Reacción, Reactividad y Reconocimiento de Fenoles
Test de Fenoles
Pozo Antich, Benjamín ; Salazar Díaz, Cristian
Laboratorio de Química Orgánica III
Departamento de Química
Facultad de Ciencias Naturales, Matemáticas y del Medio Ambiente
Universidad Tecnológica Metropolitana
Fundamentación teórica
A continuación se presentarán tres test diagnostico para el reconocimiento de fenoles:
Reacción con cloruro de hierro III ( cloruro ferrico), reacción de Lieberman y reacción con agua de bromo.
Fenoles
Los fenoles son compuestos aromáticos que contienen un grupo hidroxilo unido a un benceno. El más simple de los fenoles es el hidroxibenceno derivado del benceno llamado fenol.
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 sólidas 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.
Ejemplos de fenoles son: el hidroxibenceno, el 4-bromofenol y el 2-isopropilfenol
Test para reconocimiento de Fenoles.
Reacción con cloruro de hierro III (cloruro férrico):
En esta reacción el Fe 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) para formar complejos.
Esta respuesta se debe al ataque producido por el Ion cloruro al hidrogeno del grupo hidroxilo provocando una ruptura de enlace y la unión del grupo fenoxido al hierro (formación de complejo), considerando que las disoluciones de fenoles presentan coloración, también se estima una reacción de oxidación del fenol llamada Quinona las cuales son coloreadas.
La coloración obtenida es azul, color característico del complejo formado de hierro y fenol
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:
Mecanismo de reacción
Reacción con Agua de Bromo:
La bromación electrófila en los fenoles es una halogenación que 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.
Mecanismo de reacción
.
Procedimiento Experimental
Reacción con Cloruro Férrico:
Materiales
Tubo de ensayo (schott Duran)
Vaso de precipitado 100 mL (Boeco)
Gotario
Matraz aforado 50 mL (schott Duran)
Reactivos
Fenol (Heyn), p.a, 99.2 %
Agua destilada
Cloruro de hierro III hexahidratado (técnico)
Procedimiento Experimental
- Adicionar a un matraz aforado de 50 mL 4.16g de cloruro de hierro III hexahidratado
- Agregar agua destilada hasta alcanzar los 50 mL (solución al 5%)
- En un tubo de ensayo disolver aproximadamente 0.05 g de fenol en agua destilada.
- Agregar lentamente gotas de solución de cloruro férrico al 5%.
- Observar el cambio de color a azul intenso.
Reacción de Lieberman:
Materiales
Tubo de ensayo (schott Duran)
Vidrio reloj
Gotario
Vaso de precipitado 100 mL (Boeco)
Espátula
Matraz aforado 50 mL (schott Duran)
Reactivos
Fenol (Heyn), p.a., 99.2 %
Acido sulfurico (Merck), p.a., 98%
Nitrito de sodio Merck, p.a.
Agua destilada
NaOH (Técnico)
Procedimiento Experimental
- Adicionar a un matraz aforado de 50 mL 2.50 g de NaOH
- Agregar agua destilada hasta alcanzar los 50 mL (solución al 5%)
- Agregar 1 mL de acido sulfúrico concentrado a un tubo de ensayo (tapar con algodón)
- Agregar una punta de espátula de nitrito de sodio al tubo y agitar
- Agregar cristales de fenol al tubo de ensayo y agitar (observar coloración azul oscuro).
- Verter el contenido del tubo en un vaso precipitado y lavar con agua destilada hasta alcanzar 50 mL (Observar coloración roja de la solución)
- A 1 mL de la solución agregar gotas de solución NaOH 5% ( observar coloración verde, ocurre al pasar a un medio alcalino)
Reacción con agua de Bromo:
Materiales
Tubo de ensayo (schott Duran)
Vaso de precipitado 100 mL (Boeco)
Gotario
Reactivos
Fenol (Heyn), p.a., 99.2 %
Agua de bromo (Técnico)
Agua destilada
Procedimiento Experimental
-En un tubo de ensayo disolver aproximadamente 0.25 g de fenol en 10 mL de agua destilada.
- 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.
Videos de los test diagnostico