Síntesis del acetoacetato de etilo

Objetivo

El objetivo consiste en la realización de una condensación de Claisen entre dos moléculas de un ester (acetato de etilo) para formar un β-cetoester (acetoacetato de etilo).

Antecedentes

Los enolatos de éster experimentan reacciones de adición-eliminación con otras funciones éster dando lugar a β-cetoésteres. Estas transformaciones, conocidas como condensaciones de Claisen pueden darse entre moléculas de ésteres iguales o diferentes. La formación de los enolatos implica el empleo de bases fuertes compatibles con los ésteres utilizados.

Procedimiento experimental

Reacción

En un matraz de fondo redondo de 250 ml se colocan 50 g (55.5 ml) de acetato de etilo puro y se le adicionan 5 g de sodio hilado, previamente descortezado. Al matraz, se le adapta un refrigerante de reflujo y al extremo superior de este se le coloca una torre de desecante. La mezcla de reacción se calienta a reflujo, de manera que el acetato de etilo se mantenga en suave ebullición.

Si el acetato de etilo contiene solo una pequeña cantidad de alcohol o agua no se producirá inmediatamente una reacción violenta, observándose un ligero desprendimiento de hidrógeno.

El calentamiento se continúa hasta que el sodio se disuelva completamente (aprox. 3 h). Si se prolonga el reflujo demasiado tiempo se produce una disminución en el rendimiento.

¡PELIGRO! “El sodio reacciona violentamente con el agua.

 

Una vez pasado este tiempo se desconecta la placa calefactora y estando todavía caliente el crudo de reacción se añade poco a poco agitando ocasionalmente una mezcla compuesta por 14 ml de ácido acético en 16 ml de agua hasta pH ácido.

Aislamiento

Posteriormente, se añade a la mezcla un volumen igual de salmuera saturada en frío y se realiza una extracción con el embudo de decantación. La capa orgánica (superior) está constituida por una mezcla de ácido acético (minoritario), acetato de etilo y acetoacetato de etilo (mayoritario).

Para separar el acetoacetato de etilo, se lava en el embudo de decantación con una disolución saturada de bicarbonato sódico y la capa orgánica.

Purificación

El acetoacetado de etilo separado se purifica mediante destilación simple. La destilación se corta cuando la temperatura llegue a 95 ºC. El residuo se destila a vacío. La primera fracción (relativamente pequeña) está formada por acetato de etilo y agua. En la segunda fracción, que destila en un intervalo de pocos grados se obtiene el acetoacetato de etilo.

Se pueden observar temperaturas de destilación inferiores a la indicada dependiendo de la presión que alcance el sistema de vacío utilizado, por ejemplo, a 14 mmHg 74 ºC, a 29 mmHg 88 ºC, a 45 mmHg 94 ºC y a 80 mmHg 100 ºC.

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