Substución Electrofílica Aromática. Síntesis De p-Nitroacetanilida

OBJETIVOS

• Protección de un grupo amino mediante su transformación en amida.
• Nitración de un compuesto aromático mediante reacción de substitución aromática electrofílica.
• Efectuar la nitración de la acetanilida para obtener p-Nitroacetanilida. Calcular su rendimiento y observar su punto de fusión

INTRODUCCION

Las aminas son sustancias orgánicas que se caracterizan por contenerel grupo amino (NH2), Estas sustancias se clasifican en función de los hidrógenos sustituidos que presenten en su estructura, estos sustituyentes pueden ser tanto de naturaleza alifática como aromática. Teoricamente si se nitrara directamente la anilina se obtiene una mezcla de isómeros orto y para, donde el mayoritario siempre sera el isómero para, esta se trata de una reaccion de sustituciónaromática electrofílica. La razón es que el grupo amino (NH2), es activante y orto-para dirigente, esto se debe a que el par de electrones sin compartir del nitrógeno está conjugado con el anillo de benceno y cede electrones por resonancia. Por lo tanto se observa que en posicion orto y para existe una forma resonante más, esto implica una estabilidad mayor del ion arenio. Asi tambien se puedeobservarque en estas posiciones donde se extiende la resonancia se encuentra desactivada la posición meta, ya que es la que soporta la carga positiva la mayor parte de las veces (ver figura I, II y III). Por lo tanto, demostramos que el grupo amino es fuertemente activante y director orto-para.
[pic]

En términos generales las aminas tienden a protonarse en medio ácido. Y este es el de estepráctico lograr que ocurra esta nitración.
De este modo pasamos de un sustituyente activante y director orto-para como es el grupo amino a uno desactivante y meta dirigente como es el grupo –NHCOCH3, la orientación y reactividad de este grupo se debe a que es un grupo que atrae electrones por resonancia y por tanto concentra aún más la carga positiva sobre el ion arenio, este hecho conlleva unadesestabilización del mismo. Como tenemos un equilibrio habrá en el medio tanto anilina como su especie protonada y en consecuencia podemos obtener una mezcla de los tres isómeros posibles.
Otros productos que se pueden dar por la nitración directa productos di- y trisustituidos, además las anilinas pueden oxidarse con relativa facilidad en presencia de un oxidante enérgico como es el nítrico, todo estorepresenta un problema, porque aunque el producto mayoritario sea p-nitroacetanilida, el rendimiento de la reacción se ve claramente afectado. Para evitar estos problemas protegemos el grupo amino utilizando el,-NHCOCH3. Esta protección se lleva a cabo mediante una reacción de sustitución nucleofílica acílica. En este caso se realizará la sustitución sobre un anhídrido de ácido (o anhídridoacético). La reacción se realiza en el medio ácido que proporciona el ácido acético. La elección de este se debe en parte a que el subproducto de la reacción es precisamente ácido acético. La reacción precisa de calor y por tanto se realizará una liberación de calor. Posteriormente se realiza una adición de agua para hacer una hidrólisis, ya que lo que se obtiene es la amida protonada. Ahora podemos hacerla nitración sin que su rendimiento se vea muy afectado. Para esto se utilizará como disolvente en la reacción H2SO4 concentrado, así aumentaremos la velocidad de reacción, siendo asi la reacción una sustitución aromática electrofílica, donde el electrófilo es el ion nitronio. El ión nitronio se produce porque el ácido sulfúrico es más fuerte que el ácido nítrico y por eso puede protonarlo.Realmente, también se obtiene el isómero orto pero podemos decir que en cantidades mínimas, ya que la posición orto se ve muy impedida estéricamente. Como la reacción se hace en medio ácido lo más probable es que parte de p-nitroacetanilida esté en su especie protonada.

[pic]

MATERIALES Y REACTIVOS

Materiales.-
• 3 matraz de Erlenmeyer de 250, 100 y 50 mL.
• baño de hielo
•...