E4B
Reacción de Hidrocarburos Aromáticos
"Friedel y Craft"
Carreño, Diego; Crouchet, Darío
Laboratorio de Química Orgánica III, Departamento de Química
Universidad Tecnológica Metropolitana
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
TEST DE FRIEDEL-CRAFTS
Esta reacción de Friedel-Crafts consiste en una sustitución aromática electrófíla, en este caso es una alquilación, en la cual se hace reaccionar un compuesto aromático con triclorometano(cloroformo), un haluro de alquilo, en presencia de AlCl3 anhidro, un catalizador ácido Lewis que aumenta la electrofilicidad..?? del agente alquilante. Se produce la sustitución de cada átomo de cloro del triclorometano por un radical fenilo, obteniéndose como producto trifenilmetano más HCl como subproducto.
Un fenómeno común en la química de los colorantes es el de la destrucción completa del sistema colorante con la formación de combinaciones incoloras durante las reacciones de adición. Así, por ejemplo, todos los colorantes del trifenilmetano (derivados del catión trifenilmetilo) se transforman en las dihidrocombinaciones incoloras por adición de un ión hidruro, denominadas leucobases (del griego, que significa blanco). En este caso desaparece el color, por el hecho de que el hidrógeno se adiciona primariamente sobre el atómo de carbono central de forma que éste se vuelve cuaternario. Por tanto, en la leucobase el sistema de electrones π que da origen al color queda interrumpido en el centro, descomponiéndose en dos sistemas parciales menores que son insuficientes para que se produzca absorción de la luz visible. Por tanto, es la pérdida de un ion hidruro por parte del carbono central del trifenilmetano lo que le otorga color.
REACCIÓN GENERAL
Benceno Triclorometano Trifenilmetano
MECANISMO DE REACCIÓN
Para entender mejor esta alquilación, la separamos en 3 partes, cada una empieza por el aumento del carácter electrofílico del agente alquilante, quien luego sustituye un hidrógeno del benceno.
PRIMERA PARTE:
La adición de cloruro de aluminio (catalizador) al triclorometano conduce a la formación del carbocatión diclorometilo que actuará como agente alquilante.
Triclorometano Diclorometilo
El catión diclorometilo ataca a los electrones π del benceno y se forma un enlace carbono-carbono. Luego, la pérdida de un protón del catión ciclohexadienilo intermediario produce diclorometilbenceno y como subproducto, ácido clorhídrico. Se regenera el catalizador.
Benceno Diclorometilo Diclorometilbencenoano
SEGUNDA PARTE:
Esta vez, la acción del cloruro de aluminio, sobre el diclorometilbenceno, conduce a la formación del carbocatión clorofenilmetilo que actuará como agente alquilante.
Diclorometilbencenoano Clorofenilmetilo
El catión clorofenilmetilo ataca a los electrones π de otra molécula de benceno y se forma un enlace carbono-carbono. Luego, la pérdida de un protón del catión intermediario produce clorodifenilmetano y como subproducto, ácido clorhídrico. Se regenera el catalizador.
Benceno Clorofenilmetilo Clorodifenilmetilo
TERCERA PARTE:
La acción del cloruro de aluminio, sobre el clorodifenilmetano, conduce a la formación del carbocatión difenilmetilo que actuará como agente alquilante.
Clorodifenilmetilo Difenilmetilo
Finalmente, el catión difenilmetilo ataca a los electrones π de una tercera molécula de benceno y se forma un enlace carbono-carbono. Luego, la pérdida de un protón del catión intermediario produce trifenilmetano y como subproducto, ácido clorhídrico. Se regenera el catalizador.
Benceno Difenilmetilo Triifenilmetano
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
REACTIVOS:
- Benceno
- Cloruro de Aluminio anhidro (AlCl3)
- Cloroformo (CHCl3)
MATERIALES:
- 2 Tubos de ensayo
- Pipeta 5 mL
- Gotario
- Espátula metálica
- Balanza Digital
- Mechero Bunsen
- Algodón
PURIFICACIÓN DEL AlCl3:
Colocar en un tubo de ensayo seco 0,1 g de AlCl3 anhídro y taparlo con algodón. Calentar a la llama de forma directa para que sublime y se deposite en las paredes del tubo. Dejarlo enfriar.
PRECAUCIÓN: El tubo de ensayo debe ser tapado preferentemente con algodón para impedir la liberación de AlCl3 gaseoso, debido a que su inhalación produce irritación en las mucosas de las vías respiratorias, causando tos y dificultades respiratorias.
REACCIÓN (TEST):
En otro tubo seco disolver 3 gotas de benceno en 1 mL de CHCl3 y dejarlo escurrir por las paredes del tubo que contiene el AlCl3. En las paredes del tubo se observará la aparición de una franja coloreada, indicando que el test es positivo. El color es característico de cada compuesto aromático, para el caso del benceno es de color anaranjado.