SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA OBTENCIÓN DE 2,4 DINITROFENILHIDRAZINA Y 2,4 DINITROFENILANILINA

EXPERIMENTO II
SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA
OBTENCIÓN DE 2,4 DINITROFENILHIDRAZINA Y
2,4 DINITROFENILANILINA
OBJETIVOS
a) Ilustrar una reacción de sustitución nucleofílica aromática.
b) Obtener 2,4-dinitrofenilhidrazina y 2,4-dinitrofenilanilina, a partir de la
reacción de 2,4-dinitroclorobenceno con hidrazina y con anilina
respectivamente.
REACCIÓN
Cl

H

N

NO 2

NH 2NO 2

NH 2NH 2
Hidrazina
NO 2

NO 2

2,4-dinitroclorobenceno
p.f. 52-54 °
C
NH 2

2,4-dinitrofenilhidrazina
p.f. 200 °
C

H
N

Anilina
O2N

NO 2
2,4-dinitrofenilanilina
p.f. 159 °
C

MATERIAL
Agitador de vidrio
Probeta 25 mL
Buchner c/alargadera
Vaso de precipitados 250 mL
Pinza de 3 dedos c/nuez
Guantes de hule
Lentes de protección

1
1
1
1
1
1
1Espátula
Recipiente p/baño
Kitasato 250 mL c/manguera
Baño de agua eléctrico
Embudo de vidrio
Termómetro de -10 a 400 °
C
Pipeta graduada 5 mL

1
1
1
1
1
1
1
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SUSTANCIAS
2,4-dinitroclorobenceno
Etanol 96°

1g
Hidrato de hidrazina
20 mL (16 g) Anilina técnica

0.7 mL (1.5 g)
0.5mL(0.51 g)

INFORMACIÓN: LA OBTENCIÓN DE 2,4-DINITROFENILHIDRACINA Y 2,4DINITROFENILANILINA,UNA
REACCIÓN
DE
SUSTITUCION
NUCLEOFÍLICA AROMÁTICA
La sustitución de un halógeno por un nucleófilo en un halogenuro de arilo
que no tiene grupos electro atractores como sustituyentes es muy difícil. El anillo
aromático como ya sabemos es un sistema rico en electrones, lo que le dificulta
reaccionar con reactivos que también son ricos en electrones.
Sin embargo cuando hay grupos electroatractores, especialmente grupos
nitro en posición orto o para al halógeno, la sustitución nucleofílica toma lugar con
relativa facilidad. Este cambio de reactividad del anillo aromático es debido a que
los grupos nitro además de que hacen menos rico en electrones al anillo,
estabilizan la carga negativa por efecto inductivo (con el nitrógeno cargado
positivamente) y por efecto de resonancia (conun doble enlace C=N).
HALÓGENO
X

Nu
X

+

Nu

-

Nu

+ X

-

NUCLEÓFILO
+
N
O

O

-

-

O

N

+
O

-

NO 2

DOBLE ENLACE C=N
ESTABILIZACIÓN POR
RESONANCIA

El mecanismo de la Sustitución Nucleofílica Aromática (SNA) puede ser
descrita como un proceso de Adición-Eliminación, donde primero se adiciona el
nucleófilo y en una segunda etapa se elimina elgrupo saliente, el cual
normalmente es un halógeno. Esta reacción “no” es una Sustitución Nucleofílica
bimolecular (SN2) donde el nucleófilo entra a 180° con respecto al grupo saliente
en un proceso concertado.

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MECANISMO DE REACCIÓN
Desprotonación del intermediario
por una base que puede ser la
misma R-NH 2

Ataque del Nucleófilo al
anillo aromático

Base
B

O

H

RNH2

O
N

O

N

R

NH

X

N
X

O

O

N

O

O

O

O

NH

R

O

N
X

O

R

NH
N

N

X

O

O

N

O

H

B

O

O

Intermediario aniónico formado del
ataque del nucleófilo a un halogenuro
de arilo

O

R

NH

O

N

N

X

O
N

O

NH

R

+ X

O

O

N

O

O
Pérdida del ión halogenuro
como gruposaliente

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PROCEDIMIENTO
a) 2,4-dinitrofenilhidrazina (p.f. 200 °
C)
En un matraz Erlenmeyer de 50 mL disuelva la cantidad necesaria de 2,4dinitroclorobenceno en 2.5 mL de etanol. Con agitación constante agregue gota a
gota 0.7 mL de hidrato de hidrazina; al terminar la adición caliente la mezcla (sin
que hierva) por 10 min. Enfríe y filtre al vacío. El precipitado se lava en el mismofiltro con 3 mL de alcohol tibio 40-50ºC, luego con 3 mL de agua caliente. Seque el
precipitado al vacío y calcule rendimiento. Determine punto de fusión.

b) 2,4-dinitrofenilanilina (p.f. 159 °
C)
Coloque en un matraz Erlenmeyer de 50 mL, 5 mL de etanol, la cantidad
necesaria de 2,4-dinitroclorobenceno y 0.5 mL de anilina sin dejar de agitar.
Caliente la mezcla de reacción en baño maría...