Condensación de Claisen-Schmidt Obtención de dibelzalacetona Introducción
Una característica importante de aldehídos y cetonas es su capacidad para sufrir la adición nucleofílica en sus grupos carbonilo. Otra característica importante de los compuestos carbonilo es acidez fuera de lo común de los átomos de hidrógeno en los átomos de carbono adyacentes al grupo carbonilo. (Por lo general, estos átomos de hidrógeno se llaman hidrógenos, y el
carbono α al que están unidos se denomina carbonoα)
Los hidrógenos alfa presentan Acides fuera de lo común (pka=19-20)
Los Hidrógenos Beta no son acido acido
La razón para la acidez inusual de los hidrógenos α de los co mpuestos carbonilo es clara: cuando un compuesto carbonilo pierde un protón α, el anión que se produce se estabiliza por resonancia. La carga negativa del anión se deslocaliza.
A partir de esta reacción reacción se ve que es posible escribir dos estructuras estructuras de resonancia A y B para el anión. Cuando este anión estabilizado por resonancia acepta un protón, lo hace en una de dos formas: al aceptar un protón en el carbono para dar el compuesto carbonilo original, en lo que se llama la forma ceto, o al aceptar el protón en el oxigeno para generar un enol.
Condensación aldólica: unión de 2 compuestos carbonílicos a través de la formación de un ion enolato. Condensación aldólica cruzada: los 2 carbonílicos no son iguales (son de diferentes especies), al menos uno debe tener un H en la posición alfa. Reacción de Claisen-Schmidt : cuando las cetonas se usan como uno de los componentes, las reacción aldólicas cruzadas se llaman reacción de Claisen – Schmidt, en honor de los químicos alemanes J.G Schimidt (quien las descubrió en 1880) y Ludwig Claisen (quien las perfecciono entre 1881 y 1889), estas reacciones son de gran utilidad practica cuando se usan bases como el hidróxido de sodio por que, bajo estas condiciones, las cetonas no se autocondensan de manera apreciable. (El equilibrio es desfavorable). Objetivos
Efectuar una condensación aldólica cruzada dirigida. b) Obtener un producto de uso comercial. Reacción a efectuar
Mecanismo de Reacción
Cálculos Estequiométricos
Masa Molar g/mol Densidad g/ml Punto de Fusión ó Ebullición °C Volumen ml Cantidad de sustancia mol
Benzaldehído 106.12 g/mol 1.044 g/ml P. E 178 – 179 °C
Acetona 58.08 g/mol 0.791 g/ml P. E 56 °C
Dibenzalacetona 234.30 g/ml ---P. F 110 – 111 °C
1.25 ml 0.012973 mol
0.5 ml 0.006809 mol
1.42 g 0.006060606 mol
Masa de Benzaldehído = (1.25 ml) ( ) = 1.305 g de Benzaldehído.
) =0.3955 g de Acetona. n de Benzaldehído = (1.25 ml) ( ( = 0.012973 mol de Benzaldehído. Masa de Acetona = (0.5 ml) (
n de Acetona = (0.5 ml) (
( ) 0.006809 mol de Acetona.
Cantidad de Dibenzalacetona obtenido: 1.56 g n de Dibenzalacetona = (1.42 g) (
) = 0.006060606 mol de Dibenzalacetona. Resultados
% de rendimiento =
=
93.43%
Cromatoplaca no analizada por falta de pruebas que comprueben que fue exitoso. Análisis de Resultados
Se realizó la condensación de Claisen –Schmidt a partir de benzaldehído y acetona con catalizadores de NaOH y etanol los cuáles ya que son catalizadores no cambian durante la reacción y al final se vuelven a obtener NaOH como productos ya que estos tan solo sirvieron para agilizar la reacción. La reacción que se realizó fue una reacción aldólica (ya que se utilizaron dos compuestos carbonilo diferentes) cruzada y ya que la cetona es uno de sus componentes por eso es una reacción de Claisen – Schmidt ya que bajo la presencia de NaOH la cetona no se autocondensó de manera apreciable y la deshidratación ocurrió con facilidad por que el enlace doble que se formó estaba conjugado; tanto con el grupo carbonilo como con el anillo de benceno, por lo que se extendió el sistema conjugado.
Conforme se agitaba el medio de reacción la solución iba cambiando de color, se iba efectuando la reacción y daba paso a la formación de la Dibenzalacetona la cuál se filtró y en las aguas madres quedó la mezcla de acetona, NaOH, EtOH agua y restos de benzaldehído ya que este sobró una parte mínima que no reaccionó debido a que dos moles de este reactivo reaccionan con un mol de acetona el cuál fue el reactivo limitante y ya que se obtuvieron 1.42 g de de Dibenzalacetona, se obtuvo un buen rendimiento del 93.43%, tomando claramente en cuenta que la relación estequiometrica reactivo-producto es 2:1, esto después de recristalizar el producto que produjo cristales amarillos en forma de aguja a los cuáles se les determinó el punto de fusión y este fue de 106 °C. (Teoricamente el punto de Fusión debía ser 110 – 111 ° La prueba de cromatografía sin embargo no se pudo comprobar adecuadamente ya que no obtuvieron pruebas a f avor. Solo observamos el desplazamiento del producto final; la Dibenzalacetona. Cuestionario 1) Explique por qué debe adicionar primero benzaldehído y después la acetona a la mezcla de la reacción.
Ya que se evitan reacciones secundarias si se coloca primero reactivo que carece de Hidrogeno alfa, en el cual no sufre auto-condensación y luego se le agrego con lentitud el reactivo con Hidrogeno alfa en la mezcla. 2) Explique por qué se obtiene un solo producto y no una mezcla de productos en esta práctica.
Ya que uno de los compuestos no tiene Hidrogeno alfa y así no se puede auto condensar. 3) Indique por qué se crotoniza fácilmente el aldol producido.
Si se calienta tiene lugar una deshidratación y se forma crotonaldehído, esta deshidratación se presenta con facilidad debido a la acidez de los Hidrógenos alfa restantes y porque el producto se estabiliza por sus alcances dobles conjugados. 4) ¿Por qué la solución no debe estar alcalina al recristalizar?
Ya que si esta en medio ácido, no se forman los cristales, sin embargo si alcalina el compuesto entonces se pueden formar los cristales.
Identificación de los principales grupos funcionales en los espectros de IR, tanto de materias primas y productos.
Conclusiones
Fue posible realizar una condensación cruzada, a partir de un aldehído aromático y una cetona alifática, en presencia de una base (NaOH), la cual atrapa al protón acido de la acetona, actuando como nucleófilo en el carbono del aldehído, de esta forma se llevo a cabo la reacción de Condensación de Claisen-Schmidt, además de ser cruzada y dirigida. Se realizó una reacción de condensación aldólica dirigida en la cuál se mezclo un aldehído con una cetona que contiene hidrógenos alfa y ya que el aldehído no poseía hidrógenos alfa ocurrió una condensación entre las dos, siendo esta reacción acompañada por una deshidratación debido al sistema conjugado que se tenía tanto para el grupo carbonilo como para el anillo bencílico para dar lugar a la formación a los cristales de la Dibenzalace tona. Estas reacciones son de importancia para la síntesis de productos comerciales como lo es la Dibenzalacetona la cuál se utiliza para la producción de productos farmacéuticos ya sean medicamentos o cosméticos, por lo cuál es importante conocer este tipo de reacciones. El rendimiento obtenido es alto, por lo tanto la reacción se llevo a cabo eficientemente y el trabajo realizado fue exitoso. Bibliografía.
À V I L A ,
J.
Gustavo. (2001). “ Q u ím i c a Orgánica”; E x p e r i m e n t o s c o n u n enfoque ecológico”. UNAM. México, 522pp MC MURRY. “Química Orgánica.” 6ta. Edición. Ed. Thomson. México.D.F. 1200 pp.
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