6A PRÁCTICA DERIVADOS HALOGENADOS OBTENCIÓN DE CLORURO DE TERBUTILO I. OBJETIVOS a) Conocer la preparación de un halogenuro de alquilo terciario a partir del alcohol correspondiente, mediante una reacción de sustitución nucleofílica. b) Preparar el cloruro de terbutilo por la reacción de terbutanol con ácido clorhídrico concentrado en presencia de cloruro de calcio anhídro, aislar y purificar por destilación el producto de la reacción. REACCIÓN: CH3 CH3 C OH + HCl CH3 Volúmen (mL) Densidad (g/mol) Masa molar (g/mol) Punto de Ebullición (°C) CH3 CH3 C Cl + H2O CH3 Terbutanol Cloruro de terbutilo 6 0.786 74.12 83 0.851 92.57 51-52 II. MATERIAL Embudo de separación c/tapón Porta-termómetro Recipiente de peltre 1 Termómetro -10 a 400o C. Vaso de precipitados 250 ml Espátula 1 Resistencia eléctrica 1 Tapón de corcho (#5) 1 1 1 1 1 Matraz pera de una boca 50 ml "T" de destilación Refrigerante c/mangueras Colector 1 Probeta graduada 25 ml Matraz Erlenmeyer 50 ml Pinzas de tres dedos c/nuez 1 1 1 1 1 3 III. SUSTANCIAS Alcohol terbutílico Cloruro de calcio Ácido clorhídrico conc. 6 ml 2g 18 ml Sol de carbonato de sodio al 10% Agua destilada Sulfato de sodio anhidro 10 ml 40 ml 1g IV. INFORMACIÓN La conversión de alcoholes en cloruros de alquilo se puede efectuar por varios procedimientos. Con alcoholes primarios y secundarios se usan frecuentemente cloruro de tionilo y halogenuros de fósforo; también se pueden obtener calentando el alcohol con ácido clorhídrico concentrado y cloruro de zinc anhídro. Los alcoholes terciarios se convierten al halogenuro de alquilo con ácido clorhídrico solo y en algunos casos sin calentamiento. V. PROCEDIMIENTO Coloque en un matraz erlenmeyer de 125 ml con tapón: 6 ml de terbutanol, 18 ml de ácido clorhídrico, 2.0 g de cloruro de calcio y mézclelos con agitación vigorosa durante 15 minutos. Transfiera el contenido del matraz a un embudo de separación, deje reposar hasta la separación de fases, elimine la capa inferior (Nota 1), lave dos veces el cloruro de ter-butilo formado con una solución de carbonato de sodio al 10% (5 ml cada vez) (Nota 2). Seque el cloruro de ter-butilo con sulfato de sodio anhídro y purifíquelo por destilación simple (Nota 3). Recoja la fracción que destila entre 42-45o C. Notas: 1.- La fase inferior corresponde al HCl residual. 2.- Durante los lavados el cloruro de ter-butilo queda en la fase superior. Consulte la densidad del cloruro de ter-butilo. 3.- Use un sistema de destilación sencilla, caliente el matraz sumergido en un baño maría. Reciba el destilado en un matraz con un baño de hielo. VI. ANTECEDENTES 1. -Obtención de halogenuros de alquilo. 2.- Propiedades físicas, químicas y toxicidad de los reactivos y productos. 3.- Mecanismo de SN1. 4.- Mecanismo de SN2 5.- Comparación de los mecanismos de SN1 y SN2. 6.- Estudio de las reacciones de equilibrio. VII. CUESTIONARIO 1. 1.-¿Cuál es el mecanismo de reacción para la obtención del cloruro de terbutilo? 2. Consulte la toxicidad del terbutanol, ácido clorhídrico y del cloruro de terbutilo. 3. Los residuos de la reacción contienen agua, cloruro de calcio y terbutanol. ¿Qué es necesario hacer antes de desecharlos por el drenaje? 4. Asigne las bandas principales presentes en los espectros de I.R. a los grupos funcionales de reactivos y productos. Espectros de I.R. a) Ter-butanol 1 00 .0 90 2567.10 80 1656.87 70 645.77 60 1022.28 %T 466.11 50 40 749.25 30 1472.14 1239.19 20 2972.94 3371.92 10 3 .8 1202.01 1381.33 1364.66 4 00 0.0 3 00 0 2 00 0 1 50 0 cm-1 a) Cloruro de ter-butilo 913.43 1 00 0 4 50 .0 100.0 90 80 70 60 % T 50 40 1380.11 30 866.70 20 10 2933.80 1216.12 1261.72 2873.55 2.0 4000.0 1438.05 2960.37 3000 2000 1500 1000 cm-1 VIII. BIBLIOGRAFÍA 1.-Morrison R.T. y Boyd R.N. Química Orgánica. 2ª Edición Fondo Educativo Interamericano. México (1985). 2.-Brewster R.Q. y Vander Werf C.A. Curso Práctico de Química Orgánica. 2a ed. Edit. Alhambra. Madrid, España (1970). 3.-Moore A.J. y Dalrymple D.L. Experimental Methods in Organic Chemistry.2a ed. W.B. Saunders Company. U.S.A. (1976). 450.0 OBTENCIÓN DE CLORURO DE TERBUTILO Terbutanol HCI, CaCI 2 1) Agitar 15' 2) Separar fases. FASE ACUOSA FASE ORGÁNICA Cloruro de terbutilo, Agua, HCI HCI 3) Lavar con Na 2 CO 3 (10%). D1 FASE ORGÁNICA FASE ACUOSA 4) Secar con Na 2 SO 4 . LÍQUIDO SÓLIDO H2O NaCI D2 Na 2 SO 4 H2O Cloruro de terbutilo 5) Destilar RESIDUO Residuos destilado D3 DESTILADO 6) Agregar Agua-Metano l Cloruro de Terbutilo D4 7) Determinar constante NaCI, Agua Terbutanol Metanol D5 D1, D3: Checar PH, neutralizar y desechar por el drenaje. D2: Si contiene terbutanol, destilar el agua y mandar a incineración el residuo. D4: Mandar a incineraciòn. D5: Recuperar metanol por destilación. Neutralizar el residuo y desecharlo por el drenaje.