Sustitucion Nucleofilica Aromatica

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 NO 2 NH 2NH 2 Hidrazina NO 22,4-dinitroclorobenceno p.f. 52-54 ° C NH 2 NO 2 2,4-dinitrofenilhidrazina p.f. 200 ° C H N NH 2 NO 2

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 1 Espátula Recipiente p/baño Kitasato 250 mL c/manguera Baño de aguaeléctrico 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 unnucleófilo 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 electro atractores, especialmente grupos nitro en posición orto o para al halógeno, la sustitución nucleofílicatoma 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 (con un doble enlace C=N).
HALÓGENO X X Nu Nu

+

Nu

+ O

+ X

-

NUCLEÓFILO + N O O

-

-O

N

-

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 el grupo saliente, el cual normalmente es un halógeno. Esta reacción “no” es una Sustitución Nucleofílica bimolecular (SN2) donde elnucleófilo 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 Base B H O N O O N X O O N O N X O NH R

Ataque del Nucleófilo al anillo aromático

O

NH2

R

O N O N O

NH X O

R

O N O N O

NH X O

R H B

Intermediario aniónico formado del ataque delnucleófilo a un halogenuro de arilo

O N O N O

NH X O

R

O N O N O O NH R + X

Pérdida del ión halogenuro como grupo saliente

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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; alterminar la adición caliente la mezcla (sin que hierva) por 10 min. Enfríe y filtre al vacío. El precipitado se lava en el mismo filtro 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 cantidadnecesaria de 2,4-dinitroclorobenceno y 0.5 mL de anilina sin dejar de agitar. Caliente la mezcla de reacción en baño maría durante 15 min. (sin llegar a ebullición) con agitación constante. Filtre al vacío el sólido formado, recristalice su producto con etanol y determine el rendimiento práctico. ANTECEDENTES a) Sustitución nucleofílica aromática, condiciones necesarias para que se efectúe. b)...