FORMATO PRACTICA-DIBENZALACETONA

PRACTICA

DURACIÓN APROXIMADA

4 hr.

“DIBENZALACETONA (Condensación de Claisen-Schmidt)”

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OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

El estudiante:

• Analizará una de las reacciones típicas de los compuestos carbonílicos
• Sintetizará la dibenzalacetona mediante una reacción de adición nucleofílica-eliminación, en particular una condensación aldólica cruzada entre un equivalente de acetona y dos equivalentes de benzaldehído en un medio básico (EtOH/NaOH/H2O)
• Realizará reacciones de formación de enlace C-C
• Obtendrá un producto de uso comercial

INTRODUCCIÓN TEÓRICA DE LA PRÁCTICA

Cuando se hacen reaccionar dos compuestos carbonílicos en una reacción aldólica, y solamente uno de ellos tiene átomos de hidrógenos α enolizables, solo son posibles dos productos. Si, además, el sistema no enolizable es aromático, la reacción se hace aún más sencilla y el producto de la reacción aldólica cruzada resulta el dominante.  

En  esta clase de condensaciones el aldol intermediario, se deshidrata en el curso de la reacción, haciéndose la entropía total de la reacción mucho más favorable que en la dimerización simple del aldol.

La formación del doble enlace C-C es favorecido por el hecho de que pasa a ser parte de un sistema conjugado extenso, de forma que la molécula adquiere una considerable energía de resonancia durante la creación del enlace C=C.

La dibenzalacetona se utiliza en lociones para protección contra el sol.

MECANISMO DE REACCIÓN

La reacción que se lleva a cabo es una condensación aldolica cruzada, debido a que se efectúa entre dos compuestos carbonílicos diferentes (dos moléculas del aldehído y una cetona). Esta reacción no siempre es factible, puesto que puede resultar una mezcla de cuatro productos si ambos compuestos carbonílicos tienen hidrogeno en  α.

Se puede obtener un solo producto si se siguen las siguientes condiciones:

a) Uno de los reactivos no debe tener hidrógenos α, de modo que no puedan auto condensarse.

b) Mezclar este reactivo con el catalizador.

c) Adicionar al final el compuesto carbonílico con hidrógenos α para que haya una concentración muy baja del compuesto carbonílico ionizable.

La síntesis de dibenzalacetona involucra la condensación de dos moléculas de benzaldehído con una cetona, una reacción catalizada por el hidróxido de sodio.

 La reacción inicia cuando el ion hidróxido presente en el medio de reacción (NaOH), ataca al compuesto carbonílico (la acetona) con hidrógenos α−ácidos (1), extrayendo un hidrogeno α formando el carbanión (2) estabilizado por resonancia como el ion enolato y agua.

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Posteriormente, como nucleófilo, el anión enolato (2) a través del carbanión, ataca al grupo carbonilo de una molécula de benzaldehído (3), formando un ion alcóxido (4), el cual es una base fuerte que reacciona con el agua para producir la β-hidroxicetona (5), regenerando el ion hidróxido.

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La β-hidroxicetona (5) reacciona con el ion hidróxido, eliminando agua, dando lugar a la formación de la monobenzalacetona (6). Esta reacción de eliminación, se ve favorecida gracias a que el doble enlace que se genera esta conjugado con el grupo carbonilo y el anillo bencénico.

[pic 4]

La monobenzalacetona (6) reacciona nuevamente con el ion hidróxido para que al perder otro hidrógeno del carbono en la posición α al grupo carbonilo se genere el carbanión estabilizado por resonancia como el enolato (7),

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Que reacciona a través del carbanión con una segunda molécula de benzaldehído para generar el ion alcóxido (8), sustrae un protón del agua, al ser una base más fuerte que el ion hidróxido, para generar una segunda β-hidroxicetona (9).

[pic 6]

La segunda β-hidroxicetona (10) reacciona con el hidróxido de sodio, eliminando agua y regenerando la base lo que da lugar al producto final, la dibenzalacetona (11).

El isómero geométrico que se obtiene de la dibenzalacetona es el trans-trans, por ser el menos impedido estéricamente y por lo tanto el más estable. El color que presenta la dibenzalacetona es el resultado de un largo sistema π conjugado el cual puede absorber en la parte visible del espectro electromagnético (λ máx.= 330 nm).

DESARROLLO EXPERIMENTAL

1. En un matraz Erlenmeyer de 125 mL disuelva 1.13 g de hidróxido de sodio en 12.5 mL de agua.
2. Después de que la base se haya disuelto, adicione 10 mL de etanol.
3. A continuación agregue poco a poco y con agitación 1.25 mL de benzaldehído y
4. Finalmente adicione gota a gota y con agitación 0.5 mL de acetona.
5. Continue agitando la mezcla de reacción durante 15 min más, manteniendo la temperatura de la mezcla de reacción entre 20-25 °C; utilizando (de ser necesario) un baño de agua fría.
6. Una vez transcurridos los 15 minutos, filtre el precipitado formado sobre un papel filtro en un embudo Büchner acoplado a un matraz Kitasato y a vacío, lave el precipitado con agua fría hasta que las aguas de lavado tengan un pH = 7.
7. Seque y purifique el producto por recristalización de etanol.
8. El producto obtenido bajo estas condiciones tiene una pureza entre 96 y 98% determinada por cromatografía de gases.

Si al recristalizar la solución, esta se torna de color rojo-naranja, es debido a que el pH es ligeramente alcalino, por lo que debe agregar acido clorhídrico (1:1), hasta pH=7.

Pese el producto, calcule el rendimiento y determine el punto de fusión. Si se desea comprobar la pureza realice una c.c.f.

SUBSTANCIAS, MATERIAL Y EQUIPO

Vasos de precipitados 150 mL

2

Vidrio de reloj

1

Matraz Erlenmeyer 125 mL

2

Microespátula

1

Termómetro de -10  a 200 °C

1

Agitador de vidrio

1

Probeta de 25mL

1

Baño maría

1

Pipeta de 10 mL

1

Matraz kitasato con manguera

1

Embudo Büchner con empaque de hule y manguera

1

Pinzas de tres dedos con nuez

1

Agitador de vidrio

1

Tripie

1

Embudo de vidrio

1

Tela de asbesto

1

Mechero de bunsen con manguera

1

Soporte universal

1

Bomba de vacío

1

Piseta con agua destilada

1

Pliego de papel filtro

1

Sustancias

Cantidad

Benzaldehído

50 mL

Acetona

50 mL

Hidróxido de sodio

5 g

Etanol

100 mL

Acetato de etilo

100 mL