Práctica 1 Reacción de Cannizzaro: Obtención de alcohol bencílico y ácido benzoico

Objetivo Estudiar las propiedades químicas de compuestos carbonílicos sin hidrógenos en posición alfa (H). Antecedentes: Dos moléculas de benzaldehído al exponerse a la acción de la solución de potasa concentrada sufren una desproporción para dar una mezcla de un alcohol y la sal de un ácido carboxílico, la sal en medio ácido regenera el ácido carboxílico. Los aldehídos sin hidrógenos α no pueden formar iones enolato, por consiguiente no pueden participar en la condensación aldólica, a menos que reaccionen con el ion enolato de otro compuesto carbonílico. Si los dos aldehídos no tienen hidrógenos en α el resultado es una reacción de oxido reducción, llamada reacción de Cannizzaro. - C – C – C – C – C - CHO ε δ γ β α Alcohol Bencílico Acido Benzoico

Introducción El benzaldehído (C6H5CHO) es un compuesto químico que consiste en un anillo de benceno con un sustituyente aldehído. Es el representante más simple de los aldehídos aromáticos y uno de los miembros industrialmente más usados de esta familia de compuestos. A temperatura ambiente, es un líquido incoloro el cual posee un punto de fusión de -26°C y un punto de ebullición de +197°C. Dos moléculas de benzaldehído al exponerse a la acción de la solución de potasa concentrada sufren una desproporción para dar una mezcla de un alcohol y la sal de un ácido carboxílico, la sal en medio ácido regenera el ácido carboxílico. Los aldehídos sin hidrógenos α no pueden formar iones enolato, por consiguiente no pueden participar en la condensación aldólica, a menos que reaccionen con el ion enolato de otro compuesto carbonílico. Si los dos aldehídos no tienen hidrógenos en α el resultado es una reacción de oxido-reducción, llamada reacción de Cannizzaro. Cuando los aldehídos no tiene hidrógenos alfa, por tratamiento con una base de categoría fuerte darán la reacción de cannazzario. En este tipo de reacción una molécula es reducida al alcohol que le corresponde y la segunda molécula se ve oxidada a un ácido carboxílico.

La mezcla anterior se pondrá en un embudo de separación para luego lavar el matraz con 5 ml. de éter y verterlo también al embudo. En un matraz de 10 ml. Disolver 1 g de hidróxido de potasio en 4.8 ml. de agua a esta sol. agregar 1.6 de benzaldehído y reflujo por 1 hora utilizando un baño de arena. Enfriar a chorro de agua. Dejar reposar el embudo por 5 min; separar la fase acuosa y ponerla en un vaso de precipitados y la fase etérea en otro vaso de precipitados. Desarrollo Se debe agitar para tener una extracción del alcohol bencílico por el éter. Repetir la separación de fases y combine los dos extractos etéreos. Se guardara la sol. acuosa para la separación del ácido benzoico. Se regresara la fase acuosa al embudo de separación y volver a extraerla con 5 ml. de éter.

Calcular el rendimiento del alcohol bencílico con una pipeta. Los extractos de la fase etérea se pondrán en un vaso de precipitados seco con 2 g de sodio anhidro y decante en un vaso de precipitados de 50 ml limpio y seco. Remover el éter por destilación con baño de agua tibia sobre la parrilla. Filtre el precipitado en un embudo Büchner con vacío lavado con agua fría. Pese el ácido benzoico cuando este seco y medir el rendimiento. Calcular el rendimiento del alcohol bencílico con una pipeta. En una mezcla de 10 ml de ácido clorhídrico poner la fase acuosa y 20 g de hielo frapé con agitación . Verificar el pH de la fase acuosa con papel indicador para saber si esta ácido.

Cuestionario 1.- Escriba el mecanismo de la reacción de Cannizzaro con benzaldehído La Reacción de Cannizzaro, llamada así por su descubridor Stanislao Cannizzaro, es una reacción química que consiste en la dismutación de un aldehído sin hidrógeno en alfa (no enolizable) catalizado por una base.1 2 Esta transformación fué llevada a cabo por Cannizzaro en 1853, cuando al tratar benzaldehído con hidróxido de potasio obtuvo alcohol bencílico y ácido benzoico. La primera etapa consiste en una adición nucleófila de la base (el anión hidróxido) al carbono carbonílico del aldehído. El alcóxido resultante desprotona para dar un di-anion, conocido como Intermedio de Cannizzaro. Para que este intermedio se forme se requiere un mediofuertemente básico. Este es un proceso de auto oxidación-reducción en el cual los alcoholes son el resultado de la reducción y las sales del ácido carboxílico de la oxidación Ambos intermedios pueden bien reaccionar con el aldehído o transferir un hidruro, H−. La negatividad de este C-H se ve aumentada por por el carácter electro-donante del oxígeno en alfa. Esta transferencia de hidruro genera simultáneamente un anión alcóxido (RCH2O-) y un ácido carboxílico, que desprotona rapidamente para formar el carboxilato. Evidencias adicionales del carácter de hidruro del intermedio de la reacción de Cannizzaro se encuentran en la formación de H2 al hacerlo reaccionar con agua Sólo los aldehídos que no pueden formar un enolato dan la reacción de Cannizzaro. Porque en las condiciones (básicas) de esta reacción los aldehídos que pueden formar un enolato reaccionan vía condensación. Ejemplos de aldehídos que pueden reaccionar vía Cannizzaro son formaldehído y aldehídos aromáticos como el benzaldehído.

2.- ¿Cuál compuesto se oxida y cual compuesto se reduce en la reacción?   El producto de oxidación es ácido carboxílico y el producto de Reducción-oxidación es un alcohol. Si el aldehído fuera enolizable, p.e. RCHR'CHO, tendría lugar la condensación aldólica, debido a la desprotonaciäon del hidrógeno en alfa. 3. Mediante reacciones, escriba una reacción de Cannizzaro cruzada entre dos Aldehídos diferentes. Una  mezcla  de  dos  aldehídos,  sometida  a  la  reacción  de  Cannizzaro, suele  dar  todos  los  productos  posibles.  Sin   embargo,  si  uno  de  ellos  es formaldehído,  la  reacción  genera  casi  exclusivamente  formato  de  sodio  y  el  alcohol  correspondiente  al  otro  aldehído Esta  reacción  se  conoce  como  reacción  de  Cannizzaro  cruzada.  Por  ejemplo: 4. ¿A qué se le llama condensación aldólica? Escriba un ejemplo mediante una reacción. Al  exponerse  a  la  acción  de  álcali  concentrado,  los  aldehídos  que  carecen  de  hidrógenos  a  sufren   una  autoxidación-reducción  para  dar  una   mezcla de  un  alcohol  y  una  sal  de  un  ácido  carboxílico.  Este  proceso,  conocido  como  reacción  de  Cannizzaro,  se  suele  realizar  dejando  a  temperatura ambiente  al  aldehído  en  hidróxido  acuoso  o  alcohólico  concentrado.  (En  estas  condiciones,  un  aldehído  con  hidrógeno  a  daría  rápidamente  la condensación  aldólica  )

5. ¿Qué objeto tiene agregar ácido clorhídrico a la solución acuosa obtenida en la práctica?   Obtener el pH ácido y saber cuál es nuestro rendimiento 6. ¿Qué aplicaciones tienen los productos obtenidos? La reacción de cinnizzaro de los aldehídos es sumamente útil desde el punto de vista sintético. Pero solo algunos casos especiales. Una reacción como esta que es limitada, solo la mitad del aldehído puede transformarse en el ácido o el alcohol. La reacción de Cannizzaro tiene pocas aplicaciones prácticas y se limita al formaldehído y los benzaldehídos sustituidos 7. Consultando la bibliografía, haga una lista de las propiedades fisicoquímicas, y el uso y precauciones que se deben tener con los reactivos que se utilizaron en la práctica. Hidróxido de potasio: Benzaldehído: Benzoato de potasio Alcohol bencílico Ácido benzoico. Sulfato de sodio anhidro Ácido clorhídrico concentrado

Bibliografìa Manual de Prácticas de Laboratorio de Química Orgánica III Tronco Formativo de las Licenciaturas en Ingeniería de los Alimentos y en Ingeniería Bioquímica Industrial, División de Ciencias Biológicas y de la Salud http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_de_Cannizzaro http://www.buenastareas.com/ensayos/S%C3%ADntesis-De-Alcohol Benc%C3%ADlico-y-%C3%81cido/1828974.html http://www.buenastareas.com/ensayos/Preparacion-Del-Benzaldehido-y-Acido-Benzoico/1985147.html

Equipo # 6 Domínguez Morales Lucero Itzel Cortés Velasco Rocío Alejandra Ruenes Zamora Ivonne Tapia Rodríguez Rosa Edith Laurencio Ramírez Alma Veronica Jacobo Nadia