Fecha: 4/11/20

Anteproyecto 1

● Tabla de propiedades

Bromuro Cloruro de Hidróxido Sulfato de

Ácido 1-butanol de sodio sodio de sodio sodio
sulfúrico (C₄H₁₀O) (NaBr) (NaCl) (NaOH) anhidro
(H₂SO₄) (Na2SO4)

Peso 98.08 g/mol 74.12 g / mol 102,89 g / 58.44 g / mol 39,997 g / 142,04 g /
molecular mol mol mol

Punto de 337 ° C 117 ° C 1390 ° C 1465 ° C 1388 ° C ---------

ebullición

Punto de 10,31 ° C -89,8 ° C 755 ° C 800,7 ° C 323 ° C 884 ° C

fusión

1.8302 g / 0.81g / cm3 3.21g/cm³ 2,17g/cm³ a 2.13 g / cm3 Densidad

Densidad cm3 a 68 ° F 25 ° C / 4 ° C 25 ° C relativa (
agua = 1):
2.7

1 mm Hg a 7,0 mm Hg a 0 mm Hg
Presión de 294,8 ° F 25 ° C --------------- 1 mm Hg a ------------
vapor 1589 ° F

Miscible con Muy soluble En agua , 36,0 g / 100 g Solubilidad En agua ,

agua , con en acetona ; 94,6 g / 100 de agua a 25 en agua , g / 28,1 g / 100
generación de miscible con g de agua a °C 100ml a 20 ° g de agua a
Solubilidad mucho calor, etanol y éter 25 ° C C 25 ° C
también con etílico
etanol En agua 63,2
mg / ml a 25
°C

No inflamable 98 ° F, 37 ° C No No inflamable No No
Punto de (vaso inflamable inflamable inflamable
inflamación cerrado)

1
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

● Guía de estudio

1. Obtención de halogenuros de alquilo a partir de alcoholes. Mecanismo de

reacción (sustitución nucleofílica).

2. Estructura y propiedades físicas de reactivos y productos; riesgos implicados y

precauciones necesarias en su manejo.

Nombre Estructura Propiedades Riesgos Precauciones

físicas

Corrosivo
Masa molar: 98.08
para todos
g/mol
los tejidos
Fórmula: (H₂SO₄) corporales. Precauciones personales, equipo
La de protección y procedimientos de
Densidad: 1.8302 g /
inhalación emergencia: Use protección
cm3
de vapor respiratoria. Evite respirar vapores,
Punto de ebullición: puede causar daños graves a neblina o gas. Asegure una
Ácido 337 ° C los pulmones. El contacto con ventilación adecuada. Evacuar al
sulfúrico los ojos puede provocar una personal a áreas seguras.
Punto de fusión: 10,31
pérdida total de la visión. El Precauciones ambientales: No
°C
contacto con la piel puede permita que el producto ingrese a
Soluble en: Miscible producir una necrosis grave. los desagües.
con agua , con Cantidad fatal para adultos:
generación de mucho entre 1 cucharadita y media
calor, también con onza del químico
etanol concentrado.

2
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

Masa molar: 102,89 g /

mol
Fórmula: (NaBr) Usar equipo de protección
adecuado. La concentración de
Densidad: 3.21g/cm³
Provoca irritación ocular uso final de todos los productos
Punto de ebullición: grave [ Advertencia Lesiones químicos que producen bromuro
1390 ° C o irritación ocular en la solución no debe exceder las
Bromuro graves].Puede perjudicar la 200 ppm de halógeno total
Punto de fusión: 755 °
de sodio fertilidad o dañar al feto [ disponible.
C
Peligro Toxicidad para la
Soluble en: En agua , reproducción]
94,6 g / 100 g de agua
a 25 ° C

Masa molar: 74.12 g /

mol
Fórmula: (C₄H₁₀O)
Densidad: 0.81g / cm3
a 68 ° F No se deben usar lentes de
Punto de ebullición: contacto. En cualquier caso, se
117 ° C Anestesia, náuseas, dolor de debe utilizar el equipo habitual de
1-butanol cabeza, mareos, irritación de protección ocular incluso con
Punto de fusión: -89,8 ° lentes de contacto colocados.
C las vías respiratorias.
Ligeramente irritante para la ELIMINE todas las fuentes de
Soluble en: Muy soluble piel y los ojos. ignición
en acetona ; miscible
con etanol y éter etílico
En agua 63,2 mg / ml a
25 ° C

Masa molar: 39.99 g /

mol
Fórmula: (NaOH)
Evite el contacto con la piel, los
Densidad :2.13 g / mL ojos y la ropa. Lávese las manos
Fuerte acción corrosiva sobre
Punto de ebullición: los tejidos en contacto. antes de los descansos e
-1388 ° C INHALACIÓN: el polvo puede inmediatamente después de
dañar el tracto respiratorio manipular el producto.
Punto de fusión: Los guantes deben
Hidróxido -323 ° C superior y el pulmón mismo,
inspeccionarse antes de su uso.
de sodio produciendo desde una leve
Soluble en: Solubilidad irritación de la nariz hasta una Utilice la técnica adecuada para
en agua , 1 g / 100 g neumonitis. INGESTIÓN: quitarse los guantes (sin tocar la
de agua a 20 ° C daño severo a las superficie exterior del guante)
membranas mucosas; Puede para evitar el contacto de la piel
producirse una grave con este producto.
formación de cicatrices o
perforación. CONTACTO
CON LOS OJOS: produce
daños graves.

3
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

Masa molar: 58.44 g /

mol
Fórmula: (NaCl)
Densidad 2,17 g/cm³ a
25 ° C / 4 ° C La ingestión de este
compuesto puede causar Use gafas de seguridad en
Punto de ebullición: náuseas, vómitos, diarrea, combinación con protección
Cloruro de 1465 ° C espasmos musculares, respiratoria.
sodio inflamación del tracto Guantes protectores.
Punto de fusión: 800,7
°C gastrointestinal,
deshidratación y congestión
Soluble en: 36,0 g / (puede ocurrir deshidratación
100 g de agua a 25 ° C y congestión en la mayoría de
los órganos internos,
particularmente en las
meninges y el cerebro).

Masa molar: 142,04

g/mol Precauciones personales, equipo
protector y procedimiento de
Fórmula: Na2SO4
Contacto ocular: Irritación y emergencia: Evacuar o aislar el
Densidad: 2,66 g/cm³ lagrimeo. Contacto dérmico: área de peligro. Restringir el
Sulfato de acceso a personas innecesarias y
Punto de ebullición: Irritación. Inhalación:
sodio Irritación de la nariz y la sin la debida protección. Ubicarse
1.429 °C
garganta y posiblemente de a favor del viento.
Punto de fusión: 884 °C los pulmones. Ingestión:
Irritación gastrointestinal y
diarrea por el ión sulfato
disuelto en los intestinos

3. Reacciones y fundamento químico del procedimiento.

El 1-bromobutano se puede preparar calentando 1 butanol con ácido bromhídrico, HBr,

en presencia de ácido sulfúrico.

El mecanismo para esta reacción ocurre en dos pasos, el primero es la protonación del
alcohol para dar el ión oxonio a través de una reacción ácido-base de Lewis.

4
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

Este ion oxonio luego se desplaza por el ion bromuro para formar 1-bromobutano y
agua. Este proceso es una reacción SN2 en la que el agua es el grupo saliente y el ion
bromuro es el nucleófilo.

El ácido sulfúrico tiene dos propósitos importantes: 1. Es un agente deshidratante que

reduce la actividad del agua y desplaza la posición de equilibrio hacia la derecha, y 2.
proporciona una fuente adicional de iones de hidrógeno para aumentar la concentración
del ión oxonio.
El uso de ácido bromhídrico concentrado también ayuda a establecer un equilibrio
favorable

No ocurre reacción entre 1-butanol y NaBr en ausencia de ácido fuerte porque los
grupos salientes en reacciones de sustitución nucleofílica deben ser débilmente
básicos, como lo es el agua.

Si tuviera lugar la reacción de 1-butanol y NaBr

El grupo saliente sería necesariamente el hidróxido fuertemente básico. Por lo tanto, no

se produce la reacción directa descrita

Por otro lado, la reacción inversa entre el 1-bromobutano y el hidróxido procede

fácilmente porque el grupo saliente en esta reacción es el ión bromuro débilmente
básico.

La mezcla de ácido bromhídrico y ácido sulfúrico puede prepararse añadiendo ácido

sulfúrico concentrado a ácido bromhídrico concentrado o generando el ácido
bromhídrico añadiendo en su lugar ácido sulfúrico concentrado a bromuro de sodio
acuoso

5
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1
Ambos métodos funcionan bien y dan buenos rendimientos de bromuro de alquilo a
partir de alcoholes de masa molar baja.

Aunque la presencia de ácido sulfúrico concentrado promueve la formación del bromuro

de alquilo, pueden ocurrir varias reacciones secundarias que involucran al ácido
sulfúrico y al alcohol. Uno de ellos es la esterificación del alcohol por ácido sulfúrico
para formar un sulfato de hidrógeno de alquilo 2

Esta reacción es reversible y la posición del equilibrio se desplaza hacia la izquierda,

regenerando el alcohol de 2 a medida que se produce el bromuro de alquilo. La
formación de 2 en sí misma no disminuye directamente el rendimiento de bromuro de
alquilo; más bien, 2 sufre otras reacciones para dar subproductos no deseados. Por
ejemplo, sufre eliminación al calentar para dar una mezcla de alquenos

También puede reaccionar con otra molécula de alcohol para dar un dialquil éter
mediante una reacción SN2 en la que el nucleófilo es ROH

6
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

Reacción:
Posibles reacciones secundarias:

4. Asignación de las señales en los espectros de IR y RMN 1H de bromuro de

alquilo.

7
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

● Metodología 1

8
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

Traducción

Preparación: Coloque 1,1 g de bromuro de sodio en el vial cónico de 5 ml y agregue 1,0 ml de

agua, 1,0 ml de 1-butanol y un spinvane. Mezcle bien el contenido del vial revolviendo y luego
enfríe el vial en un baño de agua helada. Agregue lentamente 1.0 ml de ácido sulfúrico
concentrado a la mezcla fría con agitación y enfriamiento continuo, retire el vial del baño y
configure el aparato para calentar a reflujo

Reacción, preparación y aislamiento

Caliente el vial suavemente hasta que la mayoría de las sales se

hayan disuelto y luego caliente la mezcla a reflujo suave durante
45 min.

Equipe el vial para una destilación simple. Destilar la mezcla

rápidamente y recoger el agua destilada y el 1-bromobutano en la
cabeza móvil de Hickman. Continúe la destilación, aumentando la
temperatura de la fuente de calor según sea necesario hasta que
queden alrededor de 1,5 a 2,0 ml en el vial y el destilado sea
transparente.

Con una pipeta Pasteur, transfiera el destilado al vial cónico de 3

mL y agregue 1.0 mL de agua. Tape el vial y agítelo suavemente
con ventilación para mezclar el contenido. Separe las capas y
determine cuál de ellas es la capa orgánica. Lavar la capa
orgánica secuencialmente con dos porciones de 0,5 ml de
solución de hidróxido de sodio acuosa 2 M fría, 1,0 ml de agua y
1,0 ml de cloruro de sodio acuoso saturado. Transferir la capa

9
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1
turbia de 1-bromobutano a un tubo de centrífuga con tapón de rosca y secarlo sobre varias
puntas de microespátula llenas de sulfato de sodio anhidro.

Agite el contenido en el tubo de centrífuga ocasionalmente durante un período de 10 a 15

minutos hasta que el bromobutano crudo 1 sea transparente; agregue mas pequeñas
porciones de sulfato de sodio anhidro si la solución parece turbia. Con una pipeta Pasteur,
transfiera con cuidado el 1-bromobutano crudo a un vial de muestra tarado.

Gilbert, J.C. and Martin, S.F. Experimental Organic Chemistry. A Miniscale and Microscale
Approach, 2nd ed. Saunders: USA, 1998. [Citado: 2020 Octubre 30]
Disponible en:
https://www.academia.edu/38899996/Experimental_Organic_Chemistry_A_Miniscale_and

● Metodología 2

10
Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

11
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

Traducción

En un matraz de fondo redondo de 250 ml, colocar 30 g de bromuro de sodio y 30 ml de agua.

Agite el matraz hasta que la mayor parte de la sal se haya disuelto
Agregue 18,5 g de butan-1-ol y enfríe el matraz a 5-10 ° C en un baño de hielo. Agregue
ligeramente 25 ml de H2SO4 concentrado.
Colocar el matraz con un condensador de reflujo y una trampa adaptada para gases que
contienen solución de NaOH y refluir la mezcla durante 30 min. con agitación magnética.
Durante el reflujo, la mezcla de reacción forma dos capas. Enfriar el matraz de reacción (se
puede utilizar un baño de hielo) a una temperatura a la que se pueda manipular. Agregue una
barra magnética y prepare el conjunto para una destilación simple.
Destilar hasta que la temperatura de la mezcla de destilación alcance los 110-115 ◦C. El
destilado consta de dos fases (1-bromobutano y agua), que son más evidentes al comienzo de
la destilación.
Al final de la destilación, 1-bromobutano ya no debería ser visible en las gotas de destilado. El
residuo de la destilación (ácido fuerte) Debe recogerse vertiéndose en hielo y diluyéndose con
agua (verter en el contenedor de residuos ácidos).
Transferir el destilado a un embudo de decantación de 125 ml y agregar aproximadamente 25
ml de agua. Agitar el embudo y dejar que las dos fases se separen. Recoger la capa inferior del
1-bromobutano en un matraz Erlenmeyer. Desechar la capa superior. Agregue 25 ml de H2SO4
concentrado y enfríe el 1-bromobutano con hielo.
Agite el matraz para mezclar el contenido. Si la mezcla comienza a calentarse, enfríe el matraz
en un baño de hielo. Pasar la mezcla a un embudo de decantación. El H2SO4 concentrado es
más denso (d = 1,84) que el 1-bromobutano (d = 1,28) y, por tanto, el 1-bromobutano ahora
forma la capa superior. Agite suavemente el embudo de decantación para evitar la formación
de una emulsión y déjelo reposar durante 5 a 10 minutos.
Recoja la capa inferior (precaución: ácido fuerte) y deseche; verter sobre hielo y diluir con
agua; eliminar en el contenedor de residuos ácidos. Lavar el 1-bromobutano que queda en el
embudo con 25 ml de agua para eliminar el H2SO4 residual.
Como el 1-bromobutano es más denso que la solución acuosa, el 1-bromobutano ahora
formará la capa inferior. Agitar el embudo, recogiendo esta capa inferior en un matraz limpio.
Retire la fase acuosa restante en el embudo y reemplace el 1-bromobutano en el embudo.
Extraer el 1-bromobutano con 25 ml de una solución de NaOH al 10%. En esta extracción,
como en lo anterior, el 1-bromobutano está en la capa inferior del embudo de decantación.
Recoger 1-bromobutano en otro matraz limpio, agregar 2 g de CaCl2 anhidro, tapar bien el
matraz y dejar reposar la mezcla para aclarar el líquido (mejor durante la noche)
Decante el 1-bromobutano limpio en un matraz de fondo redondo de 50 ml con un gotero
desechable para transferir el líquido restante. Tenga mucho cuidado de no transferir cloruro
cálcico sólido. Agregue una barra magnética y destile 1-bromobutano. Recoja la fracción a
98–103 ◦C (si el destilado está turbio, significa que tiene humedad y debe secarse y
redestilarse). El rendimiento estimado será del 50%. Si el experimento no se puede completar
en una sesión, el punto de corte es después del período de reflujo: mientras se seca el
1-bromobutano con CaCl2 anhidro.

Garcia, J. I., Dobado, J.A.,Calvo, F.G, Martinez, H. Experimental Organic Chemistry Laboratory
Manual, Elsevier: London 2016. [Citado: 2020 Octubre 30]

12
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1
Disponible en:

● Metodología 3

13
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

Traducción

Experimento: BROMURO DE BUTILO (1-Bromobutano) A 250 g de ácido bromhídrico al

48% contenido en un matraz de fondo redondo de 500 ml, añada 75 g (41 ml ) de ácido
sulfúrico concentrado en porciones con agitación; se puede desarrollar algo de bromuro de
hidrógeno. Añadir 88 g (110 ml, 1,2 mol) de butan-1-ol, seguidos de 60 g (32,5 ml) de ácido
sulfúrico concentrado en varias porciones con agitación, y finalmente unas astillas de
porcelana porosa. Conecte un condensador de reflujo al matraz y refluye la mezcla
suavemente sobre una gasa de alambre durante 2-3 horas; durante este período, la formación
de bromuro de butilo es casi completa y una capa se separa por encima del ácido (1). Si la
preparación se lleva a cabo en el laboratorio abierto, coloque un dispositivo de absorción (Fig.
2.61 (a) o (b)) en la parte superior del condensador para absorber cualquier bromuro de
hidrógeno y dióxido de azufre que pueda desprenderse. Deje que el contenido del matraz se
enfríe, retire el condensador y configúralo para destilación descendente. Destilar la mezcla
hasta que no pasen más gotas aceitosas de bromuro de butilo (30-40 minutos). Transferir el
destilado a un embudo de decantación y eliminar el halogenuro que forma la capa inferior.
Lávelo sucesivamente con agua, un volumen igual de ácido clorhídrico concentrado (2), agua,
solución de hidrogenocarbonato o carbonato de sodio al 5% y agua. Separar el agua lo más
completamente posible y secar con 2-3 g de cloruro de calcio anhidro o sulfato de magnesio; el
desecante debe dejarse en contacto con el bromuro durante al menos 30 minutos y agitarse
ocasionalmente. Filtrar el producto seco a través de un embudo pequeño que sostiene un
papel de filtro estriado en un matraz de 200 ml, agregar algunas astillas de porcelana porosa y
destilar en un baño de aire (Fig. 2.46) o en una gasa de alambre con centro de cerámica.
Recoger la porción hirviendo a 100-103 ° C. El rendimiento es de 155 g (95%).

Notas. (1) Se puede preparar un medio de bromuro de hidrógeno adecuado disolviendo 240 g
de bromuro de potasio en 400 ml de agua tibia, enfriando y agregando 200 ml de ácido
sulfúrico concentrado lentamente y con agitación constante, de modo que la temperatura no
suba por encima de 40ºC. ° C. Después de enfriar más a 15 ° C, la mezcla se filtra y se agrega
el butan-1-ol al filtrado. A continuación, se añaden cuidadosamente otros 120 ml de ácido
sulfúrico concentrado y se calienta a reflujo durante 3-4 horas. (2) El bromuro crudo contiene
un poco de alcohol inalterado y se dice que contiene algo de éter dibutilo (punto de ebullición
141 ° C). El primero se elimina lavando con ácido clorhídrico concentrado y este proceso de
purificación es satisfactorio para la mayoría de los propósitos. Tanto el alcohol como el éter se
eliminan lavando con 11-12 ml de ácido sulfúrico concentrado; el bromuro de butilo no se ve
afectado por este reactivo.

Furniss, B. S. y col. (Eds.). Vogel 's Textbook of Practical Organic Chemistry. 5th ed., Longman:
New York, 1989. [Citado: 2020 Octubre 30]
Disponible en: https://www.academia.edu/35359955/Quimica_organica_Vol_2_Wade_7ma_pdf

14
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

● Cálculos

Materia prima: 1-butanol

Bromuro de sodio=0.5g

1 mL 1-butanol -------> 1.1 g NaBr

0.457 mL 1-Butanol --------> 0.5 gNaBr

Agua =0.45 mL

1.0 ml 1-Butanol --------> 1 mL H2O

0.4575 ml 1-Butanol -------> 0.4575 mL H20

Ácido sulfúrico= 0.45 mL

1 mL 1-Butanol = 1 mL H2SO4

0.457 mL 1-Butanol = 0.45 mL H2SO4

-Después de la destilación

Agua=0.6 mL

1 mL H20 -------> 1 mL 1-butanol

0.45 mL H20 ←------ 0.457 mL 1-butanol

NaOH=0.2 mL

15
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

0.5 mL NaOH -------> 1 mL 1-butanol

0.2 mL NaOH ←------ 0.457 mL 1-butanol

NaCl=0.049 g

2 g NaCl -------> 18.5 mL 1-butanol

0.049 g NaCl ←------ 0.457 mL 1-butanol

Producto obtenido:

● Diagrama de flujo

16
 Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

● Cuestionario

1. Proponga un mecanismo para esta reacción.

2. Explique por qué es más rápida la reacción con HBr que con HCl.

En los hidrácidos, la velocidad de reacción sigue el siguiente orden: HI>HBr>HCl>HF

Esto se debe a la fuerza de enlace que presenta cada compuesto ya que entre más fuerte sea
el enlace es más difícil que se formen radicales que puedan reaccionar.

3. El lavado con ácido sulfúrico concentrado tiene como objeto eliminar productos
orgánicos oxigenados. Mencione dos compuestos de este tipo que pueden estar
contaminando al producto crudo.

-Según la metodología el bromuro crudo contiene un poco de alcohol inalterado y éter

dibutílico los cuales se eliminan con ácido sulfúrico concentrado ya que el bromuro de butilo no
se ve afectado por el ácido.

4. Diga por qué no es pertinente monitorear la reacción por cromatografía en capa fina.

-Consideramos que si es pertinente monitorear la reacción por medio de cromatografía en capa

fina ya que de esta forma podemos saber cual es el avance de la reacción así como la cantidad
de componentes presentes en la mezcla de reacción.

5. Discuta el desplazamiento químico observado y la multiplicidad de las señales en el

espectro de RMN 1H.

17
Fecha: 4/11/20
Anteproyecto 1

18