Ácido pícrico

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUIMICAS SECCION DE QUIMICA ORGANICA

PRÁCTICA 2. ÁCIDO PÍCRICO

Objetivos:
El alumno realizará una reacción de sustitución Electrofilica, nitrando un anillo aromático que contiene un activante (o-p-director).

INVESTIGACION PREVIA AL EXPERIMENTO.-
1.- Nitración dentro delas reacciones de SEA.
Si se nitrara directamente en fenol se obtendría un calentamiento muy alto que obtendría destrucción y resinificación del fenol, formando productos diversos como alquitranes de alto peso molecular, lo que origina una difícil separación del producto y por ende bajo rendimiento.
Por ello conviene realizar primero la silfonación del fenol y aunque sigue siendo exotérmica secontrola más fácilmente.
¿Bajo qué circunstancias se puede nitrar con ácido nítrico? Sería necesario mantener bien controlada la temperatura; se requieren procedimientos de separación del agua que resulta de la nitración, esto con el fin de mantener una concentración relativamente constante de HNO3 o emplear un exceso de ácido nítrico.
En el punto 4 de este previo se encuentra las generalidadestanto de la nitración como silfonación en las reacciones de SEA.

2.- Influencia de los sustituyentes (orientación y reactividad).
Orientación. En principio, la determinación del efecto de un grupo sobre la orientación es bastante simple. El benceno que contiene este grupo se somete a sustitución, y luego se determina la proproción de los tres isómeros en el producto. Por lo general, laidentificación de cada isómero como orto, meta o para implica compararlo con una muestra auténtica preparada por otro método, desde una sustancia de estructura conocida. Todas estas identificaciones se remontan a determinaciones absolutas del tipo Corner.
De esta manera, se ha encontrado que cada grupo puede colocarse en una de dos categorías: directores orto-para y directores meta. La tabla 14.1resume la orientación de la nitración en varios bencenos sustituidos. De las cinco posiciones abiertas al ataque, tres (60 %) son orto y para con respecto al sustituyente, y dos (40%), meta; si en la reacción de sustitución no hubiera selectividad, anticiparíamos que los isómeros orto y para conformarían el 60% del producto, y el metal, el 40%. En cambio, observamos que siete de los grupos dirigen el96-100% de la nitración a las posiciones orto y para; los seis restantes dirigen el 72-94% a las posiciones meta.
( tabla de la primer página)
Reactividad. Un grupo se clasifica como activante si el anillo al cual sustituye es más reactivo que el benceno, y desactivante, si sucede lo contrario. Las reactividades del benceno y de uno sustituido se comparan de una de las maneras siguientes.
Puedemedirse el tiempo que requieren las reacciones en condiciones idénticas. Así, vimos que el tolueno reacciona con ácido sulfúrico fumante entre una décima y una vigésima parte del tiempo requerido por el benceno: el tolueno es más reactivo que el benceno, por lo que CH3 es un grupo activante.
Puede observarse la severidad de las condiciones requeridas para que se verifique una reaccióncomparable dentro del mismo periodo de tiempo. Así, por ejemplo, el benceno se nitra en menos de una hora a 60ºC con una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico concentrados. Una nitración comparable del nitrobenceno requiere un tratamiento a 90ºC con ácido nítrico fumante y ácido sulfúrico concentrado. Evidentemente, el nitrobenceno es menos reactivo que el benceno, y el grupo nítro, NO2, es desactivante.Para una comparación cuantitativa exacta en condiciones idénticas de reacción, pueden realizarse reacciones competitivas, donde los compuestos a comparar compiten por una cantidad limitada de un reactivo. Si, por ejemplo, se mezclan cantidades equimolares de benceno y tolueno con una cantidad pequeña de ácido nítrico en un disolvente se obtinene como alrededor de 25 veces más nitrotolueno que...