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PRÁCTICAS DE DOCENCIA PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

Área: Química Orgánica Asignatura: Química Orgánica II Práctica No. 5

Título de la práctica: CONDENSACIÓN ALDÓLICA

INTRODUCCIÓN La condensación aldólica es una de las reacciones más conocidas de formación de enlaces C-C. La condición para que se produzca es que el compuesto de partida (un aldehído o una cetona) posea átomos de hidrógeno unidos al carbono en posición α respecto al grupo carbonilo. Estos átomos de hidrógeno presentan un marcado carácter ácido y, por lo tanto, son capaces de reaccionar con una base para dar un carbanión nucleófilo (un anión enolato), que ataca a su vez al grupo carbonilo de otra molécula con formación de un compuesto β-hidroxicarbonílico o “aldol” (condensación aldólica simple). Los aldoles son, generalmente, poco estables ya que tienden a perder una molécula de agua por lo que, a menudo, el producto que se aísla al final de la reacción es un compuesto carbonílico α,β-insaturado. La condensación aldólica en medio básico involucra tres (3) pasos: 1. Enolización: Substracción del protón α por la base, generando un carbanión α estabilizado por resonancia que actúa como reactivo nucleofílico.

RH2C

H

O

+ OH- HC

O

HR

2. Ataque nucleófilo del enolato: La adición nucleofílica del carbanión al carbono del C=O de otra molécula de aldehído, produciendo un anión alcóxido.

RH2C

H

O

HC

O

HR

+ C

O

H

H2C

O

H R

H

R

3. Protonación: Protonación del anión alcóxido por el agua, formando el aldol.

+ H2OC

O

H

H2C

O

H R

H

R C

O

H

H2C

OH

H R

H

R

Deshidratación del aldol Si la temperatura supera los 5 ºC el aldol pierde agua formando el α,β-insaturado. El mecanismo de esta reacción transcurre a través del enolato, que elimina ión hidróxido dando el producto final.

C

O

H

H2C

OH

H R

H

R C

O

H

CH2C

R

R

H Por otra parte, los compuestos carbonílicos que no poseen átomos de hidrógeno en posición α como, por ejemplo, el benzaldehído, no pueden formar enolatos en presencia de bases. Sin embargo, estos compuestos

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pueden ser atacados por un enolato procedente de otro compuesto carbonílico que tenga átomos de hidrógeno en α (por ejemplo, acetona) y originar a un producto de condensación aldólica cruzada. En esta práctica se estudiará la reacción de condensación aldólica cruzada entre benzaldehído y acetona para generar dibenzalacetona. Un hecho interesante de este experimento es que la acetona tiene dos “centros de reacción” (dos grupos metilo activos: átomos de hidrógeno en α de carácter ácido), por lo que pueden formarse dos productos diferentes en función del número de moléculas de benzaldehído con las que reaccione, es decir, en función de la estequiometría de la reacción.

CHO

2+

H3C CH3

O NaOH

O

Benzaldehído Acetona Dibenzalacetona OBJETIVOS

• Entender las reacciones que pueden llevarse a cabo entre aldehídos y cetonas, mediante la síntesis de dibenzalacetona.

• Entender la importancia que tiene la condensación aldólica para la síntesis de compuestos orgánicos. MATERIALES

IMPLEMENTOS REACTIVOS 1 Erlenmeyer de 25 mL 1 Espátula Acetona 1 Pinza de madera 1 Equipo de filtración Benzaldehído 2 Pipetas graduadas de 1 mL Papel filtro Etanol 1 Plancha agitadora Papel tornasol Solución de NaOH al 15% 1 Magneto

PARTE EXPERIMENTAL En un erlenmeyer de 25 mL se mezclan cuidadosamente 10 mL de etanol, 1.0 mL de benzaldehído y 1.0 mL de una disolución de NaOH (15%) en agua. A continuación, se añaden 0.35 mL de acetona y se deja que la mezcla permanezca a temperatura ambiente, agitando periódicamente, durante 30 minutos. Durante este tiempo pueden rascarse las paredes del recipiente con una espátula para favorecer la precipitación del producto. A continuación, el precipitado se recolecta por filtración (al vacío si es posible) y se lava éste con pequeñas porciones de agua fría, hasta pH neutro. Se deja secar unos minutos en el propio embudo y una muestra del producto bruto se etiqueta y se conserva para compararlo posteriormente con el producto purificado. El resto se recristaliza de etanol-agua y los cristales obtenidos se filtran y se secan. Tome nota de la cantidad obtenida, calcule el rendimiento y determine el punto de fusión del producto como primer criterio de pureza.

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PREGUNTAS

1. Describa el mecanismo completo de la reacción de formación de dibenzalacetona a partir de acetona y benzaldehído en exceso.

2. ¿Cuándo se efectúa la reacción de Cannizaro? Escriba el mecanismo de esta reacción.

3. Escriba el mecanismo de la condensación aldólica en medio ácido.

4. Las chalconas, son sustancias utilizadas en el departamento en la síntesis de compuestos heterocíclicos.

¿Cómo se obtienen?