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.