Autor: Tybalt Cyrano

REACCIÓN DE GRIGNARD

DESARROLLO EXPERIMENTAL

1. Purificación previa de los reactivos a utilizar

THF anhidro: Pasar el THF por una columna de alúmina básica. Colocar el éter en un balón, agregarle cinta de sodio metálico y una punta de espátula de benzofenona. Calentar a reflujo el sistema hasta que el THF esté anhidro (solución azul). Destilar en el momento la cantidad necesaria para la síntesis.
Bromobenceno: Se pasa previamente por una columna de alúmina básica. Prepararlo en el momento.
Benzoato de metilo: Se pasa previamente por una columna de alúmina básica. Prepararlo en el momento.
Magnesio metálico: Lavar las virutas de magnesio con éter de petróleo. Lavar con ácido clorhídrico 2 %, hasta que el magnesio esté brillante, luego con agua hasta neutralidad de los líquidos de lavado (se puede colocar el magnesio en un embudo Buchner para realizar los lavados). Lavar el magnesio con acetona, colocarlo en un recipiente que posteriormente se pueda tapar herméticamente (por ejemplo, en un balón provisto de un septum). Conectar el recipiente con el magnesio a una bomba de vacío (de aceite) y secar al vacío. Tapar el recipiente y guardar en desecador (o bien cerrado) hasta el momento de usar. (Es preferible no secar en estufa para evitar la oxidación).

2. Preparación del reactivo de Grignard (2 h)
En un balón de tres bocas de 100 mL con esmeriles TS 19/19, perfectamente seco, colocar 1,34 g (55 mmol) de virutas de Mg° limpio y seco y un imán. Agregar 2 ó 3 cristales de yodo. Engrasar los esmeriles. Colocar sobre el balón una ampolla compensadora, provista de un septum en su parte superior, y sujetarla al balón con un clamp. En una boca lateral se coloca un septum sujeto con alambre. En la otra colocar un refrigerante conectado a un tubo desecador con cloruro de calcio por medio de un tubo de látex provisto de una llave de Mohr. Cerrar la llave de Mohr, hacer vacío en el aparato conectándolo a la bomba de aceite por medio de una jeringa con aguja en el septum lateral. Inyectarle nitrógeno seco y luego otra vez vacío. (Durante el secado al vacío, el yodo se va a vaporizar y cubrirá el magnesio metálico, haciéndolo más reactivo). Colocar el aparato sobre un agitador magnético sin funcionar. Agregar en la ampolla compensadora, con jeringa, 10 mL de THF anhidro y luego, 5,3 mL (7,85 g, 50 mmol) de bromobenceno seco. Adicionar 2 mL de dicha solución al balón con magnesio y agitar. La mezcla se pone turbia y oscura y comienza a burbujear cuando se forma el reactivo de Grignard, y luego se desarrolla color gris. Si no se inicia la reacción en 5 min., agitar el balón y calentar levemente con la mano. Si no se produce reacción, agregar otro cristal de yodo. Si no hay reacción en estas condiciones, agregar 1 ó 2 gotas de 1,2 dibromoetano. Si aún así no hay reacción, los materiales no están limpios y secos y hay que comenzar nuevamente. Cuando comience la ebullición, abrir la llave de Mohr que comunica con el tubo desecador.
Cuando la reacción ha comenzado la ebullición es bien vigorosa. Luego de unos minutos, conectar la agitación. Agregar con jeringa 20 mL de THF anhidro en la ampolla compensadora, y adicionar la solución de bromobenceno al balón lentamente en un lapso de una hora. Se obtendrá así una solución que contiene aprox. 50 mmol de reactivo de Grignard en 40 mL de solución. Esta solución debe ser turbia y grisácea. Enfriar con hielo el balón que contiene el reactivo de Grignard y utilizarlo inmediatamente para las siguientes reacciones

3. Reacción con anhídrido carbónico.

Retirar con jeringa 10 mL de la solución del reactivo de Grignard (aprox. 12 mmol) y verterlos con cuidado, y con agitación suave, a un vaso de 250 mL seco conteniendo 20 g de hielo seco, que haya sido previamente picado y protegido de la humedad. La mezcla normalmente se pone viscosa, y luego de la adición, se agregan 50 mL de THF anh. Se deja evaporar el exceso de anhídrido carbónico, con agitación manual, en la campana. En este punto puede dejarse en la campana de una clase para la otra.
Una vez eliminado el exceso de anhídrido carbónico, agregar con cuidado, con agitación, para evitar la formación de humos, una mezcla de 50 mL de H2SO4 3 M en 25-30 g de hielo. Si el THF se ha evaporado apreciablemente, agregar THF de modo que el volumen total del mismo sea de 100 mL. Transferir la mezcla a una ampolla de decantación, enjuagar el frasco con una pequeña porción de éter etílico, y extraer con cuidado. Extraer la fase acuosa con dos porciones sucesivas de 15 mL de éter etílico (no necesariamente anhidro) y combinar los extractos etéreos. Extraer el extracto etéreo con 3 porciones de 20 mL de NaOH 1 M. Agregar a la fase acuosa HCl 6 M hasta que la precipitación sea completa, enfriar y filtrar al vacío. Secar el producto y determinar el punto de fusión y rendimiento de la reacción. El sólido se puede recristalizar de agua si es necesario.

4. Reacción con benzoato de metilo.

Un balón seco, provisto de un imán y tapado con septum, se purga con nitrógeno y se agregan 5 mL de THF anhidro y 1,5 mL de benzoato de metilo (1,65 g, 12 mmol). Se agregan, lentamente, 20-22 mL de la solución del reactivo de Grignard con jeringa de 20 mL, enfriando el balón si la reacción es muy vigorosa. Dejar que la reacción proceda durante 15 min., con agitación. Cuando la reacción haya finalizado y el balón esté a temperatura ambiente, dejar hasta la próxima clase para completar la reacción. Es factible que se evapore algo del éter.

5. Aislamiento y reacción del trifenilmetanol (2 h)

A la mezcla de reacción que está en el balón, se agregan 12,5 g de hielo, y 25 mL de H2SO4 10 %. Agitar, y si es necesario agregar éter etílico, (o cloruro de metileno) para tener una clara separación de fases. Colocar la mezcla en una ampolla de decantación. Enjuagar el balón con éter y colocarlo en la ampolla. Luego lavar el balón con agua destilada y agregarlo en la ampolla. Separar la fase acuosa. Lavar la fase etérea sucesivamente con 10 mL de H2SO4 10% y con solución saturada de NaCl, secar con sulfato de sodio anhidro, y filtrar a un balón con esmeril. Para que el producto precipite agregar éter de petróleo y concentrar la solución en el evaporador rotatorio. Cuando vea aparecer los primeros cristales, retire el balón del baño y colóquelo en un baño de hielo para completar la cristalización. Recolectar el producto, lavar con hexano, secar, pesar y tomar el punto de fusión (P.f. 160 – 161 °C).

FUENTE: Universidad de Buenos Aires Facultad de Ciencias Exactas y Naturales – Química Orgánica II – Guía de Trabajos Prácticos 1o cuatrimestre 2011. Profesores: Dr. Oscar Varela, Dra. Carola Gallo. Jefes de Trabajos Prácticos: Dra. Lucía Gandolfi,Dra. Rosana I. Misico

Cómo se representan los átomos y las moléculas en un lenguaje universalmente conocido

POST ORIGINAL: http://joseluiscastillo.las2conb.com/representar-atomos-y-moleculas/
Blog: http://joseluiscastillo.las2conb.com

Un elemento químico y una molécula se pueden representar mediante letras. A cada elemento químico se le asigna una combinación de dos letras (aunque algunos sólo tienen una), la primera con mayúscula. ¿Qué representan las letras? Un átomo. Zn representa un átomo de zinc. Fe representa un átomo de hierro. O representa un átomo de oxígeno (como ves, aquí sólo hay una letra; por supuesto, en mayúscula).
Muchos nombres de elementos parecen raros. Fe por hierro. O Na por sodio, o S por azufre. Se debe a que se toman como nombres de referencia vocablos en latín (ferrum, natrum, sulphur). Otros no son nada raros (Ca por calcio, Cl por cloro, etc.).
¿Fácil?
Hasta ahora, átomos. A partir de ahora, moléculas. Recuerda que una molécula es un conjunto de átomos unidos por enlaces.
Y sigue siendo sencillo.
En una molécula hay varios átomos. Pues pongo las letras de cada uno. NaCl quiere decir que hay un átomo de sodio y otro de cloro. FeO quiere decir un átomo de hierro y otro de oxígeno (¿a que se te ocurren chistes fáciles? ) ¿Qué ocurre cuando hay varios átomos de la misma clase? Pues nada especial. Se ponen numerillos como subíndice. H2O quiere decir que hay dos hidrógenos y un oxígeno (ojo, el símbolo, la letra, va antes que el número; el 2 me habla del H).

¿Sabrías leer NH3?

No mires. ¿Lo has pensado ya?
Todavía no mires. A no ser que lo
hayas pensado ya.

Tienes que haber dicho un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno. Como puedes ver, cuando hay un átomo no se escribe el 1 ¿Para qué hacerlo? No es necesario. Se podría, pero sería más trabajo.

Vale. Ya sabemos leer moléculas.
Ahora vamos a poner varias moléculas. Con un número, claro. ¿Dónde lo pongo para no confundirlo con el subíndice, que es el número de átomos? Recuerda que ahora vamos a decir número de moléculas, número de paquetes de átomos que hay.
Al principio.

¿Sabrías leer 5 CH4?

No mires. Espera. Si ya lo has
pensado puedes bajar.
¿Seguro que lo has pensado?

Pues sí, quiere decir que hay cinco moléculas, y que cada una de ellas (¡cada una!) tiene cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono.
Así, más o menos. Verás que una de las cinco moléculas parece rara porque le falta una bolita roja, un hidrógeno. Es porque hay que imaginar que está por detrás. Pero estar, está. Bueno, ya sabemos leer fórmulas químicas.

Es el primer paso.

Ensayos de caracterización de compuestos aromáticos

Ensayo de formaldehído/ácido sulfúrico

Este test es utilizado para diferenciar compuestos aromáticos de los no aromáticos de sustancias que han sido insolubles en ácido sulfúrico concentrado. La reacción del formaldehído con ácido sulfúrico genera electrófilos reactivos de tipo +CH2OH que con el núcleo aromático polimerizan, generando en la solución coloraciones en la capa superior al añadir el compuesto. Los colores típicos observados en este test son: para benceno, tolueno y n-butilbenceno coloración roja, sec-butilbenceno coloración rosada, tert-butilbenceno y mesitileno color naranja, difenil- y trifenilbenceno color azul y verde azulado, haluros de arilo color rosado o púrpura, naftil éter color púrpura. Algunos cicloalcanos y sus derivados halogenados podrían mostrar un color amarillo pálido o no dar coloración y muchos de ellos precipitan. La mayoría de los compuestos que dan el ensayo positivo, el color cambia entre gris y negro. La reacción es inhibida por grupos sustituyentes que atraen electrones desactivando el anillo como –Cl, -SO3H, -NO2, -COOH, -CH2-N+(R)3.

Técnica:
Prepare una solución de 30 mg del compuesto a ensayar en 1 mL de un solvente (hexano o CCl4). En otro tubo coloque 1 mL de H2SO4 concentrado y añada una gota de formaldehído del 37 %. A este reactivo agregar 1 o 2 gotas de la solución del compuesto. Notar el color de la capa superior después de agitar.

Detección de fenoles con cloruro férrico

Ensayo de cloruro férrico al 2,5 %. La mayoría de los fenoles, enoles, ácidos hidroxámicos, ácidos sulfínicos, muchos hidroxiácidos, algunas oximas y los compuestos enolizables reaccionan con cloruro férrico al 2,5 %.

Técnica:
Solución acuosa. Disolver 30 mg del compuesto en 1 mL de agua o una mezcla de etanol-agua y añadir 3 gotas de FeCl3 al 2,5 % en agua. Notar el cambio de color o la formación del precipitado.
Solución no acuosa. Disolver 1 g de cloruro férrico anhidro en 100 mL de cloroformo y 8 mL de piridina, filtrar la mezcla. Disolver 30 mg del compuesto en 1mL de cloroformo y añadir 2 gotas de la mezcla previamente preparada de cloroformo en piridina. Notar la formación de un color o un precipitado.

AISLAMIENTO Y DERIVATIZACION DE CAFEINA

EXTRACCIÓN DE CAFEÍNA

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Técnica:

Colocar en un Erlenmeyer de 250 ml, 5,5 gr. de Na2CO3 y 50 ml de agua. Calentar la mezcla hasta disolución con llama suave. Mantener tapado con un vidrio de reloj mientras se calienta sobre tela metálica. A esa solución agregar 3 gr de té en hebras y mantener el calentamiento durante treinta minutos más, sin destapar. Dejar enfriar hasta 40-50° C y filtrar la solución por gravedad con torunda de algodón. Lavar el residuo con dos porciones de 5 ml de agua caliente. Descartar el sólido y dejar enfriar el filtrado a temperatura ambiente y extraer la solución acuosa con tres porciones de 15 ml de Cl3CH (no agitar demasiado para evitar la formación de emulsiones). La fase orgánica se seca con Na2SO4 anhidro, se filtra y se destila el solvente. Realizar una TLC frente a cafeína, teofilina y teobromina como testigos.

DERIVATIZACIÓN DE CAFEÍNA: OBTENCIÓN DEL SALICILATO DE CAFEÍNA

Técnica:

Pesar 50 mg de cafeína y 37 mg de ácido salicílico, disolverlos en 4 ml de tolueno y calentar en baño de agua. Agregar gota a gota 1 ml de éter de petróleo y permitir que la mezcla se enfríe y cristalice. Si es necesario enfriar en baño de hielo. Filtrar al vacío los cristales, secar y determinar el punto de fusión.

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