aromtica primaria. Estas aminas se preparan normalmente por nitracin de un anillo aromtico, seguida de reduccin del grupo nitro a grupo amino. En efecto, formando y llevando a cabo la diazoacin de la amina tenemos un procedimiento para convertir una posicin aromtica activada en una amplia variedad de grupos funcionales. Por ejemplo, el tolueno puede convertirse en varios derivados sustituidos con las tcnicas que se describen a continuacin.

b) Estabilidad de las sales de diazonio aromticasLas sales de diazonio son estables en disoluciones acuosas entre 0 y 10C. A temperaturas ms altas se descomponen. El grupo diazonio se puede sustituir por muchos grupos funcionales incluyendo el -H, -OH, -CN y los halgenos.Lassales de diazonio aromticas, derivadas deanilinas, son ms estables y pueden reaccionar de forma controlada con una gran cantidad de nuclefilos. Por la deslocalizacin de los dobles enlaces, el diazonio mete en resonancia sus dobles enlaces con el anillo aromtico para deslocalizarlos y as sufrir menos reacciones. Con los alifticos no sucede esto, por eso son ms inestables. (2)

c) Sales de diazonio como agentes electroflicosLas aminas primarias aromticas con cido nitroso, forman sales de diazonio relativamente estables, stas pueden actuar como electrfilos dbiles y reaccionar con anillos aromticos, produciendo reacciones de sustitucin electroflica aromtica; tales grupos pueden ser las aminas aromticas 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 azo compuestos o colorantes azoicos. Las sales de diazonio son un grupo de compuestos orgnicos cuya estructura generales Ar- N2+, donde Ar puede ser cualquier radical orgnico aromtico, y Xhabitualmente unin haluro, las sales de arildiazonio sufren una reaccin de copulacin con anillos aromticos activados para producir compuestos azo de colorantes brillantes, Ar - N=N Ar. (3)e) Efectos del pH en la copulacin de las sales de diazonio con aminas y con fenolesLas sales de diazonio son electrfilos dbiles; reaccionan con compuestos aromticos muy reactivos produciendo compuestos azo. Esta reaccin de sustitucin aromtica electroflica se conoce con frecuencia como reaccin de copulacin diazo.

Las reacciones de copulacin entre las sales de diazonio y los fenoles se llevan a cabo con mucha rapidez en solucin ligeramente alcalina. Bajo estas condiciones gran parte del fenol presente se encuentra como ion fenxido, ArO - y los iones fenxidos son todava ms reactivos en las sustituciones electroflicas que los fenoles mismos. Sin embargo, si la solucin es demasiado alcalina (pH mayor que 10) la sal de diazonio misma reacciona con el ion hidrxido formando un diazohidrxido o ion diazotato no reactivo:

La reaccin de copulacin de las aminas se llevan a cabo con mayor rapidez en soluciones ligeramente cidas (pH 5-7). Bajo estas condiciones la concentracin de la sal de diazonio es mxima; al mismo tiempo no es grande la cantidad de amina que se ha convertido en una sal de amina no reactiva. . f) Caractersticas estructurales de los colorantesLa mayora de los colorantes comunes son colorantes azo, formados por copulacin de aminas (en forma de sus sales de diazonio) con fenoles. La reaccin de copulacin se lleva a cabo en solucin alcalina, neutra o cida. Debido a que este tipo de reacciones se llevan a cabo a nivel industrial a bajas temperaturas, los colorantes azo son llamados algunas vecesColores fros. La copulacin de una sal con un fenol da un colorante especfico. Por ejemplo, el naranja II est hecho por copulacin del cido sulfanlico diazociado con beta-naftol en medio alcalino; otro, el naranja demetilo, es preparado por copulacin de la misma sal de diazonio con N,N-dimetilanilina en una solucin dbilmente cida. El naranja de metilo es usado tambin como un indicador que vira a un pH 3.2-4.4. El cambio de color se debe a la transicin de un cromforo (grupo azo) a otro (sistema quinonoide). Ambas sustancias tien lana, seda y piel.

Tepic Nayarit Abril 2015