Obtención de un cloroalqueno

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La obtención de un cloroalqueno es posible si se parte de un alcohol con un doble enlace y empleando una sustitución nucleofílica.

Sustitución nucleofílica

Una sustitución nucleófila es una clase de reacciones químicas en las que una especie química rica en electrones (conocida como nucleófilo) sustituye a un grupo funcional dentro de otra molécula deficiente en electrones (conocida como electrófilo). La molécula que contiene el electrófilo y el grupo funcional saliente se denomina sustrato.

La forma más general de la reacción puede ser la siguiente

El par de electrones (:) del nucleófilo (Nuc) ataca al sustrato (R-LG) y se une a él. Simultáneamente, el grupo saliente (LG) parte con un par de electrones. El producto principal en este caso es R-Nuc. El nucleófilo puede ser eléctricamente neutro o estar cargado negativamente, mientras que el sustrato suele ser neutro o estar cargado positivamente.

Un ejemplo de sustitución nucleófila es la hidrólisis de un bromuro de alquilo, R-Br en condiciones básicas, donde el nucleófilo atacante es OH^– y el grupo saliente es Br^–.

Las reacciones de sustitución nucleofílica son comunes en la química orgánica. Los nucleófilos suelen atacar a un carbono alifático saturado. Con menos frecuencia, pueden atacar a un carbono aromático o insaturado.

Materiales

• Matraz o balón de dos bocas de 10 mL
• Condensador de reflujo
• Burbujeador
• Embudo de adición con sistema de equilibrio de presión
• 2 botellas de lavado
• Plancha de agitación magnética
• Barra de agitación magnética
• Cabezal de destilación
• Bomba de vacío
• Baño de refrigeración con nitrógeno líquido
• Baño de hielo
• Baño de aceite

Reactivos

• 10-undecen-1-ol (1.70 g – 10 mmol)
• cloruro de tionilo (recién destilado) (1.70 g – 14 mmol)
• solución de hidróxido de sodio 2M

Procedimiento

Se introducen 1,70 g (10 mmol) de 10-undecen-1-ol en un matraz o balón de dos bocas de 10 mL con una barra de agitación magnética, y se realiza un montaje con el embudo de adición con nivelador de presión y un condensador de reflujo. El condensador de reflujo sirve para drenar los gases que se desprenden durante la reacción (HCl, SO₂) y está conectado en línea con un burbujeador (lleno de aceite de parafina), un frasco de lavado de seguridad vacío y otro frasco de lavado, lleno hasta 1/3 con solución de hidróxido sódico 2 M.

Se añaden 1,7 g (1,0 mL, 14 mmol) de cloruro de tionilo gota a gota con un embudo de adición bajo agitación en 10 minutos (se evidenciará el desprendimiento de gas). A continuación, se agita la mezcla de reacción y se calienta a una temperatura de baño de aceite de 110 °C hasta que en la mezcla de reacción no se detecte el reactivo o un producto intermedio evaluados con cromatografía en capa fina (TLC) o con cromatografía de gases. Normalmente, la reacción se termina después de 5 horas.

Tras el enfriamiento de la mezcla de reacción, el condensador de reflujo se sustituye por una pequeña cabeza de destilación y el exceso de cloruro de tionilo se condensa bajo un ligero calentamiento a una presión de unos 20 hPa en una trampa, que se enfría con nitrógeno líquido. A continuación, el producto crudo restante se destila fraccionadamente a unos 5-10^-1 hPa. Los balones receptores se enfrían en un baño de hielo.

Rendimiento esperado: 1.52 g (8.06 mmol, 81%) de cloroalqueno; punto de ebullición 52 °C (2.4·10^-1 hPa), temperatura del baño de aceite 90 °C; líquido incoloro; n_D²⁰= 1.4511

El diundecenil sulfito se forma como intermedio, que reacciona en las condiciones de reacción descritas condiciones descritas – exceso de cloruro de tionilo – casi cuantitativamente al producto.

Monitoreo de la reacción por TLC

Preparación de la muestra: Con una pipeta Pasteur, se toma una gota de la mezcla de reacción y se diluye con 1 mL de CH₂Cl₂.

Condiciones de la cromatografía en capa fina

Adsorbente: Lámina de aluminio TLC (gel de sílice 60)

Eluente: éter de petróleo (60-80 °C): éster etílico : ácido acético = 6 : 4

Visualización: La lámina de aluminio para TLC se sumerge en H₂SO₄ 2N y luego se seca con un secador de aire caliente.

R_f (10-undecene-1-ol)  0.40

R_f (11-chloroundec-1-en). 0.64

Para más información Synthesis of 11-chloroundec-1-ene from 10-undecen-1-ol

Recomendaciones de seguridad

En todo momento se deben utilizar los elementos de seguridad básicos en el laboratorio de química (bata de laboratorio, guantes, gafas de seguridad y demás que sean exigidos por las normas internas, locales o nacionales. Los residuos generados por la práctica deben ser dispuestos de manera adecuada según las normas de laboratorio y las normas locales y nacionales respectivas.

• Síntesis de Williamson
• Christopher Kelk Ingold
• Nitración aromática
• Eugenol
• Joseph Achille Le Bel