E3B
Reacción de Hidrocarburos Aromáticos
"Formalín sulfúrico" (Test Le Rosen)
Carreño, Diego; Crouchet, Darío
Laboratorio de Química Orgánica III, Departamento de Química
Universidad Tecnológica Metropolitana
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
TEST DE LE ROSEN
Esta reacción se trata de una sustitución aromática electrófila en la cual se hace reaccionar un compuesto aromático, diluido en CCl4, con formalín sulfúrico (ácido sulfúrico más formaldehído) recientemente preparado para un resultado óptimo. En la zona de contacto de las dos fases se observa la formación de un anillo coloreado, debido a la formación de una quinona. El ácido sulfúrico actúa como catalizador, ya que sin él esta reacción sería muy lenta.
La razón por la que algunos compuestos orgánicos presentan coloración, se debe a que la estabilización del estado fundamental aumenta cuanto mas extenso sea el sistema conjugado, pero la estabilización del estado excitado aumenta aun más acentuadamente, de tal manera que disminuye la diferencia de energía entre los estados fundamental y excitado, desplazándose la energía requerida para la excitación a una región de mayores longitudes de onda, como podría ser el rango de luz visible, ubicado entre 400 y 700 nm, que produce color.
Sin embargo, el color de las moléculas orgánicas también es atribuido a la presencia de grupos atrayentes de electrones y poseedores de enlaces múltiples denominados cromóforos. Entre los cromóforos más comunes están las estructuras de tipo nitro, nitroso, azo y quinoide como en el caso de la quinona producida en esta reacción.
REACCIÓN GENERAL
Formaldehído
Benceno
MECANISMO DE REACCIÓN
Primero se produce la protonación del oxígeno del formaldehido por un H+ del ácido sulfúrico que actúa como catalizador. Se obtiene el carbocatión hidróximetilo que será el agente alquilante en la reacción.
Formaldehído
Catión
Hidroximetilo
Benceno Catión Hidróximetilo...???
Fenilmetanol...??
El catión hidroximetilo ataca a los electrones π del benceno y se forma un enlace carbono-carbono. Posteriormente, la pérdida de un protón del catión intermediario produce fenilmetanol. Se regenera el H+ (catalizador). Se protona el fenilmetanol. Se disocia el ion fenilmetiloxonio generando agua y el catión fenilmetilo, que participará como agente alquilante.
Fenilmetanol
Fenilmetiloxonio
Catión Fenilmetilo
Agua
Alquilación de Friedel-Crafts. El catión fenilmetilo ataca a los electrones π del benceno y se forma un enlace carbono-carbono. Luego, la pérdida de un protón del catión intermediario produce difenilmetano. Se regenera el catalizador.
Catión diFenilmetilo
Benceno
Difenilmetano Catión Intermediario
El difenilmetano se oxida dando como producto final una quinona.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
REACTIVOS:
- Benceno
- Tetracloruro de Carbono (CCl4)
- Ácido Sulfúrico (H2SO4)
- Formaldehído
MATERIALES:
- 2 Tubos de ensayo
- 2 Gotarios
- 3 Pipetas de 10 mL
- Pinzas
REACCIÓN (TEST):
En un tubo de ensayo disolver algunos mL de benceno en 1 mL de CCl4. Dejar resbalar 1 mL de una solución recién preparada de formalín sulfúrico (1 mL de ácido sulfúrico + 3 gotas deformaldehido) por las paredes del tubo. En la zona de contacto de las dos capas de líquidos se observa la formación de un anillo coloreado típico de los compuestos aromáticos.