Benzoina.

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO

DIVISIÓN DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II

SINTESIS DE  LA BENZOÍNA

TRABAJO PRESENTADO POR:

• ARELI DALILIA CERVANTES ROCHA
• IRANZAZU DELGADO CÁRDENAS
• ESTEFANIA PONS LOZANO
• ANA PAULINA VARGAS MACÍAS

PROFESOR: FRANCISCO ACEVEDO

08 DE DICIEMBRE DE 2015

SÍNTESIS DE LA BENZOÍNA

OBJETIVO:

Sintetizar la benzoína a partir de benzaldehido, usando primero el ión cianuro y después usando clorhidrato de tiamina. Para poder estudiar el efecto del ión cianuro  y el clorhidrato de tiamina en la reacción de dimerización de aldehído.

Comparar la pureza y producto de ambas síntesis.

[pic 1]

[pic 2]

FUNDAMENTO

La benzoína es un compuesto cristalino de color blanco preparado por condensación de benzaldehído en cianuro de sodio y se utiliza en síntesis orgánicas.

La condensación benzoínica es una condensación cd carbaniones cuyo mecanismo es algo distinto  del de las otras condensaciones catalizadas por bases, como la aldólica, la de Perkin o la de Claisen-Schmidt. La condensación benzoínica implica la dimerización de un aldehído, pero no a través del carbono alfa con la función carbonilo, sino por el propio carbono carbonílico. De este modo, el dímero producido es una -hidroxicetona, en lugar de un compuesto -hidroxicarbonílico como el procedente de la condensación aldólica. A continuación se esquematizan estos dos distintos tipos de reacción para el acetaldehído.[pic 3][pic 4]

[pic 5]

Como puede verse, aunque en ambos casos se producen un dímero, la condensación benzoínica es un tipo diferente de reacción de formación de enlaces carbono – carbono. No obstante, esta reacción no ocurre espontáneamente en disolución básica, como lo hace la aldolización. Se precisa de un catalizador que activeel carbono carbonílico, de modo que pueda tener lugar la dimerización. En la síntesis de la benzoína a partir del benzaldehído, el ión cianuro actúa como catalizador de la dimerización.

El ión cianuro no es un ión muy básico (es la base conjugada del débil ácido cianhídrico, HCN). Es un catalizador eficaz para esta reacción debido a que, en una etapa intermedia, se genera un carbanión que se estabiliza tanto por el grupo ciano como por el grupo funcional de la molécula.

En presencia de cianuro, el benzaldehído formará una cianhidrina a través de la adición nucleófila de aquél al grupo carbonilo. En este intermedio el grupo ciano puede ahora estabilizar una carga negativa sobre el que originalmente era el carbono carbonílico, creando así un nucleófilo carbonado. El carbanión puede adicionarse de forma normal a una nueva molécula de benzaldehído, para dar una cianhidrina alquilada. Puesto que la formación de cianhidrinas es una reacción reversible, la eliminación de HCN a partir de la cianhidrina alquilada dará lugar a una –hidroxicetona, en este caso la benzoína, que es un dímero del benzaldehído.

El cianuro que inicia la anterior secuencia de reacciones, desempeña un papel esencial al estabilizar el anión que conduce al producto y finalmente actúa como grupo saliente. El cianuro es nucleófilo excelente, un buen estabilizador de aniones y también un excelente grupo saliente. Es casi único en su capacidad para desempeñar estas funciones.

Nótese también que por cada ión cianuro que inicia la secuencia de reacciones se pierde un ion cianuro al final de la misma. Se dice, por lo tanto, que la reacción está catalizada por el cianuro. La reacción no tendrá lugar en ausencia de cianuro, aunque no se consume ion cianuro en la misma.

En principio, la condensación benzoínica puede utilizarse para dimerizar cualquier tipo de aldehído, el cianuro, además de ser un buen nucleófilo, es también una base. Si un aldehído posee hidrógenos ácidos en el carbono vecino al grupo carbonilo, el cianuro puede actuar como base.

Debido a estas restricciones, la condensación benzoínica se consider un procedimiento sintético para la dimerización de aldehídos aromáticos y, en circunstancias normales, no puede utilizarse como método general para la dimerización de cualquier tipo de aldehídos.

PARTE EXPERIMENTAL

Material utilizado:

• Equipo quifit
• Embudo buchner
• Matraz kitazato
• Vasos de precipitado
• Varilla de vidrio
• Embudo de vidrio
• Campana de extracción
• Tiras de pH
• Balanza analítica
• Papel filtro
• Probetas de 5 y 10 ml

Reactivos utilizados:

• Benzaldehído
• Etanol
• Cianuro de sodio
• Agua destilada
• hielo

Síntesis de benzoína con cianuro como catalizador

1. En un matraz redondo de 20/25 ml se introduce un agitador magnético.
2. Se disuelven 0.25 g de cianuro de sodio en 2.5 ml de agua destilada.
3. Coloque en el matraz redondo 3.5 ml de etanol al 95%, 2.5 ml de benzaldehído puro  y la solución de cianuro de sodio.
4. Adapte al matraz un refrigerante para llevar a cabo un reflujo.
5. Se calienta a baño María hasta ebullición de la mezcla y se mantiene a esa temperatura durante 40 minutos con agitación constante.
6. Al terminar el tiempo de reflujo, enfríe a temperatura ambiente y después se vacía la mezcla en un vaso de precipitado con 20 g de hielo y se coloca en un baño de hielo.
7. Se filtra el producto al vacío y se lava primero con 2 ml de etanol y posteriormente con abundante agua helada.
8. Se recristaliza en etanol. Se seca el producto.
9.  Se pesa la benzoína obtenida y se determina el punto de fusión.

OBSERVACIONES

• Al pesar el cianuro de sodio lo hicimos con tapabocas y guantes, ya que es muy tóxico. Al terminar de pesarlo hicimos cambio de guantes para evitar cualquier tipo de contaminación hacia nosotras.

• La temperatura del baño maría durante el reflujo  fue de 97ºC – 102ºC.

[pic 6]

• Al terminar el reflujo obtuvimos una mezcla color amarillo claro.

• Tardamos alrededor de 3 a 5 minutos en disolver todo el hielo en nuestra mezcla.

• Al filtrar al vacío por primera vez obtuvimos unos cristales amorfos color amarillo.

• Diluimos los cristales en etanol en ebullición para después volver a filtrar por gravedad y poder eliminar impurezas.[pic 7]

• Al filtrar por gravedad tuvimos problemas, ya que los cristales se formaban inmediatamente.

• Al filtrar por segunda vez al vacío pudimos obtener unos cristales más finos color blanco un poco amarillentos.

[pic 8]

• Obtuvimos un peso de 1.16 gramos de producto final.

RESULTADOS

CÁLCULO DE RENDIMIENTO OBTENIDO

[pic 9]

RENDIMIENTO PROCENTUAL:

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[pic 11]

*Obtuvimos un punto de fusión medido en el Fisher de

Espectro de la benzoína

FTIR

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MECANISMO DE REACCIÓN[pic 13]

[pic 14]

CONCLUSIONES

Como práctica final pudimos realizarla de manera exitosa, ya que obtuvimos la síntesis y el mínimo de peso requerido.

La síntesis de la benzoína se puede llevar a cabo por varias vías utilizando diferentes sustancias. La síntesis que nosotros realizamos utilizamos cianuro de sodio, y como ya sabemos es muy tóxico y tuvimos que tener mucha precaución al manipularlo. Otra forma de sintetizar la benzoína es con tiamina, pero este proceso es mucho más caro, ya que para poder sintetizar la tiamina es muy costosa.

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