Síntesis del acetilferroceno

Written by José | Last Updated on 3 meses

Objetivo

Preparar acetilferroceno por sustitución electrofílica en uno de los anillos de ciclopentadieno del ferroceno (bis(η5-ciclopentadienil) hierro(II)).

Síntesis del acetilferroceno
Síntesis del acetilferroceno

Antecedentes

El descubrimiento fortuito del ferroceno en 1951 abrió un nuevo campo de investigación y contribuyó en gran medida al avance tecnológico de la química. Entre los usos y aplicaciones del ferroceno, cabe destacar los siguientes:

  • Catalizador del combustible de aviación, que mejora la velocidad de combustión hasta 4 veces y reduce la temperatura de los tubos de escape.
  • Aditivo para la gasolina, como antidetonante, en lugar de compuestos de plomo.
  • Aditivo del fuelóleo para eliminar humos y residuos.
  • Catalizador en la síntesis de amoníaco en condiciones suaves.
  • Aditivo en la fabricación de polímeros como agente protector y estabilizador frente al calor o la radiación UV.
  • Componente de materiales fotosensibles, sustituyendo a la plata en películas, fotocopias e impresión de alta resolución.
  • Producción de fertilizantes.

El ferroceno como cualquier sustancia aromática puede sufrir reacciones de Sustitución Aromática Electrofílica (SEAr).

Procedimiento experimental

En un tubo de ensayo, mezcle 0,4 g de ferroceno, 2 ml de anhídrido acético y 0,5 ml de ácido fosfórico. Calentar la mezcla en un baño de agua a 60 ºC durante 5 min.

Procedure

En un tubo de ensayo, mezclar 0,4 g de ferroceno, 2 ml de anhídrido acético y 0,5 ml de ácido fosfórico H3PO4. Calentar la mezcla en un baño de agua a 60 ºC durante 5 min.

¡PELIGRO! «El anhídrido acético reacciona violentamente con el agua y la mezcla puede salpicar.»

 

Añadir una cantidad de hielo picado igual al volumen de la reacción, removiendo hasta que el hielo se derrita; remover la suspensión añadiendo hexano (2 × 5 ml); remover la mezcla con una pipeta Pasteur; y separar la capa orgánica. Recoger la capa orgánica en otro tubo de ensayo y secar añadiendo carbonato sódico anhidro Na2CO3.
En este punto, hacer una CCF utilizando como eluyente hexano/éter dietílico (1:1). Aparecerá una mancha naranja con un valor Rf observado de aproximadamente 0,3, generada por el producto de reacción, y probablemente otra amarilla con valor Rf  de aproximadamente 0,8, correspondiente al ferroceno sin reaccionar. Purificar el crudo de reacción por CC utilizando 5 g de gel de sílice. Para ello, preparar 75 ml de eluyente hexano/éter dietílico (4:1) y una gradilla con 15 tubos de ensayo.
Preparar la muestra a purificar añadiendo 0,5 g de gel de sílice al crudo de reacción y eliminar el disolvente a presión reducida (rotavapor). Esto producirá un sólido anaranjado, que se colocará en la columna CC. Recoger el eluyente en fracciones de aproximadamente 5 ml en cada tubo de ensayo.

Comprobar la naturaleza y pureza de las fracciones recogidas mediante CCF en las mismas condiciones descritas anteriormente. Recoger los tubos que contienen el acetilferroceno en un matraz de fondo redondo tarado, y eliminar el disolvente a presión reducida (rotavapor) para dar un sólido de p.f. = 85-86 ºC.

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)
Anhídrido acético102.09-73.1139.81.080
H3PO498.00401581.685
Hexano86.18-95690.659
Na2CO3105.99851 -2.532
Éter dietílico74.12-11634.60.71
Gel de sílice (SiO2)60.09 - - -
Ferroceno186.03172-174249 -
Acetilferroceno228.0781-83 - -

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
Anhídrido acético 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
H3PO4 ghs05  Peligro Advertencia Corrosivo cat. 1 pictograma
Hexano ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable ghs08  Advertencia de peligro Pictograma de riesgos sistémicos para la salud ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma ghs09  Advertencia (para cat. 1) (para cat. 2 sin palabra de advertencia) Pictograma de peligro para el medio ambiente
Na2CO3 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
Gel de sílice (SiO2) No peligroso
Ferroceno ghs02  Peligro Advertencia Pictograma inflamable ghs07  Advertencia Tóxico cat. 4 Irritante cat. 2 o 3 Peligros sistémicos inferiores para la salud pictograma
Acetilferroceno ghs06  Peligro Tóxico cat. 1-3 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.

Anhídrido acéticoWFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N
H3PO4NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N
HexanoVLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N
Na2CO3CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L
Éter dietílicoRTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N
Gel de sílice (SiO2)VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N
FerrocenoKTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N
AcetilferrocenoPHMAOJNZIFULOG-UHFFFAOYSA-N