Síntesis de trifenilmetanol (trifenilcarbinol)

Written by José | Last Updated on 1 mes

Objetivo

Familiarizar al alumno con la preparación de reactivos de Grignard y su reacción con compuestos carbonílicos para formar alcoholes, en concreto la síntesis de trifenilmetanol (un alcohol) a partir de bromobenceno.

trifenilmethanol trifenilcarbinol LZTRCELOJRDYMQ-UHFFFAOYSA-N
Trifenilmetanol (trifenilcarbinol) LZTRCELOJRDYMQ-UHFFFAOYSA-N
Estructura 3D

Antecedentes

Uno de los métodos más populares para formar enlaces C-C en síntesis orgánica es mediante el uso de reactivos de Grignard (Nobel de Química en 1912).

La formación de estos implica la reacción de un haluro de alquilo, vinilo o arilo con magnesio e implica un cambio en la naturaleza electrónica del átomo de carbono, que cambia de electrófilo en el haluro a fuertemente nucleófilo en compuestos de organomagnesio.

Los compuestos de Grignard son altamente reactivos, reaccionan con agua, oxígeno, CO2, etc. Por lo tanto, estos compuestos deben prepararse en condiciones anhidras utilizando una atmósfera inerte. Tienen un carácter fuertemente nucleofílico (y básico) y producen adiciones a los grupos carbonilo, con la formación de un nuevo enlace C-C, dando lugar a alcoholes cuya naturaleza depende del tipo de compuesto carbonílico de partida utilizado.

sintesis trifenilcarbinol trifenilmetanol LZTRCELOJRDYMQ-UHFFFAOYSA-N bromobenceno bromuro de fenilmagnesio

En este experimento, el reactivo elegido es un éster (benzoato de metilo), por lo que el producto formado es un alcohol terciario, en este caso particular el trifenilmetanol (trifenilcarbinol).

Mecanismo de reacción

El mecanismo de reacción comienza con una primera etapa donde el reactivo de Grignard se disocia para formar un carbanión (carga negativa) que ataca al carbono carbonílico con carga parcial positiva.

La adición nucleofílica del reactivo de Grignard al benzoato de metilo provoca que el metóxido sea el grupo saliente del intermedio y se forme benzofenona.

mecanismo sintesis trifenilcarbinol trifenilmetanol LZTRCELOJRDYMQ-UHFFFAOYSA-N bromobenceno bromuro de fenilmagnesio

Dado que la benzofenona consta también de un carbono carbonílico más reactivo (porque está unido a dos grupos fenilo), favorece el segundo ataque nucleofílico del reactivo de Grignard y se produce el anión (Ph)3CO- con tres anillos de fenilo. El medio ácido de la reacción protona el anión (Ph)3CO- para generar el trifenilmetanol, (Ph)3C-OH como producto.

Procedimiento experimental

A) Preparación de bromuro de fenilmagnesio:

Coloque 2 g de virutas de magnesio y 15 ml de éter anhidro en un matraz de fondo redondo seco. Se le acoplan al matraz los elementos necesarios para un montaje de reflujo bajo condiciones anhidras y con adición de reactivos.

Se prepara una disolución de 9 g de bromobenceno en 10 ml de éter anhídro y se coloca en el embudo de adición. Entonces, se prepara una atmósfera inerte dejando pasar argón a través del sistema durante unos minutos y colocando un globo lleno de argón sobre un septum. Añada aproximadamente 2 ml de disolución de bromobenceno sobre el magnesio y agitar vigorosamente la reacción. Después de unos minutos, aparecerán burbujas y una turbidez (también ocurre calentamiento). Entonces, continuamos añadiendo bromobenceno gota a gota durante 30 min con el embudo de adición.

Una vez terminada la adición, lavamos el embudo con unos mililitros de éter. Mantenga el reflujo durante aproximadamente 15-20 min más, calentando suavemente si es necesario.

Se forma un crudo de reacción blanquecina, que no debe contener magnesio. Deje enfriar a temperatura ambiente. y usar sin aislamiento en el siguiente paso.

B) Síntesis de trifenilmetanol

Se utiliza el mismo montaje que en el paso anterior. Se prepara una disolución de 5 g de benzoato de metilo en 15 ml de éter anhidro y se transfiere esta disolución al embudo de adición. Comience a agregar esta disolución gota a gota al compuesto organomagnésico.

Cuando finalice la adición, refluir durante otros 30 min. Luego, verter el crudo de reacción en un vaso de precipitados con 50 ml de H2SO4 (10 %) y aproximadamente 25 g de hielo. Arrastre los restos del matraz con pequeñas porciones de una solución fría de H2SO4. Revuelva la mezcla, y cuando todo el hielo esté derretido, transfiéralo a un embudo y decante (agregue una pequeña cantidad de éter si hay una disminución significativa de volumen).

Vuelva a extraer la capa acuosa con éter (15 ml). Combinar los extractos etéreos y secar sobre sulfato sódico anhidro; luego filtrar y decantar a un matraz con 25 ml de hexano. La mezcla se transfiere a un rotavapor para producir un sólido. Filtrar, lavar con hexano, secar y pesar el sólido.

Propiedades físico-químicas

La siguiente tabla recoge los datos de peso molecular (Mw), punto de fusión (P.F.) punto de ebullición (P.E.) y densidad de los reactivos y compuestos utilizados en este experimento de laboratorio.

Name Mw (g/mol) M.p. (ºC) B.p. (ºC) Density (g/ml)
Ácido acético60.0516.21181.049
Ácido benzoico122.121252491.08
Bután-1-ol74.12-90116-1180.810
Acetato de butilo116.16-78124-1260.880
Benzoato de butilo178.23 -2491.010
Éter dietílico74.12-11634.60.71
EtOH46.07-114.178.50.790
Benzoato de etilo150.17-342121.045
H2SO498.083 -1.80-1.84
Salicilato isoamílico208.25 -277-2781.05
Acetato de isopentilo130.18-781420.876
Benzoato isopropílico164.20 - - -
Na2SO4142.04884 -2.630
NaHCO384.01300 -2.160
Octan-1-ol130.23-151960.824
Acetato de octilo176.26 -2110.867
Acetato de fenetilo164.20 -238-2391.032
Alcohol fenetílico122.16-27219-221 -
Salicilato de fenilo242.2739-413701.154
Propano-2-ol60.10-89.5082 -
Ácido salicílico138.12158-1612111.440
3-metil-butan-1-ol88.15-117131-132 -

GHS pictogramas

Los pictogramas de peligro forman parte del Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (GHS) y se recogen en la siguiente tabla para los compuestos químicos utilizados en este experimento.

Name GHS
Ácido acético ghs05  Peligro Advertencia Corrosivo cat. 1 pictograma ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable
Ácido benzoico ghs05  Peligro Advertencia Corrosivo cat. 1 pictograma ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Bután-1-ol ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable ghs05  Peligro Advertencia Corrosivo cat. 1 pictograma ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Acetato de butilo ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Benzoato de butilo ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Éter dietílico ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
EtOH ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable
Benzoato de etilo No peligroso
H2SO4 ghs05  Peligro Advertencia Corrosivo cat. 1 pictograma
Salicilato isoamílico No peligroso
Acetato de isopentilo ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Benzoato isopropílico ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Na2SO4 No peligroso
NaHCO3 No peligroso
Octan-1-ol ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Acetato de octilo No peligroso
Acetato de fenetilo No peligroso
Alcohol fenetílico ghs06  Peligro Tóxico cat. 1-3 pictograma ghs05  Peligro Advertencia Corrosivo cat. 1 pictograma
Salicilato de fenilo ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Propano-2-ol ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Ácido salicílico ghs05  Peligro Advertencia Corrosivo cat. 1 pictograma ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
3-metil-butan-1-ol ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma

Identificador Químico Internacional

Los identificadores IUPAC InChI key de los principales compuestos utilizados en este experimento se proporcionan para facilitar la nomenclatura y formulación de los compuestos químicos y la búsqueda de información en Internet de los mismos.

Ácido acéticoQTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N
Ácido benzoicoWPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N
Bután-1-olLRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N
Acetato de butiloDKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N
Benzoato de butiloXSIFPSYPOVKYCO-UHFFFAOYSA-N
Éter dietílicoRTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N
EtOHLFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N
Benzoato de etiloMTZQAGJQAFMTAQ-UHFFFAOYSA-N
H2SO4QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N
Salicilato isoamílicoPMGCQNGBLMMXEW-UHFFFAOYSA-N
Acetato de isopentiloMLFHJEHSLIIPHL-UHFFFAOYSA-N
Benzoato isopropílicoFEXQDZTYJVXMOS-UHFFFAOYSA-N
Na2SO4PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L
NaHCO3UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M
Octan-1-olKBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N
Acetato de octiloYLYBTZIQSIBWLI-UHFFFAOYSA-N
Acetato de fenetiloMDHYEMXUFSJLGV-UHFFFAOYSA-N
Alcohol fenetílicoWRMNZCZEMHIOCP-UHFFFAOYSA-N
Salicilato de feniloYNMSDIQQNIRGDP-UHFFFAOYSA-N
Propano-2-olKFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N
Ácido salicílicoYGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N
3-metil-butan-1-olPHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N

Referencias

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