Síntesis de Naranja de Metilo

LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II

LICENCIATURA EN QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN No. 7

SÍNTESIS DE NARANJA DE METILO

OBJETIVO:        

        Estudiar las reacciones de diazotación y copulación que pueden experimentar las aminas aromáticas primarias.

GENERALIDADES

Cuando una amina aromática primaria disuelta en un ácido mineral (HCl ó H2SO4) se trata con nitrito de sodio, se puede generar una sal de diazonio, ver Figura 1.

[pic 1]

Figura 1. Estructura general de una sal de diazonio.

Las sales de diazonio pueden experimentar reacciones de copulación y/o de reemplazo:

• Copulación también denominada de acoplamiento: en este tipo de reacciones el grupo diazonio (R−N+≡N) interacciona con fenoles u otras aminas aromáticas para producir azocompuestos.
• Reemplazo: en este tipo de reacciones el grupo diazonio, dependiendo de las condiciones presentes en el medio de reacción, puede “evolucionar” en forma de N2 y su lugar ser ocupado por otro(s) átomo(s).

Los azocompuestos se caracterizan por ser compuestos intensamente coloreados, las tonalidades que pueden alcanzar van del amarillo, naranja, rojo, azul y verde. Debido a ello, los colorantes azoicos son ampliamente utilizados por la industria textil, papelera y alimenticia; así como también, algunos de los colorantes azoicos pueden ser empleados como indicadores ácido-base en el laboratorio.

A continuación, se presenta una propuesta para el mecanismo de reacción involucrado en la síntesis del naranja II, un colorante azoico empleado para el teñido de pieles y papel [1,2].

Paso 1:

Uno de los reactivos necesarios para esta síntesis es el ácido sulfanílico, para incrementar su solubilidad en medio acuoso se puede emplear una solución de diluida de NaOH, de esta manera se obtiene la sal sódica del ácido sulfanílico:

[pic 2]

Paso 2:

Una manera de generar el ácido nitroso (HNO2), es mezclar nitrito de sodio (NaNO2) con una solución fría de un ácido mineral diluido como HCl ó H2SO4:

[pic 3]

Una vez que se ha generado el HNO2, la presencia en el medio de reacción de agua y H+ pueden desencadenar la formación de las siguientes especies:

[pic 4]

[pic 5]

Como se puede observar:

[pic 6]

Paso 3:

La especie que se genera +NO (ión nitrosonio), al estar en contacto con la sal sódica del ácido sulfanílico hace que se generen las siguientes reacciones que desencadenan en la formación de la sal de diazonio:

[pic 7]

[pic 8]

Paso 4:

Es importante mencionar que, la carga positiva que se encuentra en la sal de diazonio puede ser contrarrestada con el anión del ácido empleado para generar el HNO2. Una vez que se ha generado la sal de diazonio, se mezcla con el β-naftol y se produce una reacción de copulación o de acoplamiento. Si analizamos detenidamente esta reacción, podemos observar que la sal de diazonio actúa a manera similar a una especie electrofílica y el β-naftol a modo de una especie nucleofílica, como las especies que participan en las reacciones de sustitución aromática que hemos revisado:

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