Practica 3: Síntesis de Colorantes (Naranja de metilo y Fluoresceína) Integrantes: Aguilar Magaña Diana Canto Rodriguez Yuseline Peniche Helguera Marco Pérez Muñoz Sharon

Colorantes Son sustancias empleadas para dar color a tejidos, cuero, papel, sustancias, etc. Son generalmente compuestos orgánicos que contienen sistemas de dobles enlaces conjugados. Se pueden clasificar de acuerdo a la estructura química de sus moléculas.

Colorantes Ácidos Colorantes Básicos Son compuestos cuyo cromóforo es parte de un ión negativo. Se pueden usar para teñir fibras proteícas o para poliamidas y fibras sintéticas. Colorantes Básicos Poseen cromóforos que forman parte de un ion positivo. Se usan para fibras acrílicas y también para lana y seda.

Colorantes del tipo de las ftaleinas Ftaleínas.- Las ftaleínas son colorantes e indicadores El grupo carbonilo del anhídrido ftálico reacciona con los compuestos aromáticos que poseen un átomo de hidrógeno reactivo en orto y para las reacciones se produce cuando se calienta una mezcla de anhídrido, el compuesto aromático y un catalizador. Se elimina agua y se forma una ftaleína

Reacción de acoplamiento Definición: Una reacción de acoplamiento es un término que se aplica a todas aquellas reacciones orgánicas en el que dos fragmentos de hidrocarburos se unen o se enlazan para formar una sola molécula, con la ayuda de un catalizador metálico.

CLASES DE REACCIONES DE ACOPLAMIENTO Acoplamientos cruzados que agrupan reacciones entre dos compuestos diferentes. Homoacoplamientos en la que se acoplan o enlazan dos fragmentos iguales. Acoplamientos cruzados que agrupan reacciones entre dos compuestos diferentes, por ejemplo el bromobenceno (PhBr) y el cloruro de vinilo reaccionan para dar estireno (PhCH=CH2). Homoacoplamientos en la que se acoplan o enlazan dos fragmentos iguales, por ejemplo, la conversión de yodobenceno (Ph-I) en bifenilo (Ph-Ph).

MECANISMO El mecanismo de reacción por lo general comienza con una adición oxidativa de un haluro orgánico con el catalizador. Posteriormente, el segundo fragmento sufre transmetalación, lo que sitúa a ambos candidatos del acoplamiento sobre el mismo centro metálico.

MECANISMO El paso final es una eliminación reductiva de los dos fragmentos de acoplamiento para regenerar el catalizador y dar el producto orgánico deseado.

Naranja de Metilo Es un derivado de la anilina, que es una amina aromática. Se emplea también como indicador ácido-base. En disoluciones diluidas mayores de 4,4 de pH se torna de color amarillo. Cuando se adiciona esta solución a un ácido carboxílico (pH igual o inferior a 3.1) se torna de una coloración Roja.

Síntesis de Naranja de Metilo La reacción de copulación de sales de diazonio es la base del método de tinción en rama Un claro ejemplo es la síntesis del colorante e indicador ácido-base, Naranja de Metilo Se puede llevar a cabo copulando una sal de diazonio con ácido bencesulfónico o con N,N-dimetilailina.

Sal de diazonio La mayor parte de las aminas aromáticas, pueden ser diazoadas. Generalmente se obtiene una solución clara e incolora de la sal de diazonio, incluso en los casos en que la sal de la amina es poco soluble. A veces la sal de diazonio cristaliza, como ocurre al diazoar el ácido sulfanílico, debido a la formación de una sal interna.

La mayor parte de las aminas aromáticas, pueden ser diazoadas La mayor parte de las aminas aromáticas, pueden ser diazoadas. Generalmente se obtiene una solución clara e incolora de la sal de diazonio, incluso en los casos en que la sal de la amina es poco soluble. La preparación de los diazoicos aromáticos se realiza haciendo reaccionar las sales de amina con acido nitroso.Se llama diazotacion a la formación de diazoicos por acción del acido nitroso sobre las sales de aminas primarias aromáticas en disolucion fuertemente acida

Las sales de diazonio son sustancias muy descomponibles que, aun en disolución acuosa y a temperatura de 0° solo subsisten durante unas horas y por consecuencia han de ser elaboradas rápidamente. Secas tienen extraordinaria tendencia a producir explosiones y denotan violentamente a veces por roce

Fluoresceína Es un polvo cristalino rojo oscuro Se disuelve en alcohol con un color amarillo oscuro En disolución alcalina diluida, trazas de fluoresceína producen una intensa Fluoresceína amarillo-verdosa. Es una sustancia colorante orgánica hidrosoluble utilizada en el examen de vasos sanguíneos del ojo y en ciertas técnicas odontológicas.

Resorcinol El resorcinol es una sustancia cristalina blanca, soluble en gua . Entre sus usos esta la fabricación de sustancias colorantes, productos químicos, cremas y lociones

Síntesis de naranja de metilo Preparación de la sal de diazonio. Agregar ácido sulfanílico (0.5g), carbonato sódico anhidro (0.1 g) y 5mL de agua en matraz 50 mL Calentar en baño de agua hasta disolución Enfriar a 15°C Añadir disolcuión de nitrito sódico (0.15 g) en 1mL agua α1

α3 α2 Enfriar disolución en baño de hielo Añadir lentamente y con agitación HCL concentrado (0.5 mL en 0.5 mL agua) Dejar evolucionar en baño de hielo 15 min α3

Trasvasar a vaso de precipitado grande α4 Reacción de acoplamiento Añadir lentamente y con agitación disolución de dimetilanilina (0.32 ML) y AcOH glacial (0.15 mL) Dejar evolucionar 10 min Añadir 1.5-2.0 mL de hidróxido sódico al 20% hasta ser ligeramente alcalina Trasvasar a vaso de precipitado grande Observar color rojizo R1 Coloración naranja α5

α6 Añadir 0.5 g de sal común Calentar a 70-80 °C hasta disolución de sal Enfriar a temperatura ambiente 15 min Enfriar en baño de hielo α7

* α8 R2 R3 R6 Filtrar por succión sólido Dejar secar 5min en bomba Calcular rendimiento R3 * R6

* Opcional recristalizar el producto Filtrar a vacío los cristales obtenidos Lavar con una pequeña cantidad de etanol Lavar con pequeño volumen de éter. R4 R5

Comportamiento del colorante como indicador ácido base Tomar porción con espátula Preparar disolución acuosa Comprobar reacción en disolución ácida o básica R7

Síntesis de Flourensceína Colocar 0.1g de resorcinol, 0.07g de anhidro ftálico y una gota de H2SO4 concentrado en un tubo se ensaye Mezclar perfectamente Calentar en baño de aceite por 10 minutos hasta fusión de la mezcla α9

Adicionar 2ml de agua estilada α10 Dejar enfriar Adicionar 2ml de agua estilada Filtrar el residuo. R8 R9

Reacción de Identificación Adicionar 3 gotas de la solución resultante Adicionar 1ml de NaOH al 5% Observar el color sobre un fondo negro α11

Llevar pH ácido con solución de HCl 1:1 α12 Llevar pH ácido con solución de HCl 1:1 Anotar observaciones R10

Diagrama ecológico R1: Tiras pH  Residuos sólidos R2: Papel filtro  Residuos Sólidos R3: Solución de filtrado Disolventes orgánicos no halogenados R4: Papel filtro Residuos sólidos R5: Agua-Etanol-Eter Disolventes orgánicos no halogenados

Diagrama ecológico R6: Colorante Residuos sólidos R7: Disolución con ácido/base Disoluciones orgánicas ácidas o básicas R8: Papel filtro Residuos sólidos R9: solución de filtrado Disolventes orgánicos no halogenados R10: Tiras pH Residuos sólidos

Cálculos previos Hidróxido sódico al 20% NaOH al 5% 20%= g/ml X 100% 20% X 100ml = 20g 100 5%= g/ml X 100% 5% X 100ml = 5g 100

Referencias Química: Experimentos y teorías. O´connor. Davis. Heanisch. MacNab. McClellan. Editorial Reverté s.a, 1977. pag. 413 Química Orgánica: Estructura y Reactividad. Seyhan Ege. Tomo 2. Editorial Reverté, s.a, pag. 1025. Química Orgánica: conceptos y aplicaciones. Philip S. Bailey. Christina A. Bailey. Editorial Pearson. 1998. Pp 324 Manual de química orgánica. Hans Beyer, Wolfgang Walter.. Editorial Reverté, s,a. 1897, pag. 653

Fieser L. Química Orgánica fundamental.Reverté.España.pp 184 185 Klages F. Tratado de química orgánica. Reverté. España, 2005 pp 696-697 IPC international programe on chemical safety: resorcinol,world health organization 2006. pp 69