Método Innovador Para La Obtención De Orto Y Para

Método innovador para la obtención de Orto y Para-Nitrofenol, utilizando microondas.
Introducción:
Nitración:
La nitración es una de las reacciones químicas comercialmente más importantes.
Se trata de la reacción entre un compuesto orgánico y un agente nitrante (por ejemplo el ácido nítrico) que introduce un grupo nitro en el hidrocarburo produciendo un éster.
GRUPO NITRO
N O2 + (iónNitronio)
De acuerdo a la estructura química del producto nitrado, la nitración puede clasificarse como:
1- C Nitración
Donde un grupo nitro ( N O2 + ) es ganado por un átomo de carbono como se muestra
C H + HNO3 C NO2 + H2O
2- O Nitración Resultando la formación de un nitrato
C OH + HNO3 C O NO2 + H2O
(nitrato óéster)
Reacción típica conocida como esterificación.
3- N Nitración
N H + H NO3 N NO2 + H 2 O
( nitroaminas )
Es el producto de la sustitución de un átomo de hidrógeno por un grupo nitro produciendo nitroaminas como en el ejemplo.
En cada uno de los ejemplos indicados, un grupo nitro reemplaza a un átomo de hidrógeno.
Los compuestos nitrados pueden serproducidos por determinadas reacciones de adición como ser ácido nítrico.
El proceso de nitración es altamente exotérmico, entregando al medio más de 30 Kcal / mol. El calor de reacción, no obstante, varía con el hidrocarburo a nitrar.
El mecanismo de nitración depende de los reactivos y las condiciones de operación.
Las reacciones pueden ser del tipo iónico ó del tipo radicales libres.
El tipoiónico se usan comúnmente en la nitración de hidrocarburos aromáticos, alcoholes simples glicoles, gliceroles, celulosas y aminas.
El tipo radical libre se dá en nitración de parafinas, cicloparafinas y olefinas, los compuestos aromáticos y algunos hidrocarburos pueden algunas veces ser nitrados reaccionando con radicales libres, pero generalmente con menos éxito.
Para estas reacciones de nitraciónfrecuentemente son usados catalizadores sólidos.
Los productos principales obtenidos por nitración son: derivados de celulosa, explosivos, nitrobenceno, nitrotolueno, nitrofuranos, nitroparafinas, nitrofenoles, nitrocelulosa, etc.
NITRACION TIPO IONICO
• Muchas nitraciones iónicas emplean ácidos mezcla, la que usualmente contiene ácido nítrico y un ácido fuerte, por ejemplo ácido sulfúrico /ácido perclórico / ácido hidrofluórico / resinas de intercambio iónico conteniendo grupos de ácido sulfónico utilizan al agente nitrante en solución líquida
En muchos casos se presentan 2 fases inmiscibles (líquidas) dentro del reactor, se mantiene una leve presión sobre la atmosférica para conservar las 2 fases líquidas. En la fase orgánica se concentran los nitrohidrocarburos. En la fase ácida seconcentra el agua. El lugar de la nitración propiamente dicha está junto a la interfase.
• Por razones de seguridad la operación es:
a) A presión atmosférica
b) Rango de temperaturas [0 a 120] ºC por lo tanto el rendimiento será función de la temperatura = f (T)
• Aumenta el tiempo de residencia (oscila alrededor de 1 hora)
No utilizar temperaturas menores a 0ºC dado que el rendimientobajará y se incrementará el costo de refrigeración
AGENTES DE NITRACION IONICA
• Frecuentemente se utiliza H NO3 (HO.NO2)
• La verdadera especie nitrante en reacciones tipo iónica es el nitronio N O2+
• El ácido nítrico puro, ionizado produce pequeñas cantidades de ión nitronio.
La presencia de H2O (producida durante la nitración) disminuye la concentración del ión [NO2+]
La eficiencia denitración es mayor usando ácido sulfúrico H2 SO4
Cinética de Nitración de Aromáticos:
La cinética puede variar en forma considerable, desde segundos a varias horas. La composición del ácido, la temperatura y el grado de agitación son los principales factores. Una agitación vigorosa eliminaría las resistencias a la transferencia de masas en los sistemas de 2 fases.
Las constantes de cinética...