E4B2010: Reconocimiento de Fenoles
Reacción, Reactividad y Reconocimiento de Fenoles
Márquez, Paulina; Valenzuela, María
Laboratorio de Química Orgánica III, Departamento de Química
Universidad Tecnológica Metropolitana
Fundamentación teórica
Fenoles
Los fenoles son compuestos que tienen grupos hidroxilos enlazados a anillos aromáticos. El fenol más simple es aquel que deriva del benceno por sustitución de un solo átomo de Hidrógeno por un grupo hidroxilo.
Los fenoles se comportan como nucleófilos y los compuestos que reaccionan sobre ellos son los electrófilos. El anillo aromático de un fenol o su oxígeno pueden llegar a ser sitios con actividad nucleófila en los fenoles.
Los fenoles son sustratos muy reactivos a la sustitución aromática electrófila. El grupo hidroxilo del fenol es un activante muy fuerte (efecto sobre la velocidad de la reacción) y dirige hacia las posiciones orto y para. El ataque en estas posiciones a un carbono que lleva a un sustituyente hidroxilo da como resultado un catión estabilizado por efecto de resonancia por el par de electrones no compartidos del oxígeno.
En las posiciones orto y para tiene lugar la forma de resonancia más estable ya que, todos los átomos participantes tienen el octeto de electrones. Esta estabilidad produce que se formen rápidamente, lo que confiere velocidades mas rápidas en la sustitución aromática electrófila que en el benceno.
Los fenoles son sustratos excelentes para la Halogenación, Nitración, Sulfonación y algunas reacciones de Friedel- Crafts
Propiedades de los Fenoles
Los fenoles son sustancias solidas o líquidas, de olores característicos, moderadamente solubles en agua y muy solubles en alcohol o éter. Algunos se usan como desinfectantes y otros se forman de manera natural como por ejemplo la Tirosina.
La presencia de grupos hidroxilos en los fenoles nos indica que, al igual que los alcoholes, los fenoles tienen la capacidad de formar enlaces de hidrógeno intermoleculares. Estos enlaces de hidrógeno le confieren a los fenoles puntos de ebullición altos en comparación con moléculas de similares pesos moleculares.
Los fenoles se comportan como ácidos débiles, protonando al agua lo que puede generar un anión fenóxido (ArO-). Los fenoles son cerca de un millón de veces más ácidos que los alcoholes, ya que el anión fenóxido
esta estabilizado por efecto de resonancia.
Test para reconocimiento de Fenoles.
Reacción con Cloruro Férrico:
En esta reacción el Fe+3 se une al grupo fenóxido. Los iones fenóxido son aun más reactivos que los fenoles hacia la sustitución aromática electrófila, ya que tienen una carga negativa reaccionan con electrófilos (en este caso Fe+3) para formar complejos.
Si la solución resultante de la reacción es de color morada, azul o verde es un compuesto fenólico; Si la solución es de color amarillo o naranja la reacción es negativa.
Reacción de Lieberman:
Corresponde a una reacción de sustitución aromática electrófila, en donde el fenol reacciona con el ión nitrosonio (NO+), el cual se forma al mezclar el nitrito de sodio (NaNO2) con ácido sulfúrico (H2SO4).
El ión nitrosonio que reacciona con el fenol se forma según la siguiente reacción:
NaNO2 + H2SO4
+ + HSO4- + NaOH
El mecanismo de reacción es:
Reacción con Agua de Bromo:
La bromación electrófila en los fenoles ocurre rápidamente ya que el grupo hidroxilo activa al anillo hasta el punto que esta reacción ocurre sin necesidad de un catalizador.
La reacción es positiva si se forma un precipitado de color blanco correspondiente al 2,4,6 Tribromofenol.
El mecanismo de reacción es:
Procedimiento Experimental
Reacción con Cloruro Férrico:
Materiales
Tubo de ensayo (schott Duran)
Vaso de precipitado 100 mL (Boeco)
Gotario
Reactivos
C6H5OH (Heyn), p.a, 99.2 %
H2O
FeCl3 (técnico), 2%
Procedimiento Experimental
En un tubo de ensayo disolver aproximadamente 0.05 g de fenol en H2O. Luego agregar lentamente dos gotas de cloruro férrico al 2%.Observar el cambio de color a azul intenso.
Reacción de Lieberman:
Materiales
Tubo de ensayo (schott Duran)
Vidrio reloj
Gotario
3 Vaso de precipitado 100 mL (Boeco)
Espátula
Reactivos
C6H5OH (Heyn), p.a., 99.2 %
H2SO4 (Merck), p.a., 98%
H2O destilada
NaOH (Técnico) 5%
Procedimiento Experimental
En un tubo de ensayo agregar 2 mL de H2SO4 concentrado y luego adicionar 10 mg de NaNO2 y agitar enérgicamente. A esta solución agregar algunos cristales de fenol, observando el color rojo, que cambia a negro y finalmente a verde, mientras se agita el tubo de ensayo. Verter el contenido del tubo de ensayo en un vaso de precipitado que contenga 50 mL de agua fría y observar el color rojo de la solución que se forma. Luego, tomar 1 mL de esta solución y añadir gota a gota a una solución de NaOH al 5%. Observar el cambio a color azul que se produce cuando se pasa a un medio alcalino.
Reacción con agua de Bromo:
Materiales
Tubo de ensayo (schott Duran)
Vaso de precipitado 100 mL (Boeco)
Gotario
Reactivos
C6H5OH (Heyn), p.a., 99.2 %
H2O/Br (Técnico)
H2O destilada
Procedimiento Experimental
En un tubo de ensayo disolver aproximadamente 0.25 g de fenol en 10 mL de agua, luego agregar agua de bromo gota a gota, hasta la obtención de un precipitado blanco.
Bibliografía
McMurry, John, “Química Orgánica”, editorial International Thompson, año 2001
Carey, Francis A, “Química Orgánica”, editorial McGraw Hill, año 1999.
Solomons, T. W. Graham, “Química Orgánica”, editorial Limusa, año 1999.
Beyer, Hans; Barluenga, Jose; “Manual de Química Orgánica”, editorial Revertè S.A.
Gutsche, Carl David,“Fundamentos de Química Orgánica”, editorial Revertè S.A.