7/26/2019 Halogen Uros Tp
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Qumica Orgnica (63.14)
Trabajo Prctico N:5
Turno N:
Docentes a cargo:
Armario N:
Integrantes:
A!""i#o Nombr! Pa#r$n
Revisin:
Fecha:
Firma corrector:
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%a"og!nuro& #! A"'ui"ou&tituci$n *
+"iminaci$n
Obj!ti,o&
Observar como diferentes condiciones llevan a la reaccin a suceder por
diferentes mecanismos
Observar como el solvente ! el tipo de intermediario modifican la velocidad de
reaccin
"omprender el concepto de #ue$ en la realidad$ no ha! sino una competencia
entre cuatro v%as de reaccin: &N'$ &N($ )' * )(
"omparar reacciones con mecanismo &N' ! &N(
)+emplificar lo visto en las clases tericas$ llevando a cabo una reaccin de
sustitucin unimolecular ,obtencin de cloruro de ter-butilo. ! una de
eliminacin
-arco t!$rico
/os halogenuros de al#uilo son especies #u%micas similares a los alcanos en su
estructura$ solo #ue uno o mas hidrgenos han sido reempla0ados por un
1tomo de halgeno
2ueden obtenerse por halogenacin de alcanos$ un proceso radicalario$ perono es una reaccin mu! eficiente pues genera di$ mono tri ! tetra halogenuros$
! las monohalogenaciones pueden producirse en diferentes carbonos del
al#ueno original 2or eso$ obtener un halogenuro en particular a trav3s de esta
reaccin no es para nada recomendable
/as reacciones preferenciales de los halogenuros de al#uilo son las
sustituciones nucleof%licas )l nuclefilo$ especie con afinidad a cargas o
densidades positivas se ve atra%do hacia el carbono unido al 1tomo de
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halgeno4 tiene una densidad de carga positiva debido a la gran
electronegatividad del halgeno #ue polari0a el enlace
Ahora bien$ de las reacciones de sustitucin nucleof%lica podemos hacer una
distincin m1s: pueden suceder de forma concertada$ o en etapas )l #ue
suceda una u otra depende principalmente del tipo de halogenuro$ !a #ue en
una sustitucin en etapas$ la primera de ellas es la formacin del carbocatin$
un intermediario de reaccin$ ! su estabilidad afecta directamente la velocidad
de reaccin: un carbocatin estable se forma m1s r1pido al estabili0ar el estado
de transicin del paso lento ! finalmente hace #ue la reaccin sea cin3tica$ ! no
solo termodin1micamente posible
)s por esto #ue una &N' solo puede ocurrir en halogenuros terciarios !
secundarios$ prefiriendo los primeros 5na &N( re#uiere adem1s un buen
nuclefugo ! se optimi0a la velocidad en solventes polares prticos$ #ue
solvatan al carbocatin
2or el contrario$ una &N( ocurre 6nicamente en halogenuros poco sustituidos$
primarios o secundarios$ !a #ue el ata#ue del nuclefilo sucede sin formacin
de carbocatin Re#uiere nuclefilos fuertes ! se optimi0a en solventes polaresaprticos
/as reacciones de sustitucin tienen las siguientes ecuaciones de velocidad:
/as reacciones de eliminacin se favorecen por el calentamiento )N medio
ligeramente b1sico no nucleof%lico$ los halogenuros reaccionan v%a &N' )s una
reaccin en etapas$ v%a carbocatin ,nuevamente$ se re#uerir1n halogenuros
secundarios o terciarios por este motivo.
/as eliminaciones bimoleculares son procesos concertados$ ! se re#uiere #ue
una base fuerte arran#ue un hidrgeno en posicin anti Ambas eliminaciones
generan como producto un al#ueno$ generalmente el m1s sustituido
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Part! !!rim!nta"
Parte A:
&e pretende obtener$ mediante una reaccin de s%ntesis nucleof%licaunimolecular ,a partir de t-butanol ! 7"l. cloruro de t-butilo
Diagrama de fujo de la experiencia A
Poner en el Erlenmeyer, una
barra magntica, y luego
colocarlo sobre un agitador.
Poner una ampolla de
decantacin sujeta a
un pie universal.
Agregarle 30 ml de HCl
concentrado.
btencin de t!butanol, por s"ntesis nucleo#"lica
Colocar en un Erlenmeyer de $%& ml$0 ml de t!butanol, 'estos son
entregados por el docente(.
Agregar el HCl, mediante un
goteo casi continuo.
Eliminar la #ase
in#erior,
correspondiente
al HCl residual
)rans#erir el contenido del
Erlenmeyer a la ampolla de
decantacin y dejar reposar
*asta ver separacin de#ases.
Agitar
vigorosamente
+eutraliar el HCl, -ue pudiese
-uedar con bicarbonato de sodio
al &, e#ectuar dos lavados de $0
/avar con agua destilada,
*acer dos lavados de & ml
eri1car -ue el pH sea neutro,
en caso contrario repetir loslavados.
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8)n cada lavado siempre se elimina la fase inferior$ #ue est3 presente en la a ampolla
de decantacin
(La parte del diagrama de fujo que se encuentra debajo de
estas lneas no ue realizada por los alumnos.
2ara evitar posibles p3rdidas de t-butilo por evaporacin$ el agregado el 7"l se
reali0 en unos '9 minutos$ no en (9 7echo esto se continu con la agitacin
en el )rlenme!er hasta completar los (9 minutos$ el recipiente siempre estuvo
tapado de ah% en m1s
Tambi3n vimos #ue de los '9 ml de t-butanol inicial se formaron unos ml
,apro;imadamente. de cloruro de t-butilo "on lo cual podemos decir #ue el
rendimiento de la reaccin fue del 9
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Part! /:)n este e;perimento se observara ,gracias a los cambios de color
en el indicador universal. como se descompone el t-butanol$ ! se vuelve a
formar$ debido al agregado de una base fuerte
)n un )rlenme!er de (=9 m/$ se agregan 9$= m/ del cloruro de tert-butilo a
'=9 m/ de solucin de alcohol isoprop%lico =9 < en agua$ indicador universal !
gotas de NaO7 ' > /a reaccin #ue tiene lugar es la siguiente:
Inic ia lmente la solucin presenta un color v io l1ceo debido al p7
b1sico del NaO7 A medida #ue la reaccin tiene lugar se consume
el hidr;ido de sodio ! se genera Na"l &e observa como el color
vir a del vi ol et a a un col or ve rde- am ari llo )sto i ndi ca la
neutrali0acin de la base
5na ve0 l legado este punto se agrega m1s NaO7 )l e;ceso de
base produce un vira+e #ue color nuevamente al viol1ceo
5na ve0 hecho esto se puede agregar nuevamente 7"l$ para ver elproceso inverso$ lo #ue ocurre es #ue se regenera el cloruro de t-
buti lo$ se pueden observar nuevamente la gama de colores 2ero
cambia el orden en el #ue aparecen
Part! 0: ,esta e;periencia fue hecha por el docente. )n esta
e;periencia se pretende observar como al cambiar la ramificacin del
carbocatin ,de ? a '?.$ ! al tipo de halogenuro #ue reacciona ,"l por I.$ se va
a ver afectada la velocidad de reaccin 2ara ello se comparar1n las distintas
velocidades en cada e;periencia
0omaraci$n !ntr! "a& r!accion!& N1 * N
9$'ml cloruro de t-butilo @ 9$'ml AgNO '< en )tO7
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9' m/ de cloruro de
n-butilo @ 9$'ml AgNO '< en )tO7
9' m/ de cloruro de tert-butilo @ 9' m/ )tO7 @ 9' m/ de AgNO '< en)tO7
9$' m/ de cloruro de n-butilo @ 9' m/ NaI al '=< en acetona
9' m/ de cloruro de t-butilo @ 9' m/ NaI al '=< en acetona
Ob&!r,acion!&:
&e pudo ver #ue los halogenuros de al#ui lo terc iar ios$ como el t-
but i lo$ forman carbocat iones m1s estables por lo #ue t ienden a
reaccionar mediante un mecanismo &N'$ donde el paso lento est1
determinado por la formacin de este carbocatin$ por lo #ue todo
a#uel lo #ue estabi l ice al carbocat in aumentara la velocidad dereaccin )s por esto #ue se prefieren solvente polares aprticos
/o #ue se observa en el tubo = es un precipi tado debido al Na"l
mu! tenue )sta reaccin ocurre a pesar de estar en presencia de
un solvente polar aprt ico )sto se debe a #ue el "l- es un buen
grupo saliente ! el I- es me+or nuclefi lo #ue el ioduro )l solvente
no es determinante de la reaccin$ sino #ue influ!e si la reaccin
ocurrir1 m1s r1pida o m1s lentamente
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/os halogenuros de al#uilo primarios$ como el n-buti lo$ no forman
carbocationes estab les por lo #ue la reacc in ocurre con un
mecan ismo concertado$ es dec ir una &N($ donde la reacc in
depende de la fuer0a del nuclef i lo ! nucleofugo )l solvente se
prefiere polar prtico$ !a #ue de lo contrario solvatar%a al nuclefilo
impidiendo el ata#ue
)n el tubo ( lo #ue se esperar%a es #ue la reaccin no ocurra ,o de
forma e;tremadamente lenta. debido a #ue e l nuc lef ilo se ve
imped ido por e l solvente >ient ras #ue en los tubos ! B la
reaccin &N( se ve al tamente favorecida por la presencia de un
solvente polar prtico
/o #ue se observa en los tubos ' - ! -B es un aumen tode l
solvente uti l i0ado$ esto no modifica el mecanismo de reaccin sino
#ue a l aumentar e l so lvente d isminu!e la concentracin de los
sustratos ! la reaccin ocurre m1s lentamente
Part! 2:
)n esta e;periencia se pretende observar cmo influ!e sobre la
velocidad de reaccin$ el solvente util i0ado ! para el tipo de
carbocatin ,?. #ue se util i0a en la e;periencia
/as velocidades observadas en los distintos tubos fueron las
siguientes:
Tubo ' (
Tiempo ,en
min.
'( C '= C 'B C '9 (9 C '=
)n los tubos ' ! ( $ se puede aprec ia r como e l aumento de la
concentracin de acetona en la me0cla acetona-agua$ hace #ue la
reaccin ocurra m1s lentamente$ #ui01 por#ue el carbocatin ?$
se estabil i0a me+or en un solvente polar protonado$ la acetona es
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una sustancia polar$ pero no t iene tendencia a desprenderse de
alguno de sus hidrgenos
)n los tubos ! tambi3n se puedo apreciar #ue las reacciones
ocurren m1s len tamente a l aumentar la concent racin de la
acetona &e argumentan las mismas ra0ones #ue en e l p1rrafo
anterior
0onc"u&i$n
>ediante la real i0acin de las d is t in tas e;per iencias se logra
ident if ica r l os fac to res #ue determinan los mecan ismos de
reaccin Tanto las &N' como las &N( se rigen principalmente por
el t ipo de halogenuro presente4 los terciarios t ienden a reaccionar
mediante una &N' ,nunca mediante una &N(.$ ! viceversa con los
halogenuros pr imarios /os halogenuros secundar ios pueden
ocurrir siguiendo ambos mecanismos$ por lo #ue lo #ue m1s influir1
en estos casos ser1n los nucleof%los ! nucleofugos
&e cons iderara #ue la inf luenc ia del solvente ut il i0ado no ser1
factor determinante en la eleccin de mecanismo sino #ue afectara
la velocidad de reaccin "uanto m1s favore0ca a la estabil idad o
al ata#ue del nuclefi lo$ m1s r1pida ser1 la reaccin )n definit iva$
e l solvente u ti li 0ado no deber1 ser usado para descartar un
mecanismo de reaccin
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